流域土地利用变化的面源污染输出响应及管理策略——以太湖地区蠡河流域为例

以太湖地区蠡河流域为研究区,通过解译1984,1995和2000年3个时段TM／ETM获得的土地利用分布地图,采用GIS叠加功能分析土地利用变化的模式,应用长周期水文分析模型L—THIA（longterm hydrologic Impact assessnent）,基于30年的降水日序列模拟了3个时段土地利用分布特征对地表径流量的影响,并通过流域土地利用类型与地表径流污染物浓度的定量关系参数,估算了不同时段土地利用模式下营养盐污染的产出量,分析了面源污染对土地利用变化的输出响应。分析结果显示,营养输出变化主要源于土地利用向面源污染高产出的建筑用地转变,以及径流总量的增加。1984年总氮产出为70．103t／a,2000年增加到86．667t／a,16年间共增加了23．628％;1984年总磷产出为10．497t／a,到2000年增加到15．413t／a,16年间共增加了46．832％。营养盐输出变化主要集中于丘陵间地和下游湖滨平原河网地区。最后,基于土地利用变化的面源污染输出响应的定量研究,分析了控制面源污染物增加的土地利用管理策略。     

不同雨强对太湖河网区河道入湖营养盐负荷影响

为揭示太湖河网区不同雨强下入湖河道面源污染规律,以太湖入湖负荷最大的河道大浦河为例,通过一周年逐日高频监测水体各形态氮、磷及溶解性有机碳等营养盐情况,结合河道流量及降雨量的自动监测资料,分析了大雨、中雨、小雨及无雨等4种降雨强度下太湖河网区典型河道的流量和营养盐负荷特征.结果表明,作为太湖河网区的典型入湖河道,大浦河时常发生往复流现象,观测的365 d内,有60 d日均流量为负值,占16%;河道流量对雨强的响应较为迟缓,仅强降雨事件( 25 mm·d~(-1))下,降雨当日河道流量才显著增加;中雨期平均流量仅比无雨期高了29%,在统计上不显著.河道水体营养盐浓度在不同降雨强度下差异不显著,大雨、中雨、小雨及无雨事件下河道总氮浓度分别为(3. 00±0. 58)、(3. 34±0. 93)、(3. 55±1. 05)和(3. 37±1. 14) mg·L~(-1),小雨事件当天水体总氮浓度均值最高,而4种类型降雨事件下河道总磷含量分别为(0. 228±0. 068)、(0. 258±0. 121)、(0. 219±0. 083)和(0. 225±0. 121) mg·L~(-1),差异性也不显著,就平均值而言,中雨时河道总磷浓度最高.夏季典型降雨过程分析表明,不同雨强发生之后河道溶解性有机碳和各形态氮的浓度变化不大,但大雨之后次日河道各形态磷浓度有明显增高,持续时间为2 d,中雨后次日河道总磷和颗粒态磷有明显增高,持续时间仅为1 d,小雨后磷浓度基本无变化.大雨、中雨、小雨和无雨时总氮日负荷分别为7. 64、3. 19、3. 21和2. 62 t·d~(-1),总磷日负荷分别为0. 59、0. 26、0. 22和0. 20 t·d~(-1),受入湖流量影响,大雨期营养盐日负荷显著高于中雨及以下强度的降雨;然而,由于一年内大雨出现频次较少,大雨期氮和磷总入湖负荷占年负荷的比重不大,大雨期总氮和总磷分别入湖61. 11 t和4. 72 t,占观测周年的5. 6%和5. 8%,这与山区河道降雨负荷间的关系有着显著区别.本高频观测表明,太湖流域平原河网区河道面源污染汇集过程复杂,入湖负荷受降雨强度的影响相对较小,入湖水量是营养盐负荷的重要影响因素.本研究结果对太湖流域平原河网区湖泊的面源污染的估算及控制对策的制定具有参考价值.     

