用于农田非点源污染控制的生态拦截型沟渠系统设计与效果研究

生态拦截沟渠是应对农田非点源污染的有效策略。以嘉兴市善县3处农田为研究对象,根据当地农业生产状况和生态条件,设计了一种以生态拦截为核心机制的沟渠结构,通过对该沟渠末端不同时间节点排水中氮磷含量的监测,验证了生态拦截沟渠在农田非点源污染控制中的有效性,结合监测结果提出了意见与建议。

内蒙古河套灌区农田非点源氮磷污染负荷估算

为了解内蒙古河套灌区农田非点源污染现状,引入降雨影响因子(α)和地形影响因子(β)对传统的输出系数模型(ECM)进行改进,量化该地区的农田非点源氮、磷污染负荷,结合污染物入河系数(γ),对农田非点源氮磷入河(乌梁素海)量进行估算,并识别污染物关键源区.结果表明,河套灌区2021年农田非点源总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷为3520.998和407.125t,分别占不同土地利用类型污染负荷总量的79.674%和89.201%;农田非点源TN、TP污染负荷空间分布一致,表现为靠近水体、排干的乡镇贡献量最高,依次为新华镇、新安镇和塔尔湖镇,TN、TP污染负荷分别为316.658, 236.725, 199.344t/a和36.615,27.371,23.050t/a;农田非点源TN、TP入河量为387.310t/a和16.285t/a,其中新华镇、新安镇、塔尔湖镇、隆兴昌镇、团结镇和蛮会镇是河套灌区的农田非点源污染重点防治乡镇;与实测值进行比较,验证了改进的输出系数模型的合理性,相对误差分别为-4.743%和19.037%.

用于农田非点源污染控制的生态拦截型沟渠系统及其效果

针对太湖流域农田非点源污染严重的现状,结合当地实际情况提出了一种新的生态工程学解决方法———生态拦截型沟渠系统,它主要由工程部分和植物部分组成,能减缓水速,促进流水携带颗粒物质的沉淀,有利于构建植物对沟壁、水体和沟底中逸出养分的立体式吸收和拦截,从而实现对农田排出养分的控制。试验区沟渠植物具有一定的经济价值,且景观效果良好。沟渠系统对农田径流中总氮、总磷的去除效果分别达到48.36%和40.53%。此外,该生态工程的另一个显著优点就是不另外占用土地,符合平原水网地区农田沟渠的实际,具有很好的推广应用潜力。

不同降雨强度下三种典型农田土壤非点源氮输出研究

以河南淮河流域典型土壤砂姜黑土、褐土、潮土为对象,人工模拟0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 mm/min降雨强度下径流产出、泥沙流失、氮元素输出状况,研究降雨强度与土壤类型对非点源氮元素输出的影响,为量化淮河流域农田非点源输出负荷、建立本地化非点源污染模型、制定区域非点源污染防治策略等提供依据.结果表明:降雨强度越大,径流量、泥沙流失量、氮元素输出负荷及其平均产出速率均较大;土壤类型对径流产出影响较小,对泥沙流失量与氮元素输出负荷有一定影响;径流中氮元素平均浓度以2.0 mm/min降雨强度时最大;三种土壤的累积氮元素输出负荷均随降雨强度的增大而增大,增加幅度较明显的降雨强度,砂姜黑土为1.0、2.5 mm/min,潮土为1.0、3.0 mm/min,褐土为1.5、3.0 mm/min;氮元素通过泥沙输出的量占总输出量的81.57%以上.降雨强度、土壤类型均对径流产出、泥沙流失、氮元素输出等产生影响,氮元素输出负荷具初期冲刷效应.控制产流初期氮流失与泥沙流失是减少农田非点源氮输出负荷的重要途径.

区域尺度农田氮磷非点源污染与模型应用分析

分析了农田非点源污染对生态环境的危害性,并阐述农田氮、磷非点源污染的机理及其在不同自然条件下的影响因素和监测方法。同时,对农田非点源污染的定量化、应用效应等进行了对比分析。此外,结合农田非点源污染与相关模型作了应用实例分析。

农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准——以江苏省宜兴市为例

农田氮素流失引起的非点源污染已成为国内外农田生态环境资源可持续利用及农业可持续发展的瓶颈,对其进行有效控制愈显迫切。对非点源污染的控制不能简单地照搬点源污染的方法,须针对非点源污染本身具有的强烈外部性及复杂、广泛、不易监测等特征,探究与非点源污染特征规律相对应的对策。生态补偿作为应对全球生态危机和环境污染的一种公共政策工具,对于内化外部效应具有良好的效果。以农户减少一定程度的氮肥施用量获得政府补偿为切入点,论证了农户减少氮肥用量到最佳生态经济施氮量是获得补偿的依据;以宜兴市为实证对象,运用意愿调查评估法和成本-收益法相结合的方式测算了农户参与农田氮素非点源污染控制的生态补偿标准。研究表明:(1)宜兴市主要粮食生产的最佳生态经济施氮量为375.6 kg/hm2,农户参与农田氮素非点源污染控制的补偿额度理论值为620.0—7098.0元/hm2;(2)68.3%的受访农户愿意接受补偿而减少氮肥用量,受偿意愿与种田经验、受教育程度等因素正相关;(3)愿意接受补偿的农民中50.7%选择氮肥量减少到最佳生态经济施氮量,农田氮素非点源污染控制的补偿标准为620.0元/hm2。