晋江西溪流域茶园降雨径流产污特征

在野外模拟降雨条件下,开展了晋江西溪流域茶园和裸地的径流产沙及氮磷养分流失过程对比实验,研究结果表明,在相同降雨强度下,3种下垫面径流和产沙量顺序均为:裸地＞2年茶园＞4年茶园,径流量与产沙量之间呈显著正相关.对地表径流水相而言,2年茶园、4年茶园和裸地的TN流失量分别为:461.29、129.38和107.86 mg/m2;NO3-N流失量分别为:286.42、98.58和103.00 mg/m2,均占TN流失量的60％以上;NH4-N流失量分别为:48.67、16.19和4.42 mg/m2;Tp流失量分别为:34.71、16.47和23.88 mg/m2.对径流泥沙相而言,2年茶园、4年茶园和裸地的TN流失量分别为:379.28、44.81和747.16 mg/m2,占流失总量的比重在25.72％～87.93％之间;TP流失量分别为:27.94、4.17和58.85 mg/m2,占流失总量的比重在53.42％ ～68.36％之间.茶园的N、P主要随径流流失,而裸地以泥沙迁移为主.这说明茶叶种植具有一定的水土保持效应,且种植年限较长的茶园可显著减少随径流泥沙进入水体中的N、P元素.     

红壤丘陵区典型小流域不同下垫面非点源磷输出特征

深入了解不同下垫面非点源污染物的输出特征是小流域综合治理的前提之一.以红壤丘陵地区的典型小流域为例,实地对比观测了降雨条件下林地、农业种植用地(园地和耕地)和建设用地(村镇道路和屋顶)的主要下垫面非点源磷污染物输出过程后发现,典型降雨事件中5种主要下垫面总磷(TP)的场降雨平均浓度为:耕地(0.75 mg.L-1)＞园...     

太湖地区典型降雨水稻田径流污染物输出特点及相关性分析

为研究降雨过程中水稻田径流污染物的输出特点及其主要污染物之间的内在关系,在太湖地区何家浜流域划定若干块水稻田作为研究区域,并分别选取单块封闭水稻田沿河岸的直入河点和多块水稻田沿沟渠汇流后的沟渠入河点为采样点,对比封闭小区域和非封闭大区域污染物随降雨径流的输出特点及其相关性。结果表明,降雨引起水田水的扰动,对水田土壤及其污染物只产生间接的扰动或冲刷,而非直接冲刷,因此,不同降雨强度对SS(悬浮态固体)的冲刷并未表现出明显的差异。无论短历时强降雨还是长历时弱降雨,其径流中SS、氮、磷均随降雨历时的延长而降低,其中溶解态氮、磷随降雨历时的变化较小。相比大面积的汇水区域,较小的汇水区域SS峰值点出现的时间更接近降雨峰值点,对降雨的响应时间更短,降雨前期,大汇水区域径流中SS比小汇水区域小很多,而降雨后期要大很多,其主要污染物随降雨历时的延长而降低的规律性更显著,小汇水区域的径流SS和TN(总氮)、TP(总磷)具有很好的线性相关性。     

滨河湿地对农业非点源氮污染控制研究进展

氮素是农业径流最重要、最普遍的水体污染物。滨河湿地因受到陆地生境和水生生境双重影响而显得非常独特,作为重要的陆地和水生环境的生态交错带,滨河湿地能够阻断和改变水运污染物,特别是农业径流中的氮排入临近的小溪和河流。植物吸收和反硝化作用是滨河湿地两种最重要的截留和缓解氮负荷的有效途径,氮素可以通过生物转化、植物吸收、微生物暂时固氮等方式去除,但是永久性的去除氮却是通过反硝化过程来完成的。为了系统认识和了解滨河湿地生态系统对农业非点源氮污染控制过程,通过大量文献分析讨论了滨河湿地对农业非点源氮的净化能力、净化机制及其影响因素,并结合我国研究现状展望了该领域的研究前景。滨河湿地对农业非点源氮污染的控制作用研究将成为滨河湿地生态系统服务功能评价、滨河湿地生态系统健康与稳定的诊断和退化滨河湿地生态系统修复的重要基础理论。     

大气氮沉降及其对水体氮负荷估算的研究进展

大气氮沉降已经并将继续对全球生态系统产生重大影响。大气氮沉降是陆源氮进入水体的重要途径,会使水体氮含量增加,富营养化加重,严重影响生态系统的稳定性。因此,大气氮沉降通量及其对水生生态系统的影响等问题值得深入探讨。介绍了国内外大气氮沉降监测网络、空间分异等方面的研究进展,总结了大气氮干湿沉降的研究方法及大气氮沉降对水体氮负荷的影响,并探讨了该领域目前存在的问题及发展趋势。     

