基于人为氮净输入及入河系数的流域河流氮输出负荷估算

构建基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流总氮(TN)负荷模型,以探索解决由于面源污染传输空间异质性、传统入河系数核算不确定性较大等问题所导致的典型流域基本测算单元精细化模拟结果难以向大尺度扩展的问题。以面源污染转化较复杂的亚热带南方丘陵区源头流域为研究区,通过建立流域人为氮净输入模型(NANI)和TN入河系数关键影响因子(水文、地形地貌、土地利用等)回归模型,对河流TN负荷通量进行估算。同时将基于小尺度流域(金井河)构建的相关模型向下游大尺度流域(捞刀河)进行应用。结果表明:金井河流域8个集水区(面积2.6~204.1 km^2)NANI从2012年到2017年呈现显著降低趋势,变化范围为(81.7±7.0)~(198.2±32.5)kg·hm^-2·a^-1,其中氮沉降、化肥净输入为主要输入源;构建了基于径流系数和高程为变量的NANI入河系数回归模型,并结合NANI模型对河流TN负荷进行模拟,模型决定系数(R2)、纳什效率系数(NSE)分别为0.729、0.714;将基于金井河流域构建的河流氮负荷模型应用于捞刀河流域(2543 km^2),4个监测断面模拟值与实测值误差范围为10.3%~17.2%。研究表明,基于流域人为氮净输入及其入河系数的河流TN负荷模型在一定程度上满足科学、便捷、适用性,可用于南方丘陵区农业面源污染负荷的估算。     

潮河流域人类活动氮输入对河流硝态氮通量的影响

为了有效评估流域内人类活动氮输入量,并确定其对河流硝态氮通量的影响,本研究将净人类活动氮输入分为人为点源和非点源输入两部分,估算了1995—2014年人为点源和非点源氮输入量变化,构建了其与河流硝态氮通量的多元回归模型(R²=0.73),分析了该流域氮素输出及滞留的影响因素。结果显示,20年间潮河流域净人类活动氮平均输入量为5 569.27kg·km^-2·a^-1,其中非点源输入约占净人类活动氮输入量的76.87%,点源输入占23.13%。在非点源输入中化肥氮输入占净人类活动氮输入总量的比重最大,约为35.92%,其次是食品饲料氮输入,占21.12%,大气氮沉降占15.05%,种子氮输入和农业固氮分别占4.35%和0.43%。潮河流域河流平均硝态氮通量为115.94 kg·km^-2·a^-1,由人类活动导致的氮输入量约占潮河流域硝态氮通量的96.65%。流域内人类活动氮输入对河流氮通量影响较大,点源氮输入、化肥氮输入和种子氮输入是河流氮通量的主要来源。受水文气象及下垫面等因素影响,...     

我国东部典型农业流域河流氮输出对人类活动和气象因子的响应

非点源氮污染是农业流域水质退化的主要环境风险之一。本研究通过对2003—2016年浙江省嵊州市长乐江流域净人为氮输入量(net anthropogenic nitrogen input,NANI)和河流出口断面氮输出量的监测,探究河流水质对NANI和驱动非点源污染的气象因子的响应关系,并建立响应模型以分析河流氮的污染源。结果表明：2003—2016年,该流域NANI均值为95.77 kg/(hm²·a),其中施肥、净人类食品和畜禽饲料、大气氮沉降、生物固氮和种子氮的输入氮量均值分别为53.90、25.62、11.94、4.18、0.13 kg/(hm²·a)。流域内河流氮平均输出量为2 178.78 t/a;河流氮输出与流域NANI和降水量呈正相关,与蒸发量和风速呈负相关。响应模型(R²=0.801 0,纳什效率系数=0.799 1)的模拟结果表明,流域内的历史遗留氮、当年NANI和河流背景氮分别占河流氮输出总量的66.8%、30.8%、2.4%。流域内的历史遗留氮不仅是河流氮污染的最大贡献者,还会长期影响河流水质,这说...     

抚仙湖流域典型农田区地下水硝态氮污染及其影响因素

对抚仙湖流域典型农田区地下水NO3——N含量进行了近一年的连续测定,探讨了该农田区浅层地下水NO3——N污染状况及影响因素.数据分析表明,雨季地下水NO3——N污染较为严重,旱季相对较轻,雨季前的灌溉对地下水中NO3——N浓度影响显著.稻田地下水NO3——N浓度明显高于烟草田,尤其是砂质稻田,最高浓度达12.55 mg·L-1.施用烟草专用复合肥的烟草田和采用少量多次液态施肥的豌豆田,地下水中NO3——N浓度都比较低.适量施用有机肥的砂田地下水中NO3——N平均浓度最低,在0.02～2.00mg·L-1范围内变化.观测数据还显示,研究区地下水NO3——N浓度与地下水位埋深之间没有明显的相关性.     

