長沙縣金井鎮(zhèn)流域氮磷養(yǎng)分輸出特征以及影響因素.pdf

1、近年來在我國農業(yè)飛速發(fā)展的同時也出現(xiàn)了一系列的問題:化肥和農藥的不合理施用、養(yǎng)殖廢棄物的隨意排放、土地的不合理開發(fā)利用等。從而使得農村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境逐步惡化，嚴重影響到了當?shù)厝嗣竦纳婧徒】狄约拔覈r業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　本文選取我國中亞熱帶丘陵區(qū)湖南省長沙縣金井鎮(zhèn)金井河流域為研究對象，利用GIS技術，合理布設監(jiān)測點進行長期定位監(jiān)測。本文的目的是:在子流域劃分的基礎上，利用統(tǒng)計分析方法分析不同流域水體氮磷養(yǎng)分輸出特征;通過實地調查

2、并統(tǒng)計流域化肥施用量及養(yǎng)殖密度等情況，研究其對流域水體氮磷輸出的影響;結合流域土地利用構成及景觀格局，探討其對流域水體氮磷輸出的影響。分析評價影響我國中亞熱帶地區(qū)流域面源污染的重要因素，為農業(yè)流域面源污染的防控和治理以及當?shù)厝藗兊慕】岛娃r業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。主要研究結果如下:
　　(1)長沙縣金井鎮(zhèn)金井河流域水體水質呈現(xiàn)中度污染，尤其是氮污染。2010年12月至2012年1月所有監(jiān)測點的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析可知，TN、NH4+-N

3、和NO3--N的平均濃度分別是2.94mg/L、1.27mg/L和1.30mg/L，TP和DP平均濃度分別為0.25mg/L和0.17mg/L。TN和TP的超標率分別為85.6％和38.0％(TN＞1mg/L，TP＞0.2mg/L)。并且流域水體內TN與NH4+-N和NO3--N濃度成極顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.97和0.50(p＜0.01，n=140)，TP與DP濃度成極顯著正相關(r=0.96，p＜0.01，n=140)。

4、>　　(2)在以水稻種植業(yè)為主的流域中，氮磷養(yǎng)分濃度隨著水稻種植面積比例的增大而增大，并且其濃度隨時間的波動呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。流域內TN和NO3--N濃度的變化趨勢相似，在一年內出現(xiàn)兩個峰值，第一個峰出現(xiàn)在1月到2月，第二個峰值出現(xiàn)在7月份。NO3--N是TN的主要形式。TP和DP的變化趨勢相似，分別在5到6月份和9到11月份出現(xiàn)兩個峰值。DP是TP的主要組成形式。流域內TN和TP月輸出通量隨時間變化的波動性比較明顯，平均月輸出通量分別

5、為9.2kg·N·hm-2·mon-1和0.67kg·P·hm-2·mon-1，分別在2011年6月和8月出現(xiàn)兩個明顯的峰值。在我國中亞熱帶地區(qū)控制流域水稻種植面積比例小于13％-30％，可以有效防止流域面源污染的發(fā)生。
　　(3)在選取的10個小流域中，除NO3--N外，養(yǎng)殖密度與各種形態(tài)的氮磷均有顯著相關性。在以養(yǎng)殖業(yè)為主的流域中，四個流域的氮磷養(yǎng)分濃度波動性不太明顯，但是基本上都在年底出現(xiàn)持續(xù)時間較長的高濃度值。NH4+-N

6、與TN的變化趨勢形似，DP與TP的變化趨勢相似，同時NH4+-N和DP分別是TN和TP的主要組成形式。以養(yǎng)殖業(yè)為主的流域TN和TP的平均月輸出通量分別為11.8kg·N·hm-2·mon-1和1.0kg·P·hm-2·mon-1。
　　(4)土地利用構成與流域水體氮磷濃度之間的相關關系顯著。水田面積比例和林地面積比例與各種形態(tài)的氮素濃度及TP濃度間均存在顯著的相關關系。居民地面積比例與氮素濃度之間存在極顯著的正相關關系，而與磷素之

7、間的關系卻不顯著。水體面積比例與各種形態(tài)的氮磷濃度之間均存在正相關關系。茶園與氮素濃度之間存在顯著的正相關關系，但是與TP和DP之間卻是負相關關系。
　　(5)景觀水平和斑塊水平上的土地利用格局與流域水體氮磷養(yǎng)分濃度之間的均存在顯著的相關性，但是他們之間的關系隨著土地利用方式和養(yǎng)分種類的不同而不同。在景觀水平上，隨著土地利用類型的分散、土地利用類型數(shù)量的增加、土地利用類型斑塊數(shù)量的增加、斑塊集聚度的增加，流域水體氮素濃度增加。在斑

8、塊水平上，不同土地利用類型的尺度、形狀、邊緣、距離、分布狀況及聚合性等均是影響流域水體水質的重要因素。但是相對于土地利用構成和景觀水平上的土地利用格局來說，斑塊水平上的土地利用格局（PD、LPI、SHMN及ENNMN）對流域水體氮磷養(yǎng)分水平的影響更大。
　　(6)水稻種植、養(yǎng)殖密度、土地利用類型、景觀及斑塊水平上的土地利用格局等均是影響流域水體氮磷輸出的重要影響因素。因此合理控制養(yǎng)殖密度、優(yōu)化肥料施用方式、因地制宜的制定土地利用規(guī)