城郊區(qū)小流域水體氮磷輸出特征及其影響因素.pdf

1、中國城鄉(xiāng)結合部地區(qū)是經濟發(fā)展最迅速,城鎮(zhèn)化發(fā)展建設速度最快的區(qū)域。由于城市工業(yè)“三廢”和生活廢棄物的排放,農業(yè)生產過程中長期高強度化肥和農藥的施用,以及規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖業(yè)廢棄物不經處理直接排放,使城郊區(qū)環(huán)境污染情況非常復雜和嚴重。城郊區(qū)在社會經濟在快速發(fā)展的同時,伴隨的是生態(tài)環(huán)境的惡化,直接影響了當地人民的生存和發(fā)展。
　　 本研究以湖南省長沙縣金井鎮(zhèn)金井河流域為研究區(qū)域,設置20個監(jiān)測點,從2009年12月至2010年11月開始

2、對水體中氮、磷濃度進行為期一年的監(jiān)測。研究分析氮、磷不同季節(jié)上的輸出特征；通過劃分子流域和作用區(qū),探討土地利用對水體氮、磷輸出的影響；通過實地調研居民數量、施肥量、養(yǎng)豬數量等因素研究其對水體氮、磷輸出的影響。最終明確造成流域非點源污染的關鍵因素,為評價和控制農村地區(qū)非點源污染提供科學依據和合理建議,以維持當地環(huán)境質量的可持續(xù)發(fā)展。主要研究結果如下:
　　 (1)對金井河流域土地利用類型和分布格局及其面源污染中的源匯特征進行了分析

3、,結果表明研究區(qū)域內造成污染的源土地面積略小于污染物吸收和轉化的匯用地。絕大部分的源分布在坡度0-5°,距離河道100 m以外范圍內。而匯則分布在>25°的坡度上,表現為匯特征的林地在距離河道100 m的范圍內分布極小。從流域的上游到下游,源面積所占的比例逐漸增大,匯則減小。
　　 (2)金井河流域地表水氮素污染十分嚴重,TN的年均輸出濃度均超過國家地表水質Ⅴ標準,TP濃度基本上低于Ⅰ類標準。通常徑流量較大的子流域氮、磷輸出量也

4、較大。流域氮素輸出量以NO3--N為主。NO3--N在冬季和春季輸出濃度較高；NH4+-N和TN在冬季的輸出濃度顯著高于其它三個季節(jié)；不同子流域TP在不同季節(jié)輸出濃度各不相同。NO3--N的季節(jié)變異系數最小,NH4+-N季節(jié)變異系數最大,TN和TP在不同子流域季節(jié)變異系數各不相同。NO3--N和TN空間變異系數趨勢相同,NO3--N是夏季>冬季=秋季>春季,TN是夏季>冬季>秋季>春季；NH4+-N的空間變異系數是冬季>秋季>夏季>春季

5、；TP是秋季>夏季>春季>冬季。
　　 (3)基于全流域的土地利用類型與氮、磷輸出關系是:林地和水面與氮素輸出呈負相關,水田、旱地和居民地道路與氮、磷輸出呈正相關。影響非點源污染的因子復雜多樣,在地形地貌等條件相似時,一般來講,水田、旱地和居民地面積比例越大,林地和水面面積比例越小,非點源污染越嚴重。在年尺度上,水面對NO3--N的影響最大,旱地對NH4+-N和TN影響最大。在季節(jié)尺度上,在冬季對氮素影響最大的是旱地；在春季對T

6、N影響最大的是林地,TP則是旱地；在夏季對NO3--N和TN影響最大的均是水面；在秋季對NO3--N、TN和TP影響最大的均是水面。
　　 (4)基于所設置的作用區(qū)土地利用結構與水質也表現出了顯著的相關性。在年度上,水體NO3--N年濃度與林地面積變化關系最密切,NH4+-N和TN則是與水面關系最密切,TP與居民地關系最密切。
　　 (5)人口和養(yǎng)豬數量與氮、磷年輸出總量均達到了極顯著的正相關性。施肥量與氮素年輸出量間也

7、表現出極顯著的正相關性。說明隨著人口數、養(yǎng)豬數量和施肥量的增長,流域的氮、磷輸出量也隨之增大。人口數量對NH4+-N的輸出量影響最大,而養(yǎng)豬數量和施肥量對TN輸出量影響最大。
　　 (6)研究表明,土地利用類型的分布格局、化肥施用情況、居民生活和養(yǎng)殖污染物的排放都對流域氮、磷輸出有很大的影響。因此,優(yōu)化流域土地利用格局、指導農民進行科學合理的農事活動、完善居民生活垃圾和養(yǎng)殖場廢水污物的配套處理,是最終實現流域非點源污染的控制的最