2003～2011年四川省各市(州)农业水足迹时空变化与驱动力研究

运用水足迹理论和计算方法,系统分析了四川省各市(州)2003~2011年农业水足迹的时空动态变化趋势与农业水资源利用效益,并采用灰色关联度法分析其驱动力因素。研究结果表明:(1)四川省各市(州)农业水足迹和人均农业水足迹均呈增加的趋势变化,成都市、南充市、达州市农业水足迹较大,2011年农业水足迹分别达82.44×108,45.56×108,41.02×108 m3。人均农业水足迹各市(州)差距不大,其中成都市和攀枝花市略高。(2)农业水资源利用效益方面显示:四川省各市(州)农业水足迹净贸易量均为正值,属于农业水资源净输出地。2006、2009、2010和2011年农业水资源匮乏度较高,成都市水资源紧缺度最高,2005~2010年均在200%以上。(3)驱动因素方面显示:耕地复种指数和人口总数是农业水足迹变化的关键驱动因素,关联度分别是0.643 3和0.632 5。建议提高水资源利用效益,适当控制高耗水农产品生产规模,合理配置水资源,实现空间和季节用水的协调性。     

合肥城郊典型农业小流域土壤磷形态及淋失风险分析

为掌握合肥城郊二十埠河某农业小流域土壤磷形态及淋失风险水平,在汇水区采集132份表层土壤样.在分析测试基础上,利用ArcGIS软件中Kriging插值模拟技术,解析总磷(TP)、生物有效性磷(Bio-P)的空间分布特征及土壤有效磷(OlsenP)和易解吸磷(CaCl_2-P)的空间变异性;剖析土壤磷素富集水平;并通过确定土壤磷素的淋失临界值,评估汇水区土壤磷素流失风险.结果表明,汇流区土壤TP和Bio-P含量较高的采样点位主要出现在左支流的上游和两支流交汇处的右侧局部区域;土壤磷形态富集系数由大到小排序为:Ca-P(15.01)OP(4.16)TP(3.42)IP(2.94)Ex-P(2.76)Fe/Al-P(2.43)Olsen-P(2.34);土壤有效磷淋失临界值为18.388 mg·kg~(-1),超过临界值的样本数占样本总数的16.6%,高淋失风险区主要分布在左支流上游、右支流中游及两支流汇流处下游的局部地区.     

珠江三角洲典型区域农产品中邻苯二甲酸酯(PAEs)污染分布特征

在珠江三角洲典型区域(中山市、珠海市、东莞市和惠州市)内共采集了131个农产品样品,进行了6种优先控制污染物邻苯二甲酸酯(PAEs)含量水平分析及风险评价.结果表明,珠三角地区农产品样品中6种邻苯二甲酸酯累计含量(∑PAEs)范围为nd~79.86 mg·kg~(-1),平均含量为2.84 mg·kg~(-1),检出率为98.5%.各类农产品中∑PAEs平均含量的顺序依次为蔬菜(3.03 mg·kg~(-1))水稻(2.52 mg·kg~(-1))水果(1.26 mg·kg~(-1)).各城市产区内农产品中∑PAEs平均含量顺序为:珠海(6.53 mg·kg~(-1))东莞(2.59 mg·kg~(-1))惠州(1.53 mg·kg~(-1))中山(1.12 mg·kg~(-1)).农产品中PAEs的主要成分为邻苯二甲酸二正丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯(DEHP)和邻苯二甲酸二正辛酯(DnOP),三者的累计含量占∑PAEs总量的90.8%.其中生菜(珠海)和芥兰(东莞)二者中∑PAEs的总量以及生菜、油麦菜(珠海)样品中DEHP的含量均超过美国和欧洲的建议标准,存在潜在的健康风险.芥兰、生菜等叶菜类蔬菜在14种不同蔬菜样品中的∑PAEs总量较高,而菜心和苋菜的∑PAEs含量最低.蔬菜品种间结构特征和生长环境(大气和土壤)的差异是影响其对PAEs的吸收及在体内累积的主要因素.     