农业系统溶解性有机态氮淋滤损失及影响因素研究进展

农田土壤氮素的淋溶影响农田土壤和水环境质量的演变,是农业非点源污染的重要过程。农业系统中传统观念认为氮渗漏由硝酸盐控制。过去人们认为土壤淋失过程中,进入水中的主要是无机态氮,计算氮均衡时经常忽视有机态氮。但是近年来人们发现土壤有机态氮淋失现象可能比无机态氮淋失更为严重,有机态氮渗漏进入河流和饮用水源地导致富营养化和酸化,对人类健康带来很大的风险。从有机态氮的分类和定义、收集溶解性有机态氮(DON)的方法及其提取方法、对农业系统有机态氮淋滤损失及其控制因素研究进行了评述,阐明了农业系统中影响有机态氮淋滤损失的因素,以及它将给人类健康和环境带来风险的程度。如何定量研究农业系统DON淋滤损失是未来研究的方向。     

秦巴山区汉阴盆地耕层土壤全氮的空间变异特征及其影响因素研究

利用GPS定位,在陕西省汉阴县采集耕地表层土样(0 ～ 20 cm) 1500个,应用经典统计学与地统计学方法,对汉阴县耕层土壤全氮含量的空间变异特征进行了研究.结果表明:汉阴县土壤全氮的平均含量为1.20 g·kg-1,为中等偏上水平;土壤全氮的变异系数为0.31,为中等变异程度.通过各向同性和备向异性的半方差模型分析可得,汉阴县全氮含量空间变异以各向同性指数模型拟合效果最好,其块金系数为0.425,表明全氮空间变异主要是由结构性因素引起的.土壤全氮空间分布呈现中部高、东北和西南低的趋势,这主要受当地地形、土壤类型和施肥状况等因素的影响.     

渭河流域长时间序列NPP估算及时空变化特征分析

植被净初级生产力（net primary production,NPP）是生态系统碳循环及能量流动的关键参数,也是生态系统可持续发展的重要生态指标,分析植被NPP的时空变化特征对于区域碳循环研究具有重要意义。利用MODIS反射率数据（MOD09A1）、MODIS NDVI数据（MOD13A3）,基于CASA模型估算2001-2018年渭河流域植被NPP,分析植被NPP的时空变化特征,并探讨不同植被类型间NPP的差异性以及高程变化对植被NPP的影响。研究表明:1）2001-2018年,渭河流域植被NPP总体呈波动式增加趋势,年均NPP处于292.59~444.90 gC·m²,年际增加速率为6.23 gC·m²;流域植被NPP具有明显的空间异质性,表现为中东部的六盘山、子午岭和南部秦岭等地区较高,西部和北部的黄土高原地区较低。2）18 a来,除常绿针叶林外,其余植被类型NPP均呈增加趋势。不同植被类型的年均NPP的差异表现为落叶阔叶林（625.70 gC·m²）>常绿针叶林（390.16 gC·m²）>草地（368.49 gC·m²）>农田（344.65 gC·m²）>灌丛（340.17 gC·m²）。3）不同地形条件下植被NPP具有一定差异性,在900~1 300 m（农田、山地落叶小叶林）,植被NPP最高;1 700~1 900 m及3 500 m以上区域（稀树灌木草原、灌木）,植被NPP最低。     

氮肥运筹及密度对超高产水稻中优752的产量及产量构成因素的影响

以三系籼型杂交中稻中优752为材料,研究了氮肥运筹及密度对其产量及产量构成因素的影响。研究表明:(1)在0~240 kg/hm2施氮范围内,中优752的产量随着施氮量的增加而显著增加;同一施氮水平(240 kg/hm2)下产量随中后期施氮比例的增加而增加,穗肥和粒肥占60%的产量最高;密度为20 cm×30 cm的产量最高。分析表明,中优752的产量主要受每穗粒数和有效穗数的影响,结实率和千粒重对产量的影响不明显。(2)在0~300 kg/hm2施氮范围内,增施氮肥使中优752的成穗率降低;而增加中后期施氮比例和适当降低密度能使中优752的成穗率提高。颖花退化率随施氮量的增加而增加,随中后期施氮比例的增加和密度的降低而降低。早发度与成穗率呈极显著正相关。     