2种改良土壤渗滤系统对降雨径流中氮的去除

为研究改良土壤渗滤系统对降雨径流中不同形态氮(NH4+-N,NO3--N,NO2--N,TN)的去除效果及径流中氮负荷对氮去除率的影响,实验分别以聚氨酯泡沫和人工草皮为改良材料,以降雨径流中的氮为处理对象进行室内模拟研究。结果表明,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统及草皮土壤渗滤系统对TN,NH4+-N均具有较好的净化效果,并表现出良好的耐冲击负荷能力。TN平均去除率分别为72.65%和71.07%,NH4+-N平均去除率分别为98.10%和99.09%。2种渗滤系统对NO3--N去除效果均较差,表现为-420.07%和-171.66%的负去除率。聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对NO2--N的平均去除率为87.29%,高于草皮土壤渗滤系统53.77%的平均去除率。总体上,聚氨酯泡沫土壤渗滤系统对径流中氮的去除效果优于草皮土壤渗滤系统,具有较好的应用前景。     

军山湖流域农业非点源污染氮、磷入湖负荷估算

参照国内外相关湖泊研究的方法,在开展流域调查的基础上,按照畜禽养殖污染、农业种植业流失、水产养殖污染和农村生活污染4类途径,结合各乡镇流域面积所占比例、污染源产生量、排放系数和流失系数等估算了军山湖流域农业非点源污染氮、磷的入湖负荷.结果表明,农业种植业流失和畜禽养殖污染是军山潮流域农业非点源污染入湖氮的主要来源,分别占入湖氮总量的37.5％和34.7％,其次为水产养殖污染,占23.2％;畜禽养殖污染是入湖磷的主要来源,占50.8％,其次为农业种植业流失和水产养殖污染,分别占24.4％和20.0％;农村生活污染对入湖氮、磷的贡献率最小.     

沛沿河流域农田地表径流氮流失的模拟研究

在室内人工模拟降雨条件下,选择沛沿河流域最具代表性的3种土地利用类型,研究暴雨过程中农田地表径流氮的流失规律。结果表明,在暴雨条件下,3种土地利用类型的地表径流量大小顺序为水稻田林地果地;地表径流氮流失量随土地利用类型表现出明显差异,暴雨条件下3种土地利用类型的地表径流水相TN流失量大小顺序为果地林地水稻田,地表径流水相颗粒态氮(PN)占水相TN的比例在67%以上,地表径流沉积物相TN流失量大小顺序为林地水稻田果地,地表径流氮流失均以水相为主;3种土地利用类型的累积地表径流量与累积氮流失量的相关系数都在0.99以上。     

降雨特征对合流制管网溢流污染的影响

为明确北运河流域合流制管网溢流污染特性的影响因素,选取上游城乡结合部的合流制溢流口为对象,基于现场连续监测和采样调查结果,采用条件回归树方法分析了合流制管网溢流污染的水质水量等参数与降雨特征之间的响应关系,并通过分析典型强降雨形成的溢流污染过程,验证了条件回归树预测的阈值。结果表明：沙河库区合流制管网溢流的污水流量与降雨特征密切相关,次降雨量在15~19 mm时发生溢流,溢流事件和溢流量高峰滞后于降雨强度高峰15~60 min,初期溢流污染物浓度高峰在持续(45±5) min后达到稳定水平;次降雨量显著影响溢流的流量和浊度(P<0.001),次降雨量(P=0.029)、平均降雨强度(P<0.001)均显著影响溢流COD。研究结果可为北运河消减合流制管网溢流污染提供参考。     

降雨径流时农田沟渠水体中氮、磷迁移转化规律研究

为有效阻控降雨条件下农田土壤流失氮、磷通过沟渠进入水体,通过对降雨时农田排水沟渠系统中总氮、总磷的测定和分析,研究降雨径流下沟渠系统水体中氮、磷的迁移转化规律和时空分布.结果表明,农田排水沟渠系统本身不太稳定,在外界条件(降雨)的作用下可以引起一系列的变化,同时农田排水沟渠系统又具有抗冲击可修复能力,可以使氮、磷的各项转化作用恢复.该特征使得总氮、总磷在沿程迁移过程中表现出一定的变化规律:总氮浓度沿程呈3次多项式曲线变化,总磷浓度整体呈指数递减变化;同时各断面的总氮、总磷自身转化也有其降解规律,总氮和总磷浓度随时间均呈3次多项式曲线变化.     

小流域N、P污染负荷的构成比重研究

对浙江省宁海县颜公河流域N、P污染物负荷的构成比重进行了研究，提出了农业非点源污染造成水体污染的严重性。采用美国农业部的AnnAGNPS模型模拟计算流域中农业面源污染的N、P负荷，并对模型模拟计算的可靠性进行了验证。     

Arbuscular mycorrhizal fungus-induced decrease in nitrogen concentration in pore water and nitrogen leaching loss from red soil under simulated heavy rainfall

Environmental Science and Pollution Research - Arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) is generally colonized in plant roots and influences the migration of mineral elements such as nitrogen (N) in...     