苏州平原河网区浅水湖泊冬夏季浮游植物群落与环境因子的典范对应分析

2005年12月和2006年6月对苏州平原河网区57个浅水湖泊的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物8门62属73种,浮游植物主要由绿藻、硅藻和蓝藻组成.冬季浮游植物平均丰度为254.88×10⁴cells·L^-1,硅藻门丰度占总丰度的62.3％;夏季浮游植物平均丰度为2 704.28×10⁴cells·L^-1,蓝藻门丰度达93.5％.运用典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)对调查范围内的57个样点62属浮游植物与11个环境因子关系进行研究.结果表明,水温、高锰酸盐指数、NO^-₃-N和TN是影响苏州平原河网区浅水湖泊浮游植物群落分布的主要环境因子,在冬季,pH、NH⁺₄-N及TP也是主要的影响因子;浮游植物中硅藻对环境变化具有较强的适应性,绿藻能耐受较高的高锰酸盐指数、氮磷营养盐和TOC浓度,而蓝藻对环境因子的响应有待进一步的研究.     

内陆河网温排水预测模型开发及其应用研究

针对热电厂冷却水排放河网BI起的热污染问题．考虑风速、水深、水温对自由水表面散热的影响,BI入水温综合衰减系数,利用生态模型试验室（ECO Lab）开发了适用于平原感潮内陆河网的一维温排水模型,并利用该模型对某化工区热电厂的温排水过程进行了模拟,利用实测水温资料对模型进行了率定和验证。结果表明,模拟结果同实测结果非常吻合,所开发的温排水预测模型和关键参数取值很好地反映了受人工调控的平原河网的水流和温度场输移扩散规律;利用所建模型对该热电厂移位方案的可行性进行了预测分析并提出了相应的应急工程措施。     

应用指数和法对潮土农田土壤肥力变化的评价研究

应用指数和法探讨了北京市大兴县 1982年～ 2 0 0 0年土壤肥力的变化特征 ,并对其影响因素进行了评价和分析。研究结果表明 ,近 2 0a来 ,土壤肥力总体上呈上升趋势。尤其在 90年代 ,由于农业种植结构的调整以及秸秆还田 ,使土壤有机质含量持续上升 ,土壤的综合肥力显著提高     

宁绍平原绿地生态网络时空格局与优化研究

良好的绿地生态网络能够提升区域生态系统服务能力和生物多样性,有助于城乡环境的可持续发展。目前,对于以自然要素为边界且具有独特地理格局特征的地理单元研究相对缺乏,同时在绿地生态网络优化方面存在主观性较强、可实施性较差等问题。以宁绍平原为对象,对比分析了1990、2000、2010和2020年4个时期生态源地、生态阻力面和生态廊道的变化,探析绿地生态网络时空格局,并依据生态源地可逆性特点和现状条件提出布局优化建议。结果表明：(1)30年来城镇化建设使得宁绍平原重要生态源地规模下降20%,生态空间呈现显著的破碎化特征;(2)以各城市为中心的高阻力辐射圈层结构打破了原有的梯度阻力格局,较大地降低了平原整体的生物流动能力;(3)平原绿地生态网络结构呈现较强的波动性和脆弱性,当前平原东西两侧大面积区域生态廊道缺失;(4)恢复句余山、余姚江(宁波段)、奉化周边“虎头山-雨施山”丘陵斑块和杭州湾东段沿岸4处重要生态源地,新增河湖水系型、丘陵林地型和沿海岸线型21处重要生态源地,规划生态廊道132条,总长985.8 km,并筛选得到重要生态踏脚石90处和待修复生态障碍点252处。优化后绿地生态网络各指数...     

长江三角洲平原南部上新世以来古环境演变及多重地层划分

对长江三角洲平原BZK01钻孔进行沉积物¹⁴C测年、粒度、磁学、孢粉和微体古生物分析,结合伽玛测井、岩性地层讨论了上新世以来钻孔揭示的孢粉组合、沉积环境演化、沉积相和古气候特征,建立了钻孔的第四纪多重地层划分对比框架。结果表明,受原始地形地貌、海平面变化、海陆变迁、古气候冷暖更替及新构造运动的影响,研究区上新世以来经历了多次环境变化。钻孔自下而上揭示岩性地层依次为基岩长河组、新近纪-第四纪沉积的嘉兴组、前港组、东浦组、宁波组、镇海组,孢粉组合可划分出16个孢粉带,按暖期温暖潮湿-冷期寒冷干燥古气候旋回变化的周期律,BZK01钻孔反映该区域共存在7个古气候旋回。建立的钻孔多重地层划分对比揭示151.9～278.0 m为河流相和河湖相交替沉积的上新世-早更新世时期,存在两个气候旋回过程;83.5～151.9 m为河流相-河湖相-浅湖相沉积环境的中更新世,包含两个气候旋回过程;15.4～83.5 m为晚更新世,沉积环境自下而上为河口相-河湖相-潮坪相-滨海相-河湖相,与王店海侵-杭州海侵时期对应,包括两个气候旋回;0～15.4 m为河口相-河湖相-泻湖相沉积环境的全新世,对应富阳海侵,包括一个气候旋回。     

