長江上游典型紫色丘陵區(qū)面源污染模型.pdf

1、長江上游紫色丘陵區(qū)由于多年農(nóng)業(yè)施肥的積淀、以物理風(fēng)化為主土壤成土過程、高強(qiáng)度的農(nóng)業(yè)耕作方式以及人們對土地索取力度的不斷增加導(dǎo)致該區(qū)以化肥、農(nóng)藥、農(nóng)膜和畜禽廢棄物為主體的農(nóng)業(yè)面源污染日趨嚴(yán)重。在自然和人類活動的干擾及其疊加效應(yīng)下，該區(qū)已成為長江上游水土流失最嚴(yán)重的地帶，是三峽庫區(qū)最主要面源污染來源。然而，迄今的研究更加關(guān)注單一耕作模式在單一時(shí)間段的農(nóng)業(yè)面源污染特征，忽略了不同耕作季節(jié)內(nèi)耕作模式對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染的影響，也極少

2、關(guān)注模型的綜合應(yīng)用效果。因此，本文以紫色丘陵區(qū)典型小流域?yàn)檠芯繉ο?，采用野外調(diào)查、室內(nèi)分析和AGNPS模型分散參數(shù)模擬相結(jié)合的方法，研究了長江上游紫色土丘陵區(qū)面源污染主要污染因子以及模型模擬效果，小流域面源污染物質(zhì)的主要類型及其年度變化規(guī)律，揭示非生長季節(jié)和生長季節(jié)典型種植模式下氮素流失的特點(diǎn)和規(guī)律以及模式之間的氮流失對比，以期為區(qū)域污染控制和合理耕作管理提供科學(xué)依據(jù)。
　　 (1)AGNPS模型可以很好地模擬長江上游典型紫色丘

3、陵區(qū)的徑流氮和磷流失特征，模型檢驗(yàn)的評測指標(biāo)均在30％以內(nèi)，表明了模型參數(shù)的確定基本合適，并顯示了模型在岷江下游某縣小流域的農(nóng)業(yè)面源污染物負(fù)荷估算及評價(jià)的應(yīng)用潛力，為流域的規(guī)劃治理中主要的污染因子和關(guān)鍵污染集水區(qū)的確定及面源污染動態(tài)監(jiān)測提供了一個(gè)定量的工具。
　　 (2)AGNPS模型的敏感性分析覆蓋了地形因子、土壤可蝕性、地表糙度等多方面的因子，在模擬時(shí)，對參數(shù)F、H、I和J等的值分別增加和減少25％和10％，通過模型輸出量在

4、以上參數(shù)取值不同時(shí)的變化，明確各個(gè)參數(shù)的敏感程度，通過參數(shù)的敏感程度找出影響流域面源污染過程的主要參數(shù)因子。對徑流顯示敏感性的參數(shù)只有E和I；E對氮、磷和COD總量都表現(xiàn)出敏感性，參數(shù)E、F、H、I、J、K、L、M和N均對吸附態(tài)的總氮和總磷表現(xiàn)出敏感性，并且除了K值增大，吸附態(tài)的總氮和總磷減少外，隨著其它參數(shù)值的增加，吸附態(tài)的總氮和總磷增大。這些參數(shù)中徑流曲線E尤其重要，當(dāng)它發(fā)生變化時(shí)，模型所有輸出量都將發(fā)生變化，因而對該值的確定和優(yōu)化

5、直接影響模型模擬的效果。
　　 (3)非耕作季節(jié)，紫色農(nóng)耕地均表現(xiàn)出較大的氮、磷流失量，最大分別達(dá)到(0.491±0.079kg·hm-2)和(12.604±1.317×10-3kg·hm-2)。氮的流失量均大于磷的流失量，并且氮、磷主要通過地表徑流流失。不同種植模式間氮、磷流失量有較大的差異，其中生姜種植模式的氮、磷流失量最大，大豆種植模式最小。不完全混合模型可很好應(yīng)用于研究區(qū)域農(nóng)耕地氮、磷流失。模型的有效系數(shù)均達(dá)到0.6以上

6、，其中模擬氮流失的有效系數(shù)高達(dá)0.958。這表明，非耕作季節(jié)農(nóng)耕地氮、磷流失是區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源，不完全混合模型可成為該區(qū)域氮、磷流失預(yù)報(bào)和面源污染控制的重要手段。
　　 (4)基于全年降雨徑流觀測實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析了作物種植模式對地表徑流、滲透水累積量和氮素流失累積的影響。結(jié)果表明，全年不同種植模式下，可溶性氮素流失與地表徑流累積量顯著相關(guān)，顆粒態(tài)氮磷流失土壤流失強(qiáng)度顯著相關(guān)，可溶性氮占地表徑流和滲透水氮素流失的64.61

7、％和85.67％，地表徑流主要以可溶性氮和顆粒態(tài)氮為主，滲透水主要以可溶性氮為主；地表徑流、滲透水累積量為玉米+紅薯＞生姜＞大豆＞紫云英，氮素流失累積量為生姜＞玉米+紅薯＞大豆＞紫云英。在非耕作季節(jié)、作物苗期、生長中期和生長后期，地表徑流、滲透水、土壤流失累積量和氮素流失累積量隨時(shí)間的變化趨勢主要受作物的冠層覆蓋度和冠層到地表的距離的影響。這證明，全年農(nóng)耕地氮素流失是區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染的重要來源，區(qū)域以種植大豆和水稻-紫云英等作物，可有效