环鄱阳湖区农业面源污染TN/TP时空变化与分布特征

以鄱阳湖区周边12县市为研究区域，以氮、磷2种污染物为研究对象，以土地利用、畜禽以及农业人口为三大主要营养源，运用输出系数模型对环鄱阳湖区1997~2007年的面源污染现状负荷进行估算，结果表明TP/TN都呈现平稳上升的趋势，且面源污染高负荷区主要集中在南昌县、新建县和南昌市辖地区；预测2011~2020年TN/TP的变化，结果表明研究区域总磷总氮均有明显增长趋势，环鄱阳湖区年平均TN/TP相对现状年平均增长率为1746%和1602%。面源污染负荷的三大营养源贡献中畜禽输出负荷的贡献率随时间的推移有明显增加的趋势，农业人口和土地利用的贡献率有下降的趋势，揭示了环鄱阳湖地区禽畜污染将是农业面源污染的主要污染源。并借助GIS工具分析了TN/TP在环湖各地区的分布特征，指出了面源污染控制的重点工作区域     

21世纪长江黄河源区径流量变化情势分析

以长江、黄河源区为研究对象，应用大尺度半分布式水文模型(VIC)，结合江河源区气象站多年实测温度、降水数据，检验了VIC模型的适用性。模型能较好模拟江河源区地表径流，其Nash系数和相关系数分别达到了0.853 3和0.930 2（长江源区），0.889 2和0.924 8（黄河源区）。基于率定后的VIC模型，运用高分辨率的动力降尺度气象强迫资料，分析了未来气候变化情景下，江河源区径流量可能变化趋势。结果表明，未来30~50 a，长江、黄河源区年均径流量将分别增加858%、919%；未来80~100 a，长江、黄河源区年均径流量将分别增加1716%、721%。相对于2030~2049年而言，尽管年均降水增加006 mm/d，但是黄河源区2080~2099年径流量却将减少1.98%。运用植被情景假设及2030~2049年动力降尺度气象资料，模拟分析了植被变化对江河源区地表径流的影响。从4种地表覆被情景假设可以看出，林地地表覆被产生径流量最小，裸地最大。
     

三峡水库上游流域非点源颗粒态磷污染负荷研究

为有效控制三峡水库上游流域因水土流失产生的非点源颗粒态磷污染，改善库区水质，以美国通用土壤流失方程为基础，从影响土壤流失年际变化的水文条件和人类活动两个主导因素着手，并从地形指数的角度考虑泥沙输移比的空间分布，提出了能反映流域输沙量逐年动态变化的新估算方法。在此基础上，建立了流域颗粒态磷污染年负荷模型。在GIS辅助下，应用所建模型，对研究流域1990~2006年颗粒态磷污染负荷进行了空间分布模拟和定量研究。结果表明：所建年输沙量模型和颗粒态磷年负荷模型有良好的模拟精度；金沙江中下游流域，雅砻江中下游流域和岷江的大渡河流域是颗粒态磷污染的主要源区，嘉陵江流域通过治理水土流失和颗粒态磷流失情况明显好转；“长治”工程后，三峡水库上游流域的颗粒态磷年负荷总体上有下降趋势，近5年的年均负荷为16 482 t/a，比治理初期的1990年减少约37%。     

