農(nóng)田排水溝連接度對氮磷輸出的影響及其景觀格局效應(yīng)評價.pdf

1、海濱灘涂農(nóng)業(yè)開發(fā)利用活動日益增多，不僅喪失了巨大的污染凈化功能，還導(dǎo)致了海濱農(nóng)業(yè)面源污染，成為了沿海水體富營養(yǎng)化或赤潮發(fā)生的重要原因。農(nóng)業(yè)溝渠格局與氮磷輸移及截留凈化關(guān)系密切，僅從單一溝渠的方法無法闡明農(nóng)業(yè)景觀系統(tǒng)溝渠網(wǎng)絡(luò)格局對氮磷輸移及面源污染的影響，需要從多個角度出發(fā)，探討兩者之間的關(guān)系。
　　本文立足面源污染等關(guān)鍵生態(tài)過程安全問題與大規(guī)模灘涂農(nóng)業(yè)開發(fā)現(xiàn)實(shí)，選擇江蘇鹽城典型灘涂墾區(qū)農(nóng)業(yè)景觀及其溝渠網(wǎng)絡(luò)為研究對象，以景觀生態(tài)學(xué)相

2、關(guān)理論方法為指導(dǎo)，在辨明土地利用景觀類型氮磷輸出系數(shù)和排水溝渠廊道氮磷截留效應(yīng)基礎(chǔ)上，構(gòu)建溝渠廊道連接度、農(nóng)業(yè)景觀連接度模型，探討其與氮磷輸移與氮磷截留的關(guān)系，探討耦合氮磷輸移過程和污染控制服務(wù)的景觀格局評價方法，以期深入景觀格局與生態(tài)過程關(guān)系研究，服務(wù)灘涂墾區(qū)和平原水網(wǎng)地區(qū)的農(nóng)業(yè)土地利用規(guī)劃，并為農(nóng)業(yè)景觀系統(tǒng)面源污染安全控制提供科學(xué)參考依據(jù)。研究內(nèi)容和目標(biāo)將具有重要的科學(xué)實(shí)用價值。主要的研究成果如下:
　　(1)研究區(qū)的氮磷輸出

3、具有明顯的時間和空間分布特征。各監(jiān)測點(diǎn)的氮磷濃度總體上呈現(xiàn)出10月雨前＜8月雨前＜10月雨后＜8月雨后的時間變化特征;空間變化特征體現(xiàn)在一支溝與二支溝的氮磷濃度開始都呈上升趨勢，后受土地利用類型變化的影響濃度開始降低。
　　(2)從圖論角度提出并構(gòu)建了溝渠廊道連接度模型，用以描述農(nóng)田溝渠景觀格局促進(jìn)或阻礙氮磷污染物質(zhì)空間擴(kuò)散的程度。模型與監(jiān)測點(diǎn)的氮磷濃度進(jìn)行擬合，結(jié)果表明:支溝尺度的控制點(diǎn)的氮磷輸出與溝渠廊道連接度之間總體上是正相

4、關(guān)。干溝尺度上的氮磷輸出與溝渠廊道連接度之間總體上是負(fù)相關(guān)。說明在不同尺度下，排水溝對氮磷污染物質(zhì)的輸移程度也有所不同。
　　(3)綜合考慮了土地利用類型及其空間分布等因素，提出并構(gòu)建了農(nóng)業(yè)景觀連接度模型。模型與監(jiān)測點(diǎn)的氮磷濃度進(jìn)行擬合，結(jié)果表明:1）支溝和干溝控制尺度下，農(nóng)業(yè)景觀連接度與TN濃度之間均為負(fù)相關(guān)，且擬合結(jié)果都為一元三次方程，說明不同級別的排水溝對TN都有一定的截留效果;2）排水溝對TN的截留效果好于對TP截留效果;

5、3）不同尺度下，排水溝對TN的截留效果也有不同?？傮w為:支溝尺度下排水溝的截留效果最強(qiáng)，干溝尺度次之，總溝由于受外在條件影響，截留效果不顯著。
　　(4)將溝渠廊道連接度與農(nóng)業(yè)景觀連接度相結(jié)合，提出了基于“源匯”理論的農(nóng)業(yè)景觀格局效應(yīng)評價模型。將其與氮磷凈化系數(shù)進(jìn)行擬合，分析結(jié)果表明，農(nóng)業(yè)景觀格局效應(yīng)與氮磷凈化的擬合程度高，且呈正相關(guān)，景觀格局指數(shù)越大，溝渠對面源污染的凈化效果越明顯。說明該模型能夠有效的評估干溝尺度下農(nóng)業(yè)溝渠廊道