改进DNDC模型对紫色土坡耕地磷素迁移模拟的适用性
文献类型：学位论文
| 作者 | 胡鹏程 |
| 答辩日期 | 2020 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 朱波 |
| 关键词 | 紫色土 DNDC模型 模型改进 敏感性分析 磷素迁移模拟 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 土壤学 |
| 其他题名 | Applicability of revised DNDC model to simulation of phosphorus migration on the slope farmland of purple soil |
| 英文摘要 | 四川盆地紫色土丘陵区地处中国地势第二、三阶梯的过渡地带，位于长江上游生态屏障的最前沿，具有特殊的生态敏感性。紫色土坡耕地是四川盆地的主要耕地资源，紫色土耕作频繁，水土流失严重，导致非点源磷素污染问题突出。虽然紫色土非点源磷迁移过程与通量已有较丰富的研究成果，但紫色土坡耕地磷素迁移过程的模拟有待进一步深入。DNDC模型是国际上最成功的生物地球化学过程模型之一，不仅具有坚实的物理化学理论基础，还具有广泛的适用范围。本论文基于DNDC9.5源码，修改完善了DNDC模型的磷素循环模块，并根据盐亭紫色土农业生态试验站的坡耕地长期观测数据对改进模型进行模拟验证，通过预测模拟和敏感性分析获取改进模型中磷素迁移模拟相关的敏感性参数。主要研究结果如下：（1）DNDC模型在国内外具有广泛的应用和验证，但目前还缺乏磷素迁移模拟的研究报道，本文基于DNDC9.5源码，针对该模型磷素迁移模拟功能不足的问题，对模型中磷素迁移的相关模块进行梳理和改进，添加了田块尺度上的土壤侵蚀Rose方程和泥沙中磷素富集方程，构建了磷素随泥沙迁移的模块，并与磷素循环模块进行耦合，最后根据本地化数据进行参数率定和验证，使改进后的DNDC模型具备田块尺度的磷素迁移模拟功能。（2）改进的DNDC模型可以对施肥、翻耕和收割进行很好的响应。施肥后，表层土壤的溶解态磷含量升高，随后因土壤的吸附作用，表层土壤的吸附态磷也会上升；翻耕时，表层土壤与中下层土壤混合后，表层土壤的吸附态磷含量会急剧下降；作物收获时，残留根系和秸秆等会被微生物分解转化为有机态磷，此时土壤表层的有机磷含量会随之升高。（3）改进的DNDC模型在田块尺度模拟中，对地表径流、土壤侵蚀和磷素流失等具有较高的模拟精度，适用于紫色土坡耕地的磷素迁移模拟。在2015-2017年的地表径流模拟结果与实际观测值吻合度较高（NSE：0.82，R2：0.90）；土壤侵蚀量的模拟值接近于观测值（NSE：0.84，R2：0.89）；磷素流失量的模拟值与观测值较吻合（NSE：0.74，R2：0.79）。（4）应用改进的DNDC模型对2018-2019的磷素流失进行模拟，结果表明磷素流失量与年降雨量呈正相关关系。但比较2016年和2018年的模拟结果发现，年降雨量较高的2016年的磷素流失量反而低于年降雨量较低的2018年。可能是由于2015年是丰水年，土壤中磷素流失量高，导致表土中的磷素含量降低，而2017年是极端干旱年，土壤中磷素流失少，土壤中的磷素呈现积蓄现象，因此，导致2016、2018年的磷素流失量与降雨量相关性不显著。（5）对改进的模型进行敏感性分析，结果表明裸地的泥沙携带效率参数的变化会对土壤侵蚀产生较大影响，进而影响磷素的流失量。施肥量的变化会严重影响径流中的磷素流失量，是因为施肥会直接增加土壤表层的磷素含量，从而导致磷素的流失量增加。翻耕深度与磷素的流失量呈负相关关系，主要是因为土壤剖面中，磷素含量从上而下呈递减趋势，当翻耕后，上层高含量的磷素土壤与下层低含量的磷素土壤进行混合后，上层的磷素含量减少，进而导致降雨径流事件中，磷素流失量的减少。另外，坡度是产沙量和磷素流失量的重要影响因子。关键词：紫色土，DNDC模型，模型改进，敏感性分析，磷素迁移模拟 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 93 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/54991]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 胡鹏程. 改进DNDC模型对紫色土坡耕地磷素迁移模拟的适用性[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。