炉渣与生物炭配施对福州平原稻田土壤团聚体及碳、氮分布的影响

土壤水稳性团聚体及土壤碳、氮含量是影响土壤肥力的关键因素.以福州平原稻田为研究区,在早稻和晚稻生长季,对对照、炉渣、生物炭和炉渣与生物炭配施处理下耕层和犁底层土壤团聚体分布及其稳定性,包括0.25 mm团聚体含量(DR0.25)、平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)及土壤碳、氮含量进行了测定和分析.研究结果表明:早稻和晚稻不同土层,对照、炉渣、生物炭和配施4种处理团聚体均以0.25 mm粒级为主;0.25 mm水稳定性大团聚体数量随深度增加而增加,土壤团聚体的稳定性随土层加深而增强;早稻组中,生物炭施加后MWD、GMD和DR0.25较对照组分别减少了20.08%、15.12%和21.87%,D值增加了3.67%,炉渣和配施后差异不显著(p0.05);晚稻组中,生物炭施加后MWD、GMD和DR0.25较对照组分别增加了23.00%、13.82%和16.75%,配施后MWD、GMD和DR0.25较对照组分别增加了16.77%、9.80%和15.37%,D值分别减少了3.75%和2.59%,炉渣施加后差异不显著(p0.05);炉渣、生物炭和配施3种处理都显著增加了早稻耕层和晚稻耕层土壤的碳含量,生物炭和配施处理都显著增加了早稻耕层和晚稻耕层土壤的氮含量(p0.05),3种处理都显著增大了早稻耕层土壤C/N比(p0.05),同时,土壤不同粒级团聚体碳、氮含量百分比主要集中在0.25 mm粒级大团聚体.     

平原河网区水源地异味物质应急监测案例分析

平原河网区河流纵横交错,污染物质的迁移途径复杂多变,其内水源地突发性污染事故的应急监测难度大。以江苏省近期发生的一起水源地污染事故为典型案例,分析了污染物浓度沿程的变化特征以及典型断面污染物浓度的变化特征,总结事件处置的经验,为同类事件的处理提供借鉴。     

强降雨对平原河网区入湖河道氮、磷影响

为定量揭示强降雨对平原河网河道氮、磷污染的影响,本文以太湖西岸大浦河和殷村港为例,基于两周年逐日高频人工监测和降雨量自动监测数据集,以及台风"利奇马"过程中的加密监测,分析了强降雨过程中河道各形态氮、磷浓度的变化特征及其环境效应.结果发现,强降雨两年内共观察到16次（19 d）,且50%发生在夏季;此外,强降水占年内总降水量的比重高达41.33%.强降雨发生之后,两条河道水体中各形态氮、磷浓度在强降雨之后有所增加,其中颗粒态磷的响应最快,一般在强降雨当天就出现峰值;而总氮峰值的出现存在2~5 d的延迟;强降雨引发的河道营养盐浓度增高持续时间短,通常1~2 d,甚至低于雨前浓度.流域面积大和河道流程长的大浦河水体氮、磷浓度对强降雨过程的响应速度较殷村港慢.河道各形态氮、磷浓度对强降雨过程的响应特征还受河道两岸局地土地利用状况的影响,农业面源污染的河段比城镇污染的河段对营养盐的拦截、净化和缓冲能力弱,因此农业面源污染的河段对强降雨的响应强于城镇污染的河段;农业面源影响河段氮的增加量以颗粒态氮为主,城市面源影响河段氮的增加量以溶解态氮为主,而磷的增加全程均为颗粒态磷为主.平原河网地区强降雨带来的河道水体氮、磷浓度波动小,各形态氮、磷响应过程受局地环境背景影响大,水质总体趋于稳定.然而,由于强降雨带来的河道入湖水量占比大,因此入湖负荷也处于很高水平,加之强降雨的发生偶然性大,强降雨对平原河网地区河道入湖氮、磷负荷的突发影响很大,需要重点关注.