固定化细菌技术及其在物理生态工程中的应用——固定化氮循环细菌对水生生态系统的修复

研究了固定化氮循环细菌技术 (INCB)在物理生态工程 (PEEN)试验区的释放效果 ,INCB释放氮循环细菌对水生高等植物根部菌数的作用 ,PEEN试验区分布对INCB释放细菌效果的影响 ,PEEN INCB技术试验区布设对INCB释放氮循环细菌效果的影响。结果表明 ,采用INCB技术 ,使INCB在PEEN试验区内表现出明显的释放效果 ,进水处氮循环细菌最大可能数 (MPN)值与试验区各处氮循环细菌MPN值相比均有极显著差异 (P <0 0 0 5 ) ;应用PEEN INCB技术后 ,INCB生态浮岛水生植物根区与无INCB生态浮岛水生植物根区的氮循环细菌数MPN值相比均有极显著差异 (P <0 0 1)。物理 生态工程试验区的布设格局对氮循环细菌的释放有明显的影响     

三峡库区消落带土壤氮矿化及影响因素研究进展

三峡库区消落带"冬水夏陆"的水文生态过程形成了典型的淹水-落干的干湿交替环境,在这种独特的环境变化下,土壤氮矿化也独具特色。综述了库区消落带在淹水-落干条件下土壤氮矿化特征,并分析了主要影响因素(包括土壤理化性质、生物因素、外源性有机物),提出了三峡库区消落带土壤氮矿化今后应关注的重点,主要从加强野外原位监测、分析不同类型消落带不同土壤类型时空变化特征、揭示土壤氮矿化影响机理及氮转化过程等方面深入开展研究。     

吉林省两种土壤对水溶性有机物吸附-解吸的影响因素1）

以黑土、白浆土为供试土壤,采用平衡法研究了不同pH值、离子强度、水溶性有机物（ DOM）质量浓度和反应时间条件下,黑土、白浆土对DOM的吸附作用。结果表明：随着DOM平衡浓度地增加,土壤对DOM的吸附量增加;黑土、白浆土对DOM的吸附不可逆性表现为白浆土＞黑土。通过Langmuir方程计算,白浆土和黑土对DOM达到平衡时的最大吸附量为74．30、66．70 mg· g-1。 Freundlich方程可很好地描述黑土及白浆土对DOM的吸附等温线,而Langmuir方程可很好地描述黑土及白浆土对DOM的解吸等温线。 pH值3～6内,黑土、白浆土对DOM吸附量的降幅较大,分别为32．40％,38．72％;pH值6～8内,黑土、白浆土对DOM吸附量的降幅较为缓慢,分别为9．79％、26．03％。随着离子强度地增加,黑土、白浆土对DOM的吸附量增大。黑土、白浆土对DOM的吸附动力学过程可分为快速（0～60 min）和慢速（60～240 min）反应阶段,白浆土对DOM的吸附动力学过程采用Elovich方程拟合效果最好,而黑土用一级动力学方程描述更合适。     

寒地稻田施氮状况与氮素调控对水稻投入和产出的影响

文章通过对黑龙江省1～3积温带240个农户的施肥情况调查,以及对试验区水稻氮素收支状况分析,研究了黑龙江省稻田土壤氮循环规律。结果表明,寒地稻田化肥投入氮量平均为150 kg.hm-2,占投入总量的72.4%,而且90%以上作基蘖肥施用,近60%的稻田氮素用量过高,稻田氮有17.2%的盈余,氮肥利用率较低。针对寒地水稻施氮问题,提出进行实地氮肥管理的策略,经过3年9个点次田间对比试验,证明该技术能降低氮肥用量30%以上,水稻产量增加10%以上,每公顷增收1 450元。     

洞庭湖典型断面藻类组成及其与环境因子典范对应分析

2010年对洞庭湖6个典型断面进行了浮游藻类生物调查,共鉴定出7门72属(种),浮游藻类的密度范围在67.2×104～161.9×104cell·L-1;各典型断面间浮游藻类组成以硅藻和隐藻占优势,藻类群落结构存在着明显的差异。藻类Margalef指数及Shannon-Wienner指数范围分别为3.64～4.03和3.03～3.24,水体水质状况良好。应用CANOCO4.5软件对获得的浮游植物数据和环境因子数据进行典范相关分析(CCA),作出物种与环境因子关系的二维排序图。结果显示,典型断面藻类群落分布受水环境因子影响较为明显,整体上,DO和TN是影响洞庭湖典型断面藻类物种分布格局的主要因素。