土地利用变化下沿海地区吸附态磷负荷动态变化研究

吸附态磷是主要的面源污染物之一,它会导致水域环境质量恶化,是水体富营养化的重要污染源。科学估算吸附态磷污染负荷能够为治理沿海地区非点源污染,保护海洋生态安全提供理论依据。以遥感影像、降雨监测资料等多源数据为基础,综合考虑土壤侵蚀、泥沙输移率、磷富集系数等影响因子,构建吸附态磷负荷估算模型,估算了江苏沿海地区2000~2010年吸附态磷负荷量,分析了不同土地利用背景下吸附态磷负荷的动态变化特征,结果显示:(1)2000~2010年,江苏沿海地区吸附态磷负荷明显增加,平均吸附态磷负荷模数由105.89 kg/km2·a增长至201.67 kg/km2·a,吸附态磷负荷总量由3 284t增长至6 255t。(2)10 a间,研究区的吸附态磷负荷热点面积减小,呈现出收敛聚集的态势,但热点区的吸附态磷负荷总量却明显增加,说明研究区内吸附态磷负荷的空间极化现象更为显著。(3)10 a间,各土地利用类型的平均吸附态磷负荷模数都显著增长,不同土地利用背景下吸附态磷负荷总量排序为水田旱地林地草地未利用地园地。研究结果表明,不同土地利用背景下吸附态磷负荷存在显著差异,且不同土地利用类型相互转化时,吸附态磷负荷也随之发生变化,可通过调整土地利用结构,优化景观格局,减少和控制磷污染的发生。     

三峡水库上游流域非点源颗粒态磷污染负荷研究

为有效控制三峡水库上游流域因水土流失产生的非点源颗粒态磷污染，改善库区水质，以美国通用土壤流失方程为基础，从影响土壤流失年际变化的水文条件和人类活动两个主导因素着手，并从地形指数的角度考虑泥沙输移比的空间分布，提出了能反映流域输沙量逐年动态变化的新估算方法。在此基础上，建立了流域颗粒态磷污染年负荷模型。在GIS辅助下，应用所建模型，对研究流域1990~2006年颗粒态磷污染负荷进行了空间分布模拟和定量研究。结果表明：所建年输沙量模型和颗粒态磷年负荷模型有良好的模拟精度；金沙江中下游流域，雅砻江中下游流域和岷江的大渡河流域是颗粒态磷污染的主要源区，嘉陵江流域通过治理水土流失和颗粒态磷流失情况明显好转；“长治”工程后，三峡水库上游流域的颗粒态磷年负荷总体上有下降趋势，近5年的年均负荷为16 482 t/a，比治理初期的1990年减少约37%。     

基于NLM的三峡重庆库区面源污染负荷研究

随机性、模糊性、不确定性很强的面污染源是水环境污染中最主要的污染源。面源污染负荷的准确估算是研究和治理面源污染的基础。现在的面源污染数字模型大多数建立于DEM之上，高成本的DEM限制着这类模型的发展。新兴模型——NLM以面源污染发生机理完善而著称。借助于NLM，以三峡重庆库区为例研究分析面源污染的机理，面源污染负荷随时间的变化以及面源负荷受各因素的影响程度等。从硝化、反硝化、矿化、吸附等作用过程中更深层地剖析了面源污染行为；掌握了面源污染物TP、NH3-N、NO3-N的随时间的变化规律及降雨量、土壤有机成分、土壤气温、总辐照等因子对各污染物负荷的影响及相互关系。总之，NLM为开展面源污染负荷及影响因素的研究提供了科学依据。     

三峡水库入库污染负荷研究(Ⅰ)--蓄水前污染负荷现状

分析蓄水前三峡水库入库污染负荷,包括库区污染负荷,如城市生活污水、工业废水、农业面源、船舶流动污染源;主要干支流长江、嘉陵江、乌江的入库背景污染负荷,包括上游天然背景负荷和上游污染贡献负荷,为三峡水库水污染防治提供理论依据。研究表明：①进入三峡库区的污染源主要来自长江、嘉陵江、乌江上游输入的背景负荷,包括上游贡献负荷和天然背景负荷,其中：CODCr的天然背景负荷与上游污染贡献负荷较为接近,BOD5、NH3-N的上游贡献负荷略大于天然背景负荷;TP的上游贡献负荷远大于天然背景负荷。因此,“三江”上游区域的污染治理工作应为今后三峡水库水污染防治的重点;②库区内排放的主要污染物是TP、BOD5、TN、CODCr等有机污染物,其累计等标污染负荷比达到98%以上。库区内的主要污染源为农田径流,其等标污染负荷比为77.85%;其次为城市污水,其等标污染负荷比为19.45%,工业废水的等标污染负荷比只占1.62%。因此,农田面源将是今后库区污染防治的重点。     

