外源氮磷负荷比增加对刺苦草(Vallisneria spinulosa)生长的影响

磷(P)是水生态系统生产力的限制因子,因此,在水体富营养化治理的过程中,许多地方采取了有效的措施控制流域P的排放;但氮(N)来源复杂,难以有效控制,导致湖泊外源的N∶P负荷比日益扩大.植物的生长需要合适的N∶P比,因此,外源N∶P负荷比的增加可能会对沉水植物的生长产生影响.采取控制实验,将刺苦草(Vallisneria spinulosa)栽种于塑料桶中,每隔3 d添加1次N、P营养盐,实验设置5个处理,P外源性负荷量固定为4 mg/(m^2·d),N外源性负荷量分别为0、40、80、120、160 mg/(m^2·d).实验周期为80 d.结果显示:随着N∶P负荷比的增加,刺苦草的叶干重、植株总干重、根干重、叶N及总N含量、叶片数、叶P及总P含量等指标基本保持不变或略有增加,单株总根长、根茎长度、块茎干重和无性系小株数目则呈现下降趋势.结果表明:随外源N∶P负荷比的增加,刺苦草个体生长指标总体呈现不变的趋势,但与种群扩张潜力相关的指标如根茎长度、块茎干重和无性系小株数目等则呈现下降趋势;刺苦草体内累积的N随外源N∶P负荷比的增加而增加,但P的累积保持不变.说明N∶P负荷比的增加对刺苦草个体生长影响不大,但对种群扩张不利;刺苦草对P的吸收也并不随N∶P比的增加而改变.

氮磷负荷比对浅水湖泊初级生产者的影响

为研究氮磷营养负荷比值(N︰P)的升高对浅水湖泊初级生产者的影响,在种植刺苦草的模拟系统中,保证磷(P)负荷不变,不断增加氮(N)负荷,设置三种N︰P比(0︰1、20︰1和40︰1),比较不同N︰P负荷条件下,浮游植物、附着藻类和沉水植物的生长情况。研究结果表明:三种不同的N︰P负荷条件下,上覆水中总氮(TN)和硝态氮(NO3–-N)含量随着N︰P的升高呈现增加的趋势,总磷(TP)则下降。浮游植物和附着藻类生物量在N︰P比为20︰1时出现最大值,显著高于其它两个处理组;刺苦草的生物量在实验结束时显著增加,但各处理间没有显著差异。以上结果表明,N︰P升高能够促进浮游植物与附着藻类的生长,但超过20︰1会抑制其生长,而N︰P的变化对沉水植物没有显著影响。

气候与社会经济变化下抚河流域氮磷负荷变化

目前对氮磷预估的研究主要是基于气候变化和社会经济不变的假定,缺少考虑社会经济动态变化对氮磷负荷的影响。为研究气候和社会经济共同作用下氮磷负荷的变化,选取第六次耦合模式比较计划(CMIP6)中情景完善的5个气候模式中的7个气候情景SSPs(SSP1-1.9、SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP4-3.4、SSP4-6.0、SSP5-8.5),采用SWAT水文模型模拟分析了气候变化和社会经济变化共同作用下抚河流域2021~2050年氮磷负荷相对基准期(1995~2014年)的时空变化特征。研究结果表明:①社会经济变化是氮磷负荷变化的主要影响因素,但1981~2020年气候对总氮负荷变化的贡献率从14.4%上升到18.2%,对总磷负荷变化的贡献率从13.5%上升到17.8%,表明气候变化对总氮总磷负荷的影响在增加,社会经济变化对总氮总磷负荷的影响减小。②抚河流域多年平均总氮负荷量约9333.4 t,1995~2014年以-113.7 t/a速率呈显著下降趋势;相对于基准期,流域总氮负荷量在2021~2050年预计呈显著减少趋势。空间分布上,总氮负荷主要集中在流域中下游干流附近,中游东部和西部总氮负荷较低。③抚河流域多年平均总磷负荷量约1632 t,1995~2014年以2.1 t/a速率呈上升趋势;2021~2050年流域总磷负荷量相比基准期将呈增加趋势。空间分布上,在流域出口及中下游总磷负荷浓度较高,中游东部和上游总磷负荷较低。