满足城市食物消费需求的农业生产碳排放研究——以宁波为例

食物消费相关的农业生产阶段的碳排放研究,对于探讨气候变化背景下可持续消费模式的选择和低碳农业技术与管理的提升具有重要意义.以宁波市为例,采用生命周期分析与环境投入产出相结合的综合分析框架,对其2012年居民所消费食物在农业生产阶段的直接和间接碳排放进行研究,分析不同食物及不同排放源的排放特征.结果表明,粮食、猪肉、水产品和牛肉对食物消费碳排放总量的贡献最大,分别占28%、25%、10%和9%;粮食、蔬菜和蛋类单位热量和单位蛋白质的碳排放均较小,禽、蛋、水产、鲜奶单位蛋白质的碳排放低于牛羊猪肉;由农业投入品生产所带来的间接碳排放占总量的49%;化肥是多数植物性食物碳排放最大的贡献源,占植物性食物排放总量的33%;饲料是大多动物性食物碳排放的最大来源,占动物性食物排放总量的56%.为促进食物消费和农业生产的碳减排,一方面建议适当增加蛋类、水产品、禽类和鲜奶的消费比重,减少猪牛羊肉的消费比重;另一方面应着重提高农业投入品供应链的能效,推广优化施肥技术与管理,以及提升饲料品质.     

农林废弃物处理印染废水的进展研究

印染废水组分复杂、毒性强,危害大,是目前较难处理也是急需处理的工业废水.农林废弃物是重要的可再生资源,可通过吸附有效去除印染废水中的染料分子.介绍了未改性、物理以及化学改性后的农林废弃物吸附剂处理印染废水的研究进展,对农林废弃物处理印染废水的研究方向进行了展望.提出加强农林废弃物吸附剂改性与实际应用方面的研究将是今后印染废水处理工艺的研究发展方向.     

江川农场旱田改水田对水环境的影响研究

黑龙江省江川农场实施旱田改水田后,粮食产量持续上升,同时也暴露了以总氮和总磷为主的非点源污染问题。农田氮磷流失主要包括以下几个方面：降雨径流（排水）过程、土壤侵蚀和泥沙输移过程、污染物迁移转化过程。文章基于美国通用土壤流失方程（USLE）和降雨径流模型（SCS）,结合调查资料,分别估算2013年江川农场水田和旱田的总氮和总磷的年输出负荷,从而得出旱改水对水环境的影响结论。     

煤矿区农田土壤多环芳烃生态风险评估方法比较

调查了迁安煤矿区农田土壤中优先控制的16种多环芳烃(PAHs)质量比,通过同一尺度对生态效应低中值、风险商值法(RQ)、有机碳归一化法及苯并(a)芘毒性等效当量4种常用评估方法的评估结果进行了比较,并尝试将商值法(RQ)与苯并(a)芘毒性等效当量(TEQBaP)相结合对该矿区土壤进行风险评估.结果表明,煤矿区农田土壤中16种PAHs总量为118.10～1 042.31 μg/kg,并以2～4环为主.4种生态风险方法评估结果与衡量尺度比较表明,生态效应低中值、RQ两种方法对PAHs处于低水平的地区适用性欠佳;有机碳归一化法及苯并(a)芘毒性等效当量两种方法能较好地表征该地区PAHs的生态风险水平,但不能对不同污染水平下的生态风险程度予以分级.RQ-TEQ复合法评估结果显示,11％土壤样品存在重度生态风险,11％处于中度风险,45％存在轻度生态风险,22％处于警戒线范畴,11％不存在生态风险.与单一方法相比,复合方法评估结果分级明确,与衡量尺度吻合较好,较适用于该煤矿区PAHs的生态风险评估.     