三峡库区林地土壤有机碳含量特征及效应

对三峡库区典型林分林地土壤有机碳（SOC）含量特征及对土壤物理性质、土壤结构和土壤养分效应进行研究，以期为三峡库区生态环境建设提供依据。结果表明：SOC含量表现为表层（A层）土壤（12.06～45.18 g/kg）明显大于下层土壤，大一个数量级。从土壤表层到底层，SOC含量呈明显下降趋势。由相同立地条件的灌木林改造而来的农地土壤（改造年限8 a）各层土壤SOC含量都有所降低，土壤表层SOC含量降低了10%，土壤平均有机碳含量降到为灌木林地的66%。三峡库区SOC含量与土壤物理性质直接相关，SOC含量与土壤容重和土壤毛管孔隙度存在最为明显的线性关系〖WTBX〗（R2=0.83，0.83，n=19，p<0.01）。土壤有机碳直接参与了土团聚体的形成，SOC含量与土壤团聚度和土壤团聚状况均有较好的相关关系（R2=0.62,0.76，n=19，p<0.01）。各林地土壤中氮元素含量最高，速效氮含量约为速效磷的6倍，为速效钾的2.5倍。SOC与土壤主要营养元素（N，P，K）关系中，对N元素作用最明显，特别是速效氮〖WTBX〗（R2=0.66,n=19，p<0.01），对磷的矿化起主要作用，与钾元素关系不明显。土壤有机碳是决定N和P矿化的主导因子，从土壤表层到底层C/N比值呈下降趋势，C/P值约为C/N值的6倍。阳离子交换量（CEC）与土壤团聚度之间有明显的相关关系〖WTBX〗(R2=0.49,n=19，p<0.01〖WTBZ〗)。SOC对CEC的作用主要通过改变土壤结构而实现。     

三峡水库蓄水运用期化学需氧量和氨氮污染负荷研究

根据三峡工程生态与环境监测系统污染源监测资料和相关研究成果，分析了库区化学需氧量（CODCr）和氨氮总污染负荷现状及历年变化情况，结果表明三峡水库污染负荷主要来源于上游。近5 a来，进入三峡水库的CODCr污染负荷平均为528.6万t/a，氨氮负荷平均为7.28万t/a，其中上游来水和库区CODCr负荷约为443.2万t/a和85.42万t/a，分别占83.8%和16.2%；上游来水和库区氨氮负荷约为4.75万t/a和253万t/a，分别占652%和348%。废污水及其污染物排放主要来源于重庆主城区。1997~2009年，尤其是三峡水库蓄水运用期内，库区废污水排放总量随库区社会经济快速发展而显著增加，但主要污染物CODCr和氨氮排放量增加态势得到了有效遏制，尤其是生活污水中的COD Cr排放量呈下降趋势，说明一系列环境保护政策与措施取得了明显效果。尽管如此，库区和上游水污染防治仍然不容疏忽     

江西德兴矿集区水系沉积物重金属污染分析

对矿山及其周边地区的环境进行现状调查和评价,可以为环境监测和环境保护提供客观依据,具有重要意义。以江西德兴铜多金属矿山及矿集区为研究区,开展区域水系沉积物的重金属污染研究。在德兴地区4 800 km2的范围内,系统采集水系沉积物样品330个。同时,采用X荧光光谱法、等离子原子发射光谱法等现代测试技术,分析了土壤和水系沉积物中重金属（As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu、Pb）的含量。样品中重金属As、Hg、Cd、Cr、Zn、Cu和Pb的含量变化范围分别为3070~1 109、0015~5430、 0035~135、7~236、22~1 770、5~4 390和15~1 685 mg/kg。通过对样品的重金属元素含量统计分析和绘制等值线图,发现该区域水系沉积物中存在不同程度的As、Hg、Cd、Zn、Cu和Pb重金属污染。污染区域主要分布在德兴铅锌和铜钼矿区德兴河下游至与乐安河交汇处、德兴河与大坞河周边地区、西北部分煤矿区.     

