南京市城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)蔬菜生態(tài)系統(tǒng)氮磷循環(huán)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程的加快和城市規(guī)模的擴(kuò)大，城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)農(nóng)業(yè)土壤的功能發(fā)生了一系列變化，由原來(lái)生產(chǎn)糧食為主轉(zhuǎn)為以生產(chǎn)水果蔬菜為主。一方面，它增加了對(duì)城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)土壤的農(nóng)業(yè)污染負(fù)荷，如化肥和農(nóng)藥的施用而導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)化學(xué)物質(zhì)的流失和淋溶等；另一方面，城市中產(chǎn)生的垃圾和廢水也隨之排放到城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)，這些廢棄物中含有大量養(yǎng)分，同時(shí)也含有重金屬等各種有害和有毒物質(zhì)。這些物質(zhì)進(jìn)入城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)土壤和水環(huán)境中，必然會(huì)造成該區(qū)土壤和水環(huán)境的污染，進(jìn)而影響食品質(zhì)量和飲用水

2、水質(zhì)，對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成威脅。因此，研究城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)土壤環(huán)境特征，對(duì)于城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，對(duì)于保護(hù)環(huán)境和提高人類(lèi)生活質(zhì)量，進(jìn)而保證整個(gè)可持續(xù)發(fā)展，具有重要意義。 GLEAMS模型是美國(guó)農(nóng)業(yè)部研發(fā)的用于模擬養(yǎng)分流失、土壤侵蝕和評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染狀況的模型。本文介紹了GLEAMs模型的原理、結(jié)構(gòu)、應(yīng)用條件、發(fā)展歷程，概述了GLEAMS及相關(guān)模型在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用結(jié)果和存在問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用GLEAMS模型模擬了南京市東郊蔬菜生

3、態(tài)系統(tǒng)的氮磷循環(huán)，將二者的主要來(lái)源和去向作了系統(tǒng)的分類(lèi)和量化。模擬結(jié)果表明，每年A田塊氮素的輸入包括化肥施入360kg.hm<'-2>，有機(jī)肥施入899 kg.hm<'-2>，降水與灌溉水引入31kg.hm<'-2>。氮素的輸出途徑主要有：淋溶484kg.hm<'-2>，占總輸入量的37.5％；通過(guò)地表徑流流失33kg.hm<'-2>，占2.56％；作物吸收269kg,hm<'-2>，占20.8％；銨態(tài)氮揮發(fā)178kg.hm<'-2>，

4、占13.8％；反硝化263kg.hm<'-2>，占20.4％；氮素盈余76kg.hm<'-2>，占2.95％；磷的吸收率為15.5％。在B田塊的模擬驗(yàn)證結(jié)果顯示，兩年內(nèi)作物的氮吸收率為21.6％，磷素的吸收率為17.0％，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的肥料利用率較低。 借助GLEAMS模型并基于幾個(gè)代表不同施肥量和灌溉水量的情景，模擬了南京市東郊小型蔬菜生態(tài)系統(tǒng)施肥量對(duì)作物養(yǎng)分元素吸收量的影響?；诓煌┓柿康那榫埃M結(jié)果表明，在研究區(qū)將

5、有機(jī)肥的施入量因地而異地減少到現(xiàn)有施入量的45.2％～53.4％，并且將化肥的施入量減少到13.3％～96.9％，氮素吸收率可提高9.90～14.4個(gè)百分點(diǎn)，磷素吸收率可提高9.60～13.1個(gè)百分點(diǎn)。氮的淋溶量也減少到了原有量的26.5％～37.6％，計(jì)算成本發(fā)現(xiàn)，每公頃蔬菜地可以節(jié)約施肥成本1040元～2200元。 基于不同灌溉水量的情景模擬結(jié)果表明，隨著灌溉水量的減少，硝態(tài)氮淋溶總量逐漸減少，但是淋溶濃度逐漸升高。本研究