The Impact of Agriculture On Dissolved Nitrogen and Phosphorus Cycling in Temperate Ecosystems

Although most research has focussed on inorganic nutrient forms of nitrate (NO^-₃) and phosphorus (PO³₄) in runoff and receiving waters, nitrogen loss from agricultural land can also occur in organic and ammonium-nitrogen form; phosphorus losses, although often dominated by particulate transport, may occur in soluble organic and inorganic form. Furthermore, fluxes between different species may take place during transport from the land to the stream and as a result of in-stream, in-river or in-lake transformations. Knowledge of the spatial and temporal variation in all nitrogen species and phosphorus fractions in a drainage basin is therefore essential if the wider environmental significance of elevated nutrient concentrations in natural waters are to be assessed. This paper reviews recent work on N and P losses from agricultural land and presents some results from two intensive agricultural catchments: Slapton, Devon and the river Windrush catchment in the Cotswolds.     

生态经济论

本文按生态发展历史进程，论述了，论述了生态经济发展的必然性。     

MODELING SEDIMENT AND PHOSPHORUS LOSSES IN AN AGRICULTURAL WATERSHED TO MEET TMDLs1

ABSTRACT: This paper studies the effectiveness of alternative farm management strategies at improving water quality to meet Total Maximum Daily Loads (TMDLs) in agricultural watersheds. A spatial process model was calibrated using monthly flow, sediment, and phosphorus (P) losses (1994 to 1996) from Sand Creek watershed in south‐central Minnesota. Statistical evaluation of predicted and observed data gave r² coefficients of 0.75, 0.69, and 0.49 for flow (average 4.1 m³/s), sediment load (average 0.44 ton/ha), and phosphorus load (average 0.97 kg/ha), respectively. The calibrated model was used to evaluate the effects of conservation tillage, conversion of crop land to pasture, and changes in phosphorus fertilizer application rate on pollutant loads. TMDLs were developed for sediment and P losses based on existing water quality standards and guidelines. Observed annual sediment and P losses exceeded these TMDLs by 59 percent and 83 percent, respectively. A combination of increased conservation tillage, reduced application rates of phosphorus fertilizer, and conversion of crop land to pasture could reduce sediment and phosphorus loads by 23 percent and 20 percent of existing loads, respectively. These reductions are much less than needed to meet TMDLs, suggesting that control of sediment using buffer strips and control of point sources of phosphorus are needed for the remaining reductions.     

华北高产农区公众对农业面源污染的环境保护意识及支付意愿调查

应用假设市场价值评估法(CVM)调查了华北高产农业区桓台县公众对防治农业面源污染地下水所需费用的支付意愿;评价了公众对技术、经济、政策等解决手段的期望和行为选择。调查表明,有60%以上的公众表现出能够为后代人着想而保护农业环境的可持续发展意识,有76%的人对污染现状的改善和治理持积极态度,人均支付意愿为22.8元·a-1,但公众对农业面源污染的环境保护意识不足。影响农民公众支付意愿的因素主要有家庭收入、受教育程度和职业。经推算,该县公众1a总支付意愿大约是1114.8～1320.2万元。可采取的环境保护技术措施以改良耕作习惯、控制化肥施用量为主,法制化的环保手段需要与公众环保意识相适应。     

Stipulation of the criteria for the construction of eco agricultural county in China

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＮｏｗｗｅａｌｌｃｏｎｃｅｒｎｏｕｒｓｅｌｖｅｓｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｏｖｅｒｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ,ｒｅｓｏｕｒｃｅｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ,ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄ...     

基流对亚热带农业流域氮素输出的贡献研究

随着经济的迅猛发展和人民生活水平的逐步提高,亚热带农业小流域的面源污染日趋严峻,恶化的水体环境质量已经成为该区域可持续发展和生态文明建设的重要障碍.基流过程对流域生态水文过程有重要影响,因此本研究选取湖南省长沙县的脱甲和涧山两个农业小流域作为调查对象,通过流域观测和模型估算方法,对比分析2011年1月至2013年12月间流域基流过程对总氮(TN)输出的贡献.结果表明,在较高强度水稻种植的脱甲流域的月平均基流流量、平均基流TN流量加权浓度和平均基流对TN输出贡献[15.2 mm·month~(-1)、4.14 mg·L~(-1)和0.54 kg·(hm~2·month)~(-1)],均大于较低强度水稻种植的涧山流域[11.4 mm·month~(-1)、1.72 mg·L~(-1)和0.20 kg·(hm2·month)~(-1)].基流对TN输出贡献呈现明显的季节性变化,如在水稻生长季,脱甲和涧山流域基流对TN输出贡献分别为23.2%和18.6%,均低于休耕季的46.9%和40.0%,表明水稻种植会提高休耕季的流域基流过程对TN输出的贡献.因此,为缓解农业小流域水体面源污染,应当在农业小流域中实施合理的稻田管理措施来降低基流对TN输出的贡献.     