洞庭湖流域氮磷污染风险评价与时空分布特征

洞庭湖农业面源污染日益严重,深入了解洞庭湖流域氮磷污染的时空分布特征,是促进洞庭湖流域面源污染治理需解决的科学问题。运用改进输出系数模型、等标污染负荷法对洞庭湖流域25个县(市、区)的TN、TP污染物负荷量进行计算,借助GIS软件绘制TN、TP污染负荷空间分布图,分析流域TN、TP污染负荷量的时空变化特征。结果表明：(1)从空间尺度上看,TN、TP污染负荷量在空间排放上呈现明显的地域差异特征,安化县、桃源县、石门县、平江县、桃江县等县区是洞庭湖流域农业面源污染的重点防治区域,污染负荷较高的区域集中分布在流域的上游。(2)从时间尺度上看,2010、2015、2019年TN污染负荷量分别为11.95、10.90、6.95万t/a, TP污染负荷量分别为7.60、7.00、4.21万t/a,洞庭湖流域TN、TP污染物负荷量呈现明显减少趋势,TN污染负荷量始终大于TP污染负荷量。(3)从畜禽养殖、土地利用和居民生活3个方面来看,TN、TP污染负荷量也呈现出递减规律。(4)运用聚类分析方法将流域分为复合污染型、畜禽养殖污染型、土地利用污染型、居民生活污染型4种类型。最后,为推进洞庭湖流域氮磷污染...     

洞庭湖退田还湖区不同土地利用方式对土壤养分库的影响

以钱粮湖垸为例，研究了洞庭湖退田还湖区的林地（Ⅰ）、园地（Ⅱ）、旱地（Ⅲ）、水田（Ⅳ）和荒地（Ⅴ）等不同土地利用方式下的土壤养分含量、养分库综合指数以及养分相关性。研究表明：土壤养分分布的表聚效应明显，0～50 cm土层土壤有机质含量为3.40～32.32 g/kg，全氮、水解氮含量为2.23～9.71 g/kg、12.95～112.00 mg/kg，全磷、速效磷含量为29.50～69.35 g/kg、4.15～75.68 mg/kg，全钾、速效钾含量为603～3069 g/kg、37.70～217.50 mg/kg；林地土壤全氮含量最高，有机质含量最低，水田有机质、全钾及速效磷含量均最高，旱地水解氮含量最高，而荒地土壤全氮、全磷、全钾、水解氮及水解磷均最低；土壤养分库综合指数变化范围为24.33～295.93，排序为IⅣ（231.96）＞IⅢ（193.46）＞IⅡ（70.90）＞IⅠ（59.57）＞IⅤ（35.59）；土壤养分要素的相关性分析结果表明，有机质与全磷、全磷与速效磷、全氮与全钾、水解氮与速效磷均呈显著正相关关系，相关系数分别为 0.5760、0.5961、0.6864 和 0.5701。     

淮河生态经济带农业面源污染空间分布及治理研究

淮河流域是我国重要的农业生产功能区,长期以来以追求高产量、高利润为目的的农业生产活动,导致了日益严重的农业面源污染问题.厘清淮河生态经济带农业面源污染空间分布状况,为生态经济带内各级行政主体实施农业面源污染综合防治、提高生态环境治理体系和治理能力现代化提供政策建议,具有重要的理论和现实意义.应用产污系数法、等标污染法、GIS技术等方法,对经济带内155个县域单元农业面源污染的化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)3种污染物进行分析的基础上,核算了淮河生态经济带农业面源污染物的排放量、重点污染源、重点污染区、排放强度及空间分布.结果发现:2018年淮河生态经济带农业面源污染物中COD、TN、TP排放量分别为199.3、107.2、12.6万t,排放强度分别为69.2、34.7、3.4 kg/km2;重点污染源为农田化肥、畜禽养殖和水产养殖,重点污染物为TN和TP,重点防治区为建湖县、兴化县、漯河市辖区等10个县(市、区).农田化肥污染是淮河生态经济带农业面源污染分布最广的污染类型,综合污染是农业面源污染治理中防治难度最大的污染类型.针对淮河生态经济带县域单元农业面源污染存在较高空间异质性的现实,提出应根据不同区域不同污染类型实施针对性治理的政策建议.     

