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)典型小流域為研究對象，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，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)取值不同時的變化，明確各個參數(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，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)報和面源污染控制的重要手段。
　　 (4)基于全年降雨徑流觀測實驗數(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