安徽省非点源污染氮磷负荷时空变化及来源分析

探究安徽省非点源污染状况,对保障安徽省水生态安全以及安徽省的高质量发展具有重要意义。采用输出系数模型以及等标污染负荷法,估算安徽省2005-2020年氮磷污染负荷总量;结合GIS技术,分析其时空变化特征;在计算各污染源的等标污染负荷量以及等标污染贡献率的基础上,进一步探究安徽省非点源氮磷污染的主要污染源。结果表明:安徽省非点源氮磷污染存在很大的空间分异性,整体表现为皖北和皖中较高,皖南较低的特点,其中非点源氮磷污染负荷最高的是阜阳市,最低的为铜陵,前者约为后者的6~7倍;在时间上,在全省不同地区及各市,氮污染负荷总量整体呈上升趋势,而磷污染负荷变化则呈现不同的变化趋势;从类型看,非点源氮污染负荷的主要贡献源是土地利用,非点源磷污染负荷主要贡献源是畜禽养殖;从具体指标看,耕地为安徽省非点源氮的主要污染源,农村生活排放和耕地是安徽省非点源磷的主要污染源。

基于土壤侵蚀方程的大通湖流域吸附态氮磷负荷估算

【目的】大通湖的水质长期处于Ⅲ类及以下,其主要超标污染物为总氮和总磷,通过估算大通湖流域吸附态氮、磷污染负荷,为大通湖地区水污染治理和水环境保护提供科学依据。【方法】该研究采用修正通用土壤侵蚀方程,耦合吸附态氮、磷污染负荷模型估算研究区的吸附态氮、磷污染负荷,重点分析大通湖流域吸附态氮、磷污染的空间分布特征。【结果】模型计算结果表明:2020年,大通湖流域土壤侵蚀总量为4804.8 t,平均土壤侵蚀模数为5.20 t/(km^(2)·a),吸附态氮、磷的负荷量分别为4.943、2.098 t,对流域内各土地利用类型按吸附态氮、磷污染负荷模数由大到小排序依次为:林地、耕地、建设用地;按行政区域划分,茅草街、青树嘴、乌嘴乡、明山头和河坝镇吸附态氮、磷污染较为严重;按流域划分,五七运河流域、苏河流域、大新河流域、大通湖西入湖区以及草阳渠片区氮、磷污染负荷较大。【结论】大通湖流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,耕地是吸附态氮、磷的主要流失来源,对于吸附态氮、磷流失较大的区域,可以按照源头减量、过程拦截、末端治理的思路进行治理。同时适当调整农业种植结构、改进耕作方式、完善水土保持措施,减少土壤流失量,降低吸附态氮、磷污染物对水体的直接影响。

桃林口水库流域氮磷污染负荷对土地利用的响应分析

非点源污染是目前水体污染防治的主要对象,土地利用方式与污染物流失量密切相关。以桃林口水库流域为研究对象,通过构建SWAT非点源污染模型对流域非点源污染负荷进行模拟,研究不同土地利用结构对子流域TN、TP流失率的影响,并定量分析了研究区在2014和2019年土地利用类型下TN、TP流失量的变化。结果表明:构建的SWAT非点源污染负荷模型适用于该流域的非点源污染模拟,在单一的土地利用类型中,污染物流失率排序为耕地>草地>住宅用地>林地,与相对应的单一土地利用类型相比,林地的组合能有效降低子流域的污染物流失率;不同土地利用类型的产污能力差异较大,林地的单位面积产污量最低,耕地最高,与2014年相比,2019年流域林地面积增加而耕地和草地面积减少,TN、TP负荷分别减少了34.43%、23.75%。研究结果可为桃林口水库流域的水环境管理提供科学依据。