三峡库区及上游流域面源污染特征与防治策略

三峡水库自2003年蓄水运行以来，富营养化问题突出，面源污染防治愈发受到关注。依托2004、2005年生态环境调查成果，在分析三峡库区及其上游流域（简称三峡地区）面源污染负荷特征、面源污染发生原因的基础上，提出了区域面源污染防治策略。研究结果表明：入库污染负荷总量组成中，面源贡献占绝对优势；空间分布上，上游长江干流、嘉陵江及乌江流域贡献占绝对优势，库区区间贡献较小；形态特征上，氮对水体的影响以溶解态为主，磷对水体的影响以颗粒态为主。从面源污染发生过程来看，三峡地区生态环境脆弱、土地利用不合理为土壤侵蚀、污染物迁移转化提供了先决条件；而农村经济增长迅速、耕作管理技术落后亦增大了面源污染的风险。结合上述分析以及三峡地区实际情况，针对性地提出污染控制分区策略、工程措施治理策略、生态经济培育策略、农业耕作管理策略，旨在为三峡水库长效环境保护提供借鉴.     

长江三角洲地区土壤无机碳库研究

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响。研究基于最新完成的1〖DK〗∶250 000多目标地球化学调查及相关研究成果，运用地理信息系统软件ARCGIS 92、统计分析软件SPSS130，对长江三角洲地区0~20、0~100、0~180 cm深度土壤无机碳密度及储量做出实测统计。长江三角洲地区0~20、0~100、0~180 cm深度土壤无机碳库储量分别为5099、35647、67726Tg，无机碳密度分别为070、490、930 kg/m2。研究区主要分布土壤为水稻土、潮土，水稻土0~20、0~100、0~180 cm深度土壤无机碳密度分别为057、385、886 kg/m2；潮土无机碳密度分别为117、854 、1537 kg/m2。研究提供最新的土壤无机碳库实测统计信息，弥补中国区域土壤无机碳库清单的空白，完善了中国区域土壤碳库清单，为研究中国区域土壤碳固定潜力、深入全面理解区域碳循环提供了基准数据.     

太湖流域上游外源氮、磷入湖通量模拟初步研究

湖泊-流域构成的复杂系统是湖泊富营养化研究的热点。应用SWAT模型对长江下游太湖流域上游外源氮、磷入湖通量进行模拟，以反映陆源入湖氮、磷营养盐的通量、空间分布和时间变化情况。以水文模拟为基础，引入相关系数（R）和Nash Sutcliffe效益系数（Ens）评价模拟结果。水文模拟率定期月均值R多在85%以上，Ens在024~090，模拟年平均径流量相对误差为32%。验证期各站月均值R均在80%以上，模拟年总量误差为81%。模拟结果显示，流域多年平均径流量为10415×108m3，营养盐输出浓度浙西区TN、TP分别为238 mg/L、018 mg/L；湖西区分别为568 mg/L、043 mg/L；武虞锡澄区分别为614 mg/L、040 mg/L。流域营养盐多年平均入湖通量TN为42 730 t/a，TP为3 075 t/a，2000年开始，流域TN、TP的入湖通量均有下降趋势。流域营养盐具显著空间差异，陈东港-大浦口、小梅口-长兜港、武进港-直湖港是最主要的入湖通道，贡献率分别达到27%、24%和20%，应作为流域外源营养物质管理和控制的重要区域     

