土壤空间变异对溶解性有机氮淋失风险影响的模拟研究

本文应用COMSOL软件对土壤中溶解性有机氮(DON)的迁移转化过程进行了模拟,采用局部敏感性分析和全局敏感性分析两种方法,探究了土壤初始状态和土壤水力学参数的空间变异对土壤水分渗漏和DON淋失的影响。结果表明:土壤累积水分渗漏量与初始基质势的大小正相关,累积DON淋失量的大小与初始基质势以及DON初始含量的大小正相关。土壤在弱变异条件下,累积水分渗漏量的不确定性主要是由饱和导水率(K_(s))和饱和含水率(θ_(s))的空间变异引起的,累积DON淋失量要受到K_(s)的影响;在中等变异条件下,累积水分渗漏量和累积DON淋失量都对K_(s)的波动更为敏感。对于大尺度地区,土壤在弱变异条件下,大部分区域水分渗漏和DON淋失程度一致,在中等变异条件下,土壤水分渗漏和DON淋失量空间分布不均匀性增大,部分区域会发生大规模的水氮淋失。在水氮管理中考虑土壤空间变异特征,有利于降低土壤水分渗漏和DON淋失量,减轻土壤养分的流失,进而降低DON向地下水的淋失风险。