縣域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤氮素平衡模擬及其潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價.pdf

1、本文以江蘇省儀征市(北亞熱帶)與江西省余江縣(中亞熱帶)作為研究區(qū)域。采用野外調(diào)查和室內(nèi)分析測試，定點(diǎn)研究和區(qū)域分析數(shù)據(jù)，利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析和GIS空間建模技術(shù)，分析了不同縣域內(nèi)土壤性質(zhì)的時空變異特征、分布狀況及成因；研究了縣域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)表觀氮素平衡狀況；建立了縣域農(nóng)田潛在可溶出氮模型，并開展了縣域尺度上的土壤潛在可溶出氮模擬和驗(yàn)證研究；最后開展了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮素潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價的研究，為我國農(nóng)田養(yǎng)分科學(xué)管理提供理論指導(dǎo)和決策依據(jù)。主要

2、的論文結(jié)論如下： 1)在不同時期的區(qū)域研究結(jié)果中，儀征市與余江縣土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、pH值的空間分布大都表現(xiàn)為強(qiáng)烈的或中等空間自相關(guān)性，說明受區(qū)域性因素影響較大，在2001年余江縣全氮和pH值的空間分布表現(xiàn)為弱空間相關(guān)性，空間漸變性規(guī)律較差，說明受人為因素影響較大。在儀征市，三個時期的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮及兩個時期的土壤pH值(1984、2000年)在空間分布上的總體趨勢是由西北向東南遞增，2004年的pH值呈現(xiàn)為中間的小塊斑狀值低于

3、周邊地區(qū)；在余江縣，1985年的土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量空間分布比較單一；1998和2001年的土壤有機(jī)質(zhì)和全氮空間分布呈中間低南北高的趨勢；三個時期的土壤pH值的空間分布規(guī)律性較差。 總的來說，1984-2004年儀征市的土壤有機(jī)質(zhì)、全氮變化率在大部分地區(qū)呈增加趨勢，pH值的變化率在研究區(qū)域的北部以增加為主，南部沿江地區(qū)呈降低趨勢。余江縣1985-2001年土壤有機(jī)質(zhì)、全氮變化率均有不同程度的增加與降低，增加的區(qū)域都主要分布在研究

4、區(qū)域的南部和北部的丘陵，pH值的變化率在大部分地區(qū)以降低為主。 2)農(nóng)田表觀氮素單位面積耕地年平均收入、支出與盈余量的最大值分別位于儀征市東南角沿江區(qū)域的樸席鎮(zhèn)和余江縣河谷平原的鄧埠鎮(zhèn)；儀征市與余江縣在2000-2005年的表觀氮素平衡都處于增長趨勢，且增長比較平緩。儀征市6年的表觀氮素盈余量大于余江縣的盈余量。余江縣的農(nóng)田表觀氮素盈余量小于余江縣的氮素支出量，而儀征市的氮素盈余量大于儀征市的氮素支出量，說明儀征市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中

5、積累了過多的氮素，對環(huán)境有更大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。 3)綜合利用氣象要素模型與NLEAP礦化模型，與表觀