铜绿山矿冶废弃地优势植物重金属的积累与迁移

通过野外调查和取样分析,研究了大冶铜绿山矿冶废弃地鸭跖草等5种优势植物对重金属的吸收累积与迁移特性,以期为矿区退化生态系统的植被恢复、重金属污染土壤的治理等提供依据。结果表明,鸭跖草等5种植物对重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr都有程度不等的高量积累,尤其是铜元素,其最高积累量出现在海洲香薷根部,达到844.65 mg/kg,是一般植物Cu含量（5~25 mg/kg）的33.8~1689倍;而在同样条件下,As在5种植物体内的含量为018~098 mg/kg,远远低于As在一般植物中的含量（＜10 mg/kg）,这说明这些植物对As可能具有某种规避机制。从植物对重金属的吸收、富集和转运能力综合考虑,鸭跖草等5种植物都不太可能是重金属Cu等6种重金属的超累积植物。但是,它们对重金属所表现出的耐性无疑对矿冶废弃地的植被恢复过程有重要意义。     

三峡库区农田面源污染典型区域制图及其研究现状评价

利用GIS空间叠加分析方法，通过遴选影响库区农田面源污染关键因子，获得了3大类8小类库区农田面源污染典型区，从空间分布格局的角度对这些典型区做了深入的比较分析，并提出土壤类型是导致不同典型区分布差异的主导因素。在此基础上，对国内外已在库区内开展农田面源污染研究工作的相关研究区进行了典型性分布现状评价，研究认为：(1)目前针对“紫色土-旱地-林地-水田”农田面源污染典型区的研究区设置较完善，在整个库区中的分布格局也较合理，有利于相关研究成果在该区推广应用；(2)对“黄壤-旱地-林地”典型区研究较少，无法满足整个库区尺度下的应用需求，需加强对库区中部和库尾相关区域的研究区配置；(3)由于对“石灰(岩)土-林地”典型区的研究缺失，亟需开展该区内农田面源污染研究工作。研究获得的不同类型典型区分布图可为相关研究区的选择提供必要的决策依据。此外，研究虽只是针对农田面源污染开展了典型区制图分析，但研究方法具有一定的推广性，在必要数据支持下，可应用于三峡库区或其他区域农业面源污染典型区制图研究     

平原水网圩区非点源污染模拟分析及最佳管理措施研究

平原水网区太湖流域非点源污染所占比例越来越重,非点源污染不确定性致使难以准确分析其流失规律。利用经率定验证的非点源污染模型AnnAGNPS模拟太湖流域雪堰镇平原水网圩区全年及各月非点源污染氮磷流失负荷,分析氮磷负荷时空分布规律,识别污染关键源区,通过对模型参数进行敏感性分析,定量评价最佳管理措施氮磷防控效果。结果表明,雪堰镇非点源污染氮磷负荷分别为62.99t/a、5.81t/a,流失高峰期在夏季。氮磷流失主要集中在坡耕地区和河道两侧,氮在施肥量大的地区也有大量流失。4种管理措施中,等高耕作、保护性耕作对颗粒态氮、磷削减效果明显,生态缓冲区、减少施肥量对氮削减效果明显。     

基于碳稳定同位素的滨岸草地生态系统土壤有机碳贡献研究

通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物（百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅）所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征，并利用稳定同位素混合模型，研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明：（1）土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中，平均含量分别为2211、1144、5395 mg·kg-1;而深层土壤中则仅为1557、707、1947 mg·kg-1，远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关；（2）土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C3植物δ13C值随深度增大而增大、C4植物δ13C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ13C值分别由表层土壤中的-2524‰、-2233‰变化为深层土壤中的-2435‰、-2327‰；（3）借助稳定同位素混合模型计算后发现：不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为1219%、累积速率为6279 g·m-2·a-1；白花三叶草贡献率1434%、累积速率为7534 g·m-2·a-1;高羊茅贡献率为3595%、累积速率为18184 g·m-2·a-1；白茅贡献率为1851%、累积速率为9770 g·m-2·a-1。