不同降雨条件下汾河流域(临汾段)氮磷污染负荷变化分析

本文以汾河流域临汾段为研究区域,基于气象监测数据分析了近三年降雨量和水质(氮、磷)的变化特征,并利用SWAT模型模拟了氮、磷输出负荷的空间分布特征及其对降雨的响应关系。结果表明:(1)研究区降雨量和水质存在明显的季节变化特征,夏秋季节降雨量较大,水质状况好转,而冬春季结果相反,这主要与洁净雨水的稀释作用有关;(2)流域内污染主要来源于畜禽养殖和城镇生活污水,重点污染区域集中在尧都区、襄汾县、洪洞县和曲沃县;(3)降雨径流将陆面污染物冲刷进入河流,TN、TP负荷与降雨量之间存在明显的正相关。基于研究结果,结合研究区实际情况,提出了流域氮磷污染削减的措施,为科学管控汾河流域提供指导。

基于GIS的汉江中下游农业面源氮磷负荷研究

根据汉江中下游农业面源污染治理决策的需求 ,在大量实地观测资料及区域地理与农业环境数据基础上 ,开发并建立了汉江中下游农业面源动态监测信息系统 .以此为技术支持 ,运用数学模型及其与GIS相结合的技术 ,研究了汉江中下游农业面源污染的负荷及分布规律 .

中国畜禽粪便的能源潜力与氮磷耕地负荷及总量控制

通过估算1978—2011年间中国畜禽养殖业畜禽粪便产生量及其氮、磷和COD含量的变化,分析了中国畜禽粪便的来源结构、氮磷耕地负荷及产沼气潜力。结果表明:中国畜禽粪便主要来源于牛、猪、羊和家禽。1978—2011年,中国畜禽粪便的产生量和COD含量分别增加了1.35倍和0.91倍,至2011年分别达25.45亿t和2.33亿t。2011年中国畜禽粪便产沼气潜力为757.04亿m3,折合0.54亿t标准煤,其中河南、四川、河北、山东和内蒙古5个地区的产沼气潜力相对较高。中国畜禽粪便氮、磷产生量均呈上升趋势,从1978年到2011年分别增加了1.39倍和1.66倍,至2011年分别达到1 419.76万t和247.98万t。2011年,中国大部分地区或省份畜禽实际养殖量已经超过50%环境容量,氮、磷污染风险较高的地区主要分布于山东、北京、湖南、湖北、广东、广西、辽宁、天津、河北、福建、河南和海南等东部沿海经济发达省份,这些地区应严格控制畜禽养殖数量,而内蒙古、江西、四川、山西、西藏、陕西、青海、宁夏、甘肃和新疆等地区还有适当扩大养殖规模的空间。

水产养殖氮磷污染负荷估算初探

以福建省九龙江五小川小流域水产养殖为例,采用水产养殖氮磷污染负荷的3种估算方法分别进行计算.结果表明,氮、磷污染负荷估算值大小次序为:竹内俊郎法>物料平衡法>化学分析法.最后对3种方法适用的条件加以探讨.

基于GIS的九龙江流域农业非点源氮磷负荷估算研究

以实测资料和相关研究资料为基础,分别选取适当的算法对USLE方程和SCS模型中的各个参数进行了率定,并借助ARC/INFO的GRID模块使各参数分别以栅格图层存储。利用GIS的空间运算分析能力,估算了九龙江流域土壤侵蚀量和年径流量,并进一步计算了流域的溶解态氮磷负荷和固态氮磷负荷。以100m×100m的网格为基本计算单元,以污染源输出经验模型进行了氮磷负荷的估算,实现了模型在空间上的分布式模拟,对九龙江流域农业非点源进行了定位、定量研究。

流域非点源氮磷污染负荷分布模拟

为揭示流域非点源氮磷流失时空分布规律,基于实测水文水质数据,采用SWAT模型与SUFI2算法,以滦河潘家口水库流域为研究对象,模拟了不同水平年下流域非点源氮磷流失变化情况。结果表明:丰水年的TN负荷是平水年的1.68倍,是枯水年的2.12倍;TP负荷是平水年的1.52倍,是枯水年的2.21倍。从空间上看,TN、TP负荷量从大到小排序依次为耕地、林地、草地、荒地。相关性分析发现,泥沙产出量是非点源污染负荷空间分布的重要驱动因子。