城郊农业区小流域土地利用结构对氮素输出的影响

以位于湖南省长沙市城郊农业区的金脱河流域为研究区域,通过解译2009年的Spot-5卫星遥感图获取了小流域的土地利用图;结合流域的DEM图,利用ArcGIS 9.3的水文、空间分析模块将流域划分为若干个子流域,分析各子流域的土地利用结构.从2009年12月～2010年11月在各子流域出口处采取水样,分析其TN、NH4+-N、NO3--N输出浓度、输出量的时空变化特征以及与土地利用结构、施肥等因素之间的关系.结果表明,流域径流氮素污染严重,其TN、NH4+-N输出浓度呈明显的季节变化特征,为冬季>春季>夏、秋季,而NO3--N的输出浓度的季节差异较小.流域内的土地利用结构对NO3--N的输出浓度起着重要的控制作用,林地、水面表现为源作用,水田、旱地、居民地为汇作用;不同的时间尺度上土地利用结构对其影响不同,年度尺度上对NO3--N输出影响最大的为旱地,春夏季为林地,秋冬季为旱地.TN、NH4+-N的输出浓度与土地利用结构的相关性较差,各形态氮素的输出量与纯氮施用量、人口数、养猪量表现为极显著正相关.     

社会资本对山区居民山洪灾害应急避险能力的影响研究*

为研究社会资本对山区居民应急避险能力的影响,在广泛调研的基础上采用结构方程模型分析社会资本与山区居民应急避险能力各要素之间的作用关系。结果表明:个人网络对避险知识和避险意识有显著的正向影响,对避险行为影响不显著;信任与避险知识和避险意识呈显著的正向影响,而与避险行为呈反向影响,但信任可以通过避险知识和避险意识间接正向影响避险行为;互惠对避险知识影响不显著,但互惠与避险意识和避险行为存在显著的正向关系;避险知识和避险意识对避险行为呈显著正向影响,其中避险意识对避险行为影响更为显著。因此可以通过增加山区居民社会资本的方式提高山区居民山洪灾害应急避险能力。     

隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理特性研究*

为提高高速公路冰雪环境下隧道入口行车安全水平,探究隧道入口冰雪环境下驾驶员心生理反应特性,依据心生理理论,通过模拟驾驶试验采集驾驶员在冬季晴、雪天气下隧道入口行驶的心率增长率、速度等数据,分析照度变化率、路面摩擦系数、速度对驾驶员心生理的影响规律,明确不同影响因素下隧道入口驾驶员心率增长率变化特征,利用Matlab构建多因素耦合下隧道入口驾驶员心生理反应模型,并设计实车试验验证心生理反应模型有效性。研究结果表明:冰雪环境下隧道入口驾驶员心率增长率紧张阈值为28%,隧道入口冰雪环境下照度变化率安全阈值为51%,心生理反应模型误差小于10%,吻合程度较好。研究结果对提高山区高速公路隧道入口冰雪环境的行车安全性、降低隧道入口事故风险具有重要意义。     

农业发展与环境协调性评价及其影响因素分析

利用中国1997~2009年间省际面板数据,在方向性距离函数模型的框架下测度农业环境技术效率,评价农业发展与环境的协调程度,并考察其演变的时空特征和驱动机制.结果表明:农业发展与环境协调性整体偏低,并且研究期内呈现波动状态;不同省(市)环境与农业发展协调性差异较大,其空间分布与经济发展水平、农业生产条件存在着对应关系;经济发展水平、农业结构变动、农业基础设施投资、农业资源禀赋和农业环境管理政策等因素对农业发展-环境协调性产生重要影响,这应是农业环境管理政策创新的重点.