丹江口水库流域氮素时空分布特征

为全面了解丹江口水库流域氮素污染状况,对库区26个点位及10条主要入库河流入库口处的表层水样进行了丰水期、平水期、枯水期采样与监测,探讨了氮素时空分布特征。入库口总氮检出范围为1.31~10.96 mg/L,其中泗河和神定河入库口总氮最高。总氮为库区水质主要限制因子,年均总氮质量浓度为1.13~2.71 mg/L;汉江库区整体上总氮污染水平略高于丹江库区,且与丹江库区相比,汉江库区受点源排放的影响较大。10条入库河流总氮的总年均输入量为63 347.31 t/a,其中汉江的总氮输入量最大;入库河流总氮控制的关键在于溶解性有机氮和硝酸盐氮的控制。     

基于生态足迹的生态经济评价方法研究——以江苏省阜宁县为例

一个国家或地区的作物生产是通过轮作进行的,某些地区存在耕地的弃耕现象。Wackernagel生态足迹方法没有考虑复种的影响,耕地类生态足迹核算结果实际是播种面积,而生态承载力核算得到的是耕地面积,因此,二者不具有可比性,生态足迹盈余核算存在逻辑性错误。从理论角度采用复种指数修正耕地类生态足迹,使核算结果为耕地面积,增强了生态足迹和生态承载力的可比性。用改进的生态足迹核算方法,分析了阜宁县区域生态经济系统1995~2003年的生态供需状况及发展能力变动趋势,采用生态足迹盈余强度评价区域可持续发展能力。1995~2003年,阜宁县人均生态足迹从1.120 7 hm2增加到2.434 0 hm2,人均生态承载力变化较小,人均生态赤字从0.815 3 hm2增加为2.017 2 hm2,发展能力由1.226 5增加为3.140 7,生态足迹盈余强度由-1.226 5增强为-0.495 7 hm2。基于改进的生态足迹核算方法得到的发展能力和人均GDP之间的相关系数大于Wackernagel方法所得结果,表明改进的生态足迹方法能更好地反映区域社会经济状况。     

基于DPSIR模型的曲周县氮素资源可持续利用评价与预测

我国北方地区由于氮素利用效率低导致的环境问题日益凸显。以驱动力-压力-状态-影响-响应(DPSIR)模型为基础,选取38项指标构建河北省曲周县氮素资源可持续利用评价指标体系,结合1997—2017年曲周县统计资料,对研究区氮素资源可持续利用进行评价,并利用灰色预测模型分析研究区氮素资源可持续发展趋势。结果表明,1997—2017年曲周县氮素利用驱动力、状态、影响因素评价值均呈上升趋势,而压力因素评价值呈下降趋势,响应因素评价值呈先下降后上升趋势。曲周县氮素资源在多重因素共同影响下由弱可持续水平向基本可持续水平发展。灰色预测模型预测结果显示2018—2030年研究区氮素资源可持续利用呈上升趋势。情景模拟结果表明研究区城镇化率、人均GDP、农民人均纯收入和城镇人均可支配收入提高10%,均可以使曲周县氮素资源可持续利用综合评价值提高。在曲周县经济发展和城市化进程中,增加经济作物种植面积,加大废弃物处理设施的投入以促进家庭消费系统中氮的资源化,可以提高曲周县氮素资源可持续利用水平。     

基于物质流分析的区域食物链氮素流动规律与调控研究

以食物链物质流调控为核心的区域生态共生系统研究是当今可持续发展领域的重要研究内容。基于物质流分析方法和系统动力学建模平台,构建了区域食物链氮素流动效应评估框架,以上海市青浦区为例,对区域食物链氮素流动进行分析与情景模拟。研究结果表明:(1)2000～2014年青浦区食物链氮输入和输出量经历了急剧下降到逐渐稳定的过程,区域内农业生产无法自给自足;(2)基准情景下,食物链氮素流动对环境的负面效应总体影响较小,但2020年农业生产能力已不能满足当地人口对肉类及水产品氮的需求;(3)优化情景下,区域化肥氮投入减少了53.75%,且农业生产满足了当地常住人口的消费需要,减少区外氮产品调入量2 245.16 t,氮综合循环效率提高至25.54%,农业生产对水环境的影响降低。该优化方案在保证粮食安全的同时,较好地保护了环境免受集约农业生产的冲击。研究成果可为区域食物链氮素养分管理提供方法和思路借鉴。     

西苕溪流域土地利用对氮素输出影响研究

以位于太湖地区的西苕溪流域为研究区,利用Arcview3.2的水文模拟和空间分析扩展模块进行子流域划分和典型小流域选择,通过对2000年TM/ETM遥感影像解译获得流域土地利用数据.在2004年分3次(7月、9月、12月)监测了各个小流域出口的总氮浓度,用以表征流域氮素输出强度.基于以上数据,分析了小流域氮素输出的时空变化差异以及土地利用结构对氮素输出影响.结果表明:各个小流域氮素输出差异很大,空间上有从上游到下游逐渐增大的趋势,时间变化上,西苕溪流域中下游的小流域氮素输出7月>9月>12月,上游地区的小流域则与之相反,这与流域的降雨径流分布和土地利用方式差异有关.多个小流域的对比分析表明,流域土地利用结构对氮素输出的影响更大.流域内林地面积比例越大,氮输出强度越小;相反,与人类活动有关的土地利用类型如耕地和居民地比例增大将带来氮素输出增大的后果,而氮素输出的强度似乎与流域面积大小无关.     

紫外老化前后聚氯乙烯微塑料对氮元素的吸附研究

氮素是农业面源污染的主要污染源之一,而水环境中的微塑料和氮素间存在相互作用,从而会对环境造成影响甚至产生扩大农业面源污染的环境风险,为探究自然环境中微塑料与氮素的相互作用行为,本文进行了聚氯乙烯(PVC)微塑料紫外老化前后对氮素的模拟吸附实验。所得结论如下：PVC微塑料对氮素存在吸附作用,且紫外老化作用明显增强PVC微塑料对氮素的吸附能力,同时老化时间越长吸附能力越强。聚氯乙烯微塑料颗粒对氮素的吸附可用准二级动力学方程很好的拟合,且在24h左右时接近吸附饱和。此外,Langmuir和Freundlich吸附等温模型对该吸附过程均表现出较好的拟合度,表明微塑料对氮素的吸附过程包含多种方式,为单层物理吸附和多层化学吸附相结合的过程。     

污泥林地处理氮素负荷的研究

通过污泥要地小区试验及示范工程,以树木生长所需的营养元素“氮素”为设计参数,计算污泥负荷量。探讨污泥作为商品肥料补充的可行性方案。既为污泥找到了最佳出路,达到了处理污泥的目的,又可以废物利用,并同时做到保护环境不造成二次污染,为污泥的处理提供了有利的技术保障。     

保护地番茄养分利用及土壤氮素淋失

在施用不同复合肥料的条件下,对保护地蔬菜蕃茄对N、P、K养分的吸收利用及保护地条件下土壤的硝酸盐淋洗进行了研究,结果表明,复合肥的品种及施肥水平对番茄的产量影响不大,与CK相比番茄果实增产12．．7％－18．4％;复合肥N、P养分的当季利用率不足10％,而K素的当季利用率也不超出25％,传统的大水漫灌条件,蔬菜保护地土壤硝酸盐的淋洗状态相当严重,并有可能造成地下水的硝酸盐污染,长期过量施肥及大小漫灌等措施是造成土壤养分累积、硝酸盐淋洗严重、肥料利用率低的根本原因,图2表3参11