陕西畜禽粪便的时空分布、氮磷负荷及利用策略

以《陕西统计年鉴2010》数据和实地调查资料为研究对象,分析了陕西省畜禽粪便的时空分布、氮磷负荷与处理现状。结果表明,陕西省畜禽粪便量从2006年开始呈缓慢增长趋势,至2009年达6 166.81万t,主要受自然条件和产业布局影响,2009年陕西禽粪便主要来源于肉牛、奶牛、猪和羊;西部、陕北北部和关中地区的畜禽粪便产生量较高。陕西畜禽粪便的氮磷耕地负荷以榆林、咸阳、宝鸡、汉中、安康等地区较高,总体上未超过环境污染标准。陕西畜禽粪便的资源化利用率较低,规模养殖场畜禽粪便的无害化处理率不足20%,散养农户大多采取弃置和传统堆肥等方式,存在环境隐患。陕西畜禽粪便处理政策的制定,应以预防为主,从技术和区域公平等角度加以综合考虑。

基于InVEST模型的海南岛氮磷营养物负荷的风险评估

对于面源污染的防治,首要任务是量化氮磷营养物的负荷。应用InVEST模型中的水质净化模块,模拟海南岛氮磷营养物的输出负荷,并根据富营养化含量指标表划分氮磷负荷的风险区域。结果表明:海南岛水质状况总体良好,大部分区域的水质达到或优于国家地表水Ⅲ类标准,但是部分区域磷的输出负荷偏高,处于风险水区。以氮为限值的贫营养化水区、贫-中营养化水区、中营养化水区和中-富营养化水区分别占总面积的21.42%、49.98%、11.58%、17.02%。以磷为限值的贫-中营养化水区、中营养化水区、中-富营养化水区和风险水区分别占1.48%、35.40%、47.49%、15.63%。

辽宁太子河流域非点源氮磷负荷模拟分析

以辽宁太子河流域为研究区,为定量估算该区非点源氮磷污染负荷,经过实地调研和资料收集后,利用单位负荷法和SWAT模型相结合的方法对流域进行1997~2008年径流、泥沙和营养盐输出的模拟研究,进行了多参数、多目标和多站点详细的参数率定和模拟验证,最后分析了非点源氮磷负荷的时空分布规律.结果表明：径流模拟效果较好,泥沙和营养盐模拟结果符合要求,模型在太子河流域适用性较好,可以模拟分析该地区的非点源污染负荷问题；1997~2008年年均总氮和总磷负荷为17357.43t和7110.91t,氮磷负荷的时空分布受降雨径流过程的影响,汛期（6~9月）负荷总量占全年的77.76%和80%；负荷强度的空间差异较大,全流域多年平均值为13.20,5.41kg/hm2,流域内污染负荷关键源区是灯塔市和辽阳县.

柘林湾网箱鱼类养殖环境氮磷负荷研究

通过建立模型估算了柘林湾网箱养殖因投饵所产生的环境氮磷总负荷及不同来源、形式的氮磷负荷组成。结果显示,2006年柘林湾网箱养殖因投喂冰鲜鱼饵料产生的氮负荷为2 760.39 t、磷负荷为679.11 t,其中残饵氮1 695.24 t,占氮负荷的61.4%,残饵磷441.36 t,占磷负荷的65.0%,残饵是构成氮磷负荷的主要组成。对源自残饵的氮磷负荷进一步分析发现残饵鱼体软组织在残饵氮中所占的比重最大为768.62 t,而残饵骨在残饵磷负荷中所占比重最大为241.73 t。氮磷负荷按其状态分:固态氮为1 717.38 t,占氮负荷的62.2%,溶解态氮为1 043.01 t,约占氮负荷的37.8%;固态磷为595.15 t,占磷负荷的87.6%,溶解态磷为83.96 t,占磷负荷的12.4%。

