华北半干旱地区农业流域养分分布与迁移过程研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 陆海明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 尹澄清 |
| 关键词 | 流域 养分 分布 迁移 尺度 土壤 地表径流 岸边 亚表层流 非点源 catchment nutrient distribution transfer scale soil surface runoff shallow groundwater riparaian zone non-point source pollution |
| 其他题名 | "Spatial distribution and transfer processes of nutrients from two agricultural semi-arid catchments in North China" |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | " 随着点源污染的逐渐控制，非点源污染对流域水环境质量恶化的贡献日益增 加。于桥水库是天津市重要的饮用水水源地，其周边农业流域的氮磷非点源污染 是水库水体富营养化的重要原因之一。于桥水库地处半干旱气候条件下的华北地 区，高强度的人为活动干扰显著地改变了其周边流域养分的空间分布和地形地貌 特征。本文以于桥水库北岸的桃花寺流域和南岸的曹各庄流域为例，通过近3 年对流域土壤、地表径流和浅层地下水养分含量的监测，比较研究了流域养分的 空间分布，土-水界面磷素迁移，试验小区尺度与流域尺度养分迁移过程和水库 岸边浅层地下水养分含量动态变化，并探讨了不同尺度上养分迁移的主要影响因 素，提出流域非点源污染的控制对策。研究得出以下主要结论： 1. 不同土地利用类型土壤平均养分含量以村庄和果园为最高，靠近村庄的 山坡其次，农田、岸边水位变幅区和林地最低。桃花寺流域养分含量较高区域分 布在流域中上游，曹各庄流域分布在靠近水库的流域下游。 2. 村庄和果园地表径流总氮和总磷浓度最高，总磷浓度以农田为最低，总 氮浓度以山坡和道路最低。试验小区尺度单位面积地表径流养分负荷以葡萄园为 最高，如次降雨事件总磷负荷高达2.82 kg ha-1。地表径流产生的养分在传输过程 中可以被滞留，试验小区尺度次降雨事件中总氮和总磷负荷远高于流域出口处全 年养分负荷，小区尺度的监测结果不能简单上推至流域尺度。 3. 于桥水库地表径流非点源污染主要发生在降雨相对集中的 6-9 月。桃花 寺流域全年地表径流水分和养分输出近50%的负荷产生在1-2 次超过60 mm 的 大暴雨事件中。曹各庄流域水分和养分输出负荷在不同降雨量的降雨事件中相对 比较均匀。桃花寺流域和曹各庄流域年均径流系数分别为0.0016 和0.0132，全 年单位面积总氮输出负荷分别为0.158 kg ha-1 yr-1 和1.048 kg ha-1 yr-1，总磷输出 负荷分别为0.027 kg ha-1 yr-1 和0.561 kg ha-1 yr-1。桃花寺流域非点源污染物主要 来源果园和村庄分布在流域的上游，离受纳水体约1 500 m，曹各庄流域的村庄 和果园位于流域的下游，离水库仅约200 m，桃花寺流域主要污染源与受纳水体 之间较远的距离减少了养分迁移进入水体的风险。桃花寺流域迁移廊道中的小石坝、植被过滤带和干塘等“汇”型结构可以将非点源污染物滞留在传输廊道中， 曹各庄流域道路型传输廊道可以将养分快速地传输到流域出口。两个流域内复杂 的微地形地貌结构如梯田、田埂和坑塘降低流域产流能力的同时减少了非点源污 染物迁移到水体风险。 4. 在降雨季节于桥水库岸边浅层地下水水位高于水库地表水水位，由此形 成的水力梯度可以将岸边硝态氮通过浅层地下水迁移到水库，在非降雨季节岸边 浅层地下水和水库水位之间没有明显的水位差。于桥水库岸边不同土地利用类型 浅层地下水总溶解态氮浓度以农田最高，恢复2 年的林地次之，恢复5 年的岸边 林地和鱼塘边最低，林地中间歇性河流浅层地下水总溶解态氮浓度和恢复2 年林 地相接近。农田、恢复2 年林地浅层地下水氮素主要形态为硝态氮，平均浓度分 别为9.46 mg L-1 和2.18 mg L-1。岸边农田浅层地下水硝态氮进入水库的风险较 高，硝态氮通过鱼塘边浅层地下水途径进入水库水体的风险较低。林地间歇性河 流浅层地下水氮素主要形态为铵态氮，平均浓度为2.19 mg L-1，说明间歇性河流 下存在亚表层流可能是上游非点源污染物向下游运移的重要途径之一。岸边浅层 地下水磷素浓度较低，不同土地利用类型之间差异不显著，溶解态总磷和溶解态 活性磷平均浓度均分别低于0.40 mg L-1 和0.10 mg L-1。 " |
| 学科主题 | 环境化学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-05-19 |
| 源URL | [http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/101]  |
| 专题 | 生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陆海明. 华北半干旱地区农业流域养分分布与迁移过程研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：生态环境研究中心
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