基于ArcGIS的區(qū)域尺度稻田降雨徑流氮磷流失負荷估算.pdf

1、稻田氮磷降雨徑流流失是造成我國農業(yè)面源污染的主要原因之一，深入研究稻田氮磷降雨徑流發(fā)生機制和流失特征對流域水環(huán)境保護具有重要意義。本文選取四種典型水稻土作為試驗土壤，開展了不同施肥水平下稻田田面水中氮磷濃度動態(tài)變化規(guī)律的研究，并將定點監(jiān)測結果和數學模擬相結合，構建了不同尺度的稻田降雨徑流氮磷流失負荷估算方法。主要研究結論如下:
　　1)化肥施入水稻土后的第1天田面水中TN、TP濃度達到峰值，峰值濃度與施肥量呈線性相關(R2＞0.9

2、7)，但不同土壤類型下峰值濃度存在差異，特別是TP的差異極其顯著。峰值出現后，不同土壤類型下的田面水TN、TP濃度均以指數形式下降，并最終保持在一個相對較低的穩(wěn)定水平。田面水中TN、TP動態(tài)變化分別可以利用形式為y=(A×P+b)×e-ktc和y=(A×P+b)×e-kt+(c×p+d)的指數方程進行模式表征。
　　2)以田間試驗得到的規(guī)律為基礎，結合稻田“蓄滿產流”原理，建立了田間尺度的稻田降雨徑流氮磷流失負荷估算方法。嘉興和余

3、杭兩個試驗點的驗證結果表明:徑流量、TN及TP流失負荷的模擬值和觀測值吻合度較高，但部分場次降雨的估算結果誤差較大;模式質量評價表明，盡管利用該方法估算存在誤差，但其過程模擬一致性較好，能夠用于對稻田降雨徑流進行模擬。
　　3)基于ArcGIS Engine構建了用于區(qū)域尺度稻田降雨徑流氮磷流失負荷估算的SRLAS系統(tǒng)，并以面上調查為基礎，對輸入參數進行了空間差異化。利用該系統(tǒng)對2008～2012年間的稻田氮磷流失進行模擬，結果顯

4、示杭嘉湖地區(qū)5年平均的稻季降雨徑流TN流失負荷為19.66 kg N/hm2，TP流失負荷0.84 kg N/hm2，分別占氮肥、磷肥平均施用量的6.69％和4.23％。情景分析表明:2008～2012年間，整個地區(qū)在氮磷肥分別減量10％、20％、30％和40％的情況下，TN流失負荷總削減量分別為393.1 t、786.2t、1179.3 t和1572.4 t，平均削減率分別為6.38％、12.76％、19.15％和25.53％;全區(qū)T