长江宜宾境内地表水中氮磷负荷及来源构成

调查分析了长江上游宜宾境内地表水中N、P状况和各种经济活动对水体TN、TP的贡献。金沙江、岷江N和P指标大多数满足Ⅰ类至Ⅲ类标准限值要求，但进入宜宾城区后水质明显下降。宜宾市各种经济活动中，禽畜饲养活动和居民日常生活是人为氮、磷输入的主要因素。其中，禽畜饲养活动对人为氮、磷输入的贡献逐年增加，在1999～2005年分别从43．54％、66．05％增至81．37％、57．81％；1999～2005年，宜宾市区的主要经济活动对溶解态无机氮、磷的贡献分别增加了3成和1倍。禽畜饲养活动对水体中氮、磷的贡献超过了非点源农田径流的贡献，同时也是造成研究区水库湖泊富营养化的主要因素。

海水养殖氮磷污染负荷对莱州湾东岸水质的影响

为定量分析莱州湾东岸海水养殖产生的营养盐负荷量及对近岸水域水质的影响,以大菱鲆、对虾和海湾扇贝为典型养殖生物,估算其产生的氮磷负荷量,其中大菱鲆和对虾氮磷负荷量采用竹内俊郎法计算,并考虑饵料流失量,海湾扇贝氮磷负荷量根据排泄速率计算,并分析了近岸水域营养盐浓度对海水养殖氮磷负荷量的响应。计算结果表明,海湾扇贝产生的氮磷负荷量最高,对虾产生的负荷量最小;1997~2012年间,莱州湾东岸海水养殖产生的氮磷负荷量呈缓慢增长趋势,其中海湾扇贝养殖产生的氮负荷量与近岸水域的溶解性无机氮浓度呈正相关关系,说明贝类养殖是近岸水域溶解性无机氮(DIN)浓度增加的重要影响因素。研究结果可为莱州湾东岸海水养殖管理提供理论依据。

陕西省养殖业畜禽粪便氮磷耕地负荷的时空分布

[目的]探明畜禽粪便资源对耕地土壤和环境造成的潜在污染风险,为评价和防治畜禽养殖业造成的面源污染提供科学依据。[方法]以陕西省为研究区,通过计算陕西省畜禽粪便中氮磷耕地负荷,分析了其时空变化特征。[结果](1)陕西省各市区畜禽粪便氮磷耕地负荷从2006—2007年达到最大,到2008年急剧下降为最低,之后逐年增加。2008—2010年,氮负荷平均值增加了73.0%,磷负荷增加了59.4%;2008—2010年,延安、渭南两市畜禽粪便氮磷耕地负荷虽然居于全省最后,但增长率最快。(2)对比2008年和2010年的畜禽粪便氮磷耕地负荷空间分布变化,汉中市氮磷耕地负荷最大,延安市和渭南市最小。2010年各市畜禽粪便氮负荷平均值依次为:汉中>安康>榆林>宝鸡>咸阳>商洛>铜川>西安>延安>渭南;磷耕地负荷平均值依次为:汉中>商洛>宝鸡>榆林>咸阳>西安>安康>铜川>延安>渭南。[结论]针对陕西省畜禽粪便氮磷耕地负荷的时间、空间分布变化,应加大汉中、安康、商洛、宝鸡、榆林等区域畜禽粪便的处理力度,降低畜禽粪便造成水土资源污染的风险。

赣江尾闾区农田沟渠径流中氮磷负荷与迁移特征

为定量研究农田径流中氮磷负荷,通过野外采样和室内分析相结合的方法,研究了赣江尾闾区休耕期农田沟渠径流中氮、磷含量水平及其迁移特征。结果表明,农田沟渠径流中总氮(TN)、总磷(TP)含量均值分别为1.177mg/L、0.044mg/L,与同时期下游河渠水体中氮、磷含量(TN为0.936mg/L,TP为0.032mg/L)相比,农田沟渠径流中氮、磷含量较高,对河渠水体中氮、磷含量水平具有重要贡献;在沿程变化上,其含量虽然有起伏变化,但总的趋势为沿程下降。农田沟渠系统对氮磷均有一定的截留去除效果。