Two‐Stage Ditch Floodplains Enhance N‐Removal Capacity and Reduce Turbidity and Dissolved P in Agricultural Streams

Two‐stage ditches represent an emerging management strategy in artificially drained agricultural landscapes that mimics natural floodplains and has the potential to improve water quality. We assessed the potential for the two‐stage ditch to reduce sediment and nutrient export by measuring water column turbidity, nitrate (NO₃^?), ammonium (NH₄⁺), and soluble reactive phosphorus (SRP) concentrations, and denitrification rates. During 2009‐2010, we compared reaches with two‐stage floodplains to upstream reaches with conventional trapezoid design in six agricultural streams. At base flow, these short two‐stage reaches (<600 m) reduced SRP concentrations by 3‐53%, but did not significantly reduce NO₃^? concentrations due to very high NO₃^? loads. The two‐stage also decreased turbidity by 15‐82%, suggesting reduced suspended sediment export during floodplain inundation. Reach‐scale N‐removal increased 3‐24 fold during inundation due to increased bioreactive surface area with high floodplain denitrification rates. Inundation frequency varied with bench height, with lower benches being flooded more frequently, resulting in higher annual N‐removal. We also found both soil organic matter and denitrification rates were higher on older floodplains. Finally, influence of the two‐stage varied among streams and years due to variation in stream discharge, nutrient loads, and denitrification rates, which should be considered during implementation to optimize potential water quality benefits.     

A Geospatial Methodology to Identify Locations of Concentrated Runoff from Agricultural Fields

A geospatial methodology has been developed that utilizes high resolution lidar‐derived DEMs to help track runoff from agricultural fields and identify areas of potential concentrated flow through vegetated riparian areas in the Coastal Plain of Virginia. Points of concentrated flow are identified across 74 agricultural fields within the Virginia portion of the Chesapeake Bay watershed. On average, 70% of the surface area of the agricultural fields analyzed drains through less than 20 m of the field margin, and on average 81% of the field surface area drains through 1% or less of the field margin. Within the riparian buffer, locations that were predicted by the geospatial model to have high levels of concentrated flow were found to exhibit evidence of channelization. Results indicate that flow concentration and channelized flow through vegetated riparian areas may be common along the margin of agricultural fields, resulting in vegetated riparian areas that are less effective at sediment trapping than assumed. Additional results suggest that the regulations governing the location and width of vegetated riparian may not be sufficient to achieve goals for reducing sediment and nutrient runoff from nonpoint agricultural sources. Combined with the increasing availability of lidar‐derived DEMs, the geospatial model presented has the potential to advance management practices aimed at reducing nonpoint source pollution leaving agricultural fields.     

基于污染物削减效果和成本的农业面源污染控制技术优选——以太湖地区为例

农业面源污染控制既要考虑技术对污染物的削减效果,也要兼顾工程建设-运行成本.以我国近20 a来农业(种植业、畜禽养殖业、水产养殖业)面源污染控制具有代表性的73种技术为对象,根据指标(总氮、总磷、氨氮、COD削减率,建设成本,运行成本)完整性等因素初步选择了12种技术,采用层次-灰色关联度法选择兼顾污染物削减率和成本的最适技术.结果表明:种植业污染控制技术中以农田排水植物-微生物复合处理技术为最好,其次是生态拦截沟渠技术;畜禽养殖业面源污染控制技术中以养殖废水土地渗滤处理系统为最好,其次是人工湿地技术;水产养殖业污染控制技术中以组合填料序批式生物膜法为最好,其次是生物-生态复合处理技术.针对太湖地区实际情况,生态拦截沟渠技术更适合该地区农田排水污染控制,土地渗滤处理系统可用于太湖上游地区畜禽养殖业废水处理,组合填料序批式生物膜法可以用于水产养殖排水处理.所提出的层次-灰色关联度法可满足兼顾污染物削减和工程建设-运行成本的面源污染控制技术比选和决策需求.