長(zhǎng)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(guó)農(nóng)業(yè)飛速發(fā)展的同時(shí)也出現(xiàn)了一系列的問題:化肥和農(nóng)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(nóng)村地區(qū)的生態(tài)環(huán)境逐步惡化，嚴(yán)重影響到了當(dāng)?shù)厝嗣竦纳婧徒】狄约拔覈?guó)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
　　本文選取我國(guó)中亞熱帶丘陵區(qū)湖南省長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)金井河流域?yàn)檠芯繉?duì)象，利用GIS技術(shù)，合理布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)。本文的目的是:在子流域劃分的基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)計(jì)分析方法分析不同流域水體氮磷養(yǎng)分輸出特征;通過實(shí)地調(diào)查

2、并統(tǒng)計(jì)流域化肥施用量及養(yǎng)殖密度等情況，研究其對(duì)流域水體氮磷輸出的影響;結(jié)合流域土地利用構(gòu)成及景觀格局，探討其對(duì)流域水體氮磷輸出的影響。分析評(píng)價(jià)影響我國(guó)中亞熱帶地區(qū)流域面源污染的重要因素，為農(nóng)業(yè)流域面源污染的防控和治理以及當(dāng)?shù)厝藗兊慕】岛娃r(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)長(zhǎng)沙縣金井鎮(zhèn)金井河流域水體水質(zhì)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(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(biāo)率分別為85.6％和38.0％(TN＞1mg/L，TP＞0.2mg/L)。并且流域水體內(nèi)TN與NH4+-N和NO3--N濃度成極顯著正相關(guān)，相關(guān)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(guān)(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(shí)間的波動(dòng)呈現(xiàn)一定的規(guī)律性。流域內(nèi)TN和NO3--N濃度的變化趨勢(shì)相似，在一年內(nèi)出現(xiàn)兩個(gè)峰值，第一個(gè)峰出現(xiàn)在1月到2月，第二個(gè)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(shì)相似，分別在5到6月份和9到11月份出現(xiàn)兩個(gè)峰值。DP是TP的主要組成形式。流域內(nèi)TN和TP月輸出通量隨時(shí)間變化的波動(dòng)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(gè)明顯的峰值。在我國(guó)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(gè)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(guān)性。在以養(yǎng)殖業(yè)為主的流域中，四個(gè)流域的氮磷養(yǎng)分濃度波動(dòng)性不太明顯，但是基本上都在年底出現(xiàn)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的高濃度值。NH4+-N

6、與TN的變化趨勢(shì)形似，DP與TP的變化趨勢(shì)相似，同時(shí)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(gòu)成與流域水體氮磷濃度之間的相關(guān)關(guān)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(guān)關(guān)系。居民地面積比例與氮素濃度之間存在極顯著的正相關(guān)關(guān)系，而與磷素之

7、間的關(guān)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(guān)關(guān)系。茶園與氮素濃度之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，但是與TP和DP之間卻是負(fù)相關(guān)關(guān)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(guān)性，但是他們之間的關(guān)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(zhì)的重要因素。但是相對(duì)于土地利用構(gòu)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(duì)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)