污泥用量对生活垃圾堆肥氮素转化与损失的影响

为了探讨生活垃圾堆肥的氮素损失问题,对生活垃圾（A组）、污泥和生活垃圾混合B组（w/w=1∶6）、C组（w/w=1∶4）组等3组物料进行高温好氧堆肥,研究污泥用量对生活垃圾堆肥化过程中温度、pH值、各氮素转化与损失的影响。结果表明：投加污泥会影响生活垃圾的通风性能,减慢物料的升温速率,延长堆肥周期。污泥用量对生活垃圾堆...     

Nitrate runoff loss and source apportionment in a typical subtropical agricultural watershed

Environmental Science and Pollution Research - Nitrate (NO3?) loss and enrichment in water bodies caused by fertilization are a major environmental problem in agricultural areas. However, the...     

Tillage management to mitigate herbicide loss in runoff under simulated rainfall conditions

Conservation tillage mitigates soil loss in cropland because plant residues help protect the soil, but effects on pesticide movement in surface runoff are not as straightforward. Effects of soil disturbance on surface runoff loss of chlorimuron and alachlor were evaluated utilizing runoff trays. Soil in the trays was either disturbed (tilled) and kept bare or was not tilled, and existing decomposed plant residue was left on the surface. Rainfall (25mm, 20min) was simulated 1d after alachlor (2.8kg ha(-1)) or chlorimuron (54g ha(-1)) application, and runoff was collected. Runoff fractions were analyzed for herbicide and sediment. Total alachlor loss from bare plots was greater than that in no-tillage plots (4.5% vs. 2.3%, respectively). More than one-third of total alachlor lost from bare plots occurred in the first l of runoff, while no-tillage plots had less runoff volume with a more even distribution of alachlor concentration in the runoff during the rainfall simulation and subsequent runoff period. In contrast, more chlorimuron was lost from no-tillage plots than bare plots (12% vs. 1.5%) even though total runoff volume was lower in the no-tillage plots (10.6mm vs. 13.6mm). This was attributed to dense coverage with partially decomposed plant residue in no-tillage plots (1652kg ha(-1)) that intercepted chlorimuron. It was likely that chlorimuron, a polar compound, was more easily washed off surface plant residues and transported in runoff.     

Contribution of nitrogen sources to streams in mixed-use watershed varies seasonally in a temperate region

The Beiyun river flows through a hot spot region of Beijing-Tianjin-Hebei in China that serves a majority of occupants. However, the region experiences severe nitrate pollution, posing a threat to human health due to inadequate self-purification capacity. In that context, there is an urgent need to assess nitrate levels in this region. Herein, we used δ¹⁵N-NO₃, δ¹⁸O-NO₃ isotopes analysis, and stable isotope analysis model to evaluate the nitrate source apportionment in the Beiyun river. A meta-analysis was then used to compare the potential similarity of nitrate sources among the Beiyun riverine watershed and other watersheds. Results of nitrate source apportionment revealed that nitrate originated from the manure and sewage (contribution rate: 89.6%), soil nitrogen (5.9%), and nitrogen fertilizer (3.9%) in the wet season. While in the dry season, nitrate mainly originated from manure and sewage (91.6%). Furthermore, different land-use types exhibited distinct nitrate compositions. Nitrate in urban and suburban areas mostly was traced from manure and sewage (90.5% and 78.8%, respectively). Notably, the different nitrate contribution in the rural-urban fringe and plant-covered areas were manure and sewage (44.3% and 32.8%), soil nitrogen (26.9% and 35.7%), nitrogen fertilizer (23.5% and 29.4%), and atmospheric deposition (5.3% and 2.0%). Through a meta-analysis, we found nitrogen fertilizer, soil nitrogen, and manure and sewage as the main nitrate sources in the Beiyun riverine watershed or the other similar complexed watersheds in the temperate regions. Thus, this study provides a scientific basis for nitrate source apportionment and nitrate pollution preventive management in watersheds with complexed land-use types in temperate regions.

     

农田氮素流失模型的构建与应用

农田氮素流失一直是困扰农业生产发展和影响生态平衡的一个重要问题，当前世界各国致力于研究提高氮肥利用率和减少氮素损失的方法与途径，但是仍没有一个普遍适用的模型能定量化地阐明氮素流失的规律与特征。综述近年来国内外在农田氮素流失方面的定量方法与模型构建等研究成果，同时提出该领域亟待解决的问题。     

农业区氨氮流失模型

定量分析了农田降水、产流,下渗,排水,蒸散发,灌溉之间的关系并提出相应的数学方程式,采用Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温线动态描述土壤中氨氮吸附与两相平衡状态,在此基础上,建立了一个模拟随农业排水和产沙的充失数学模型,并以江苏省锡澄农业区为例说明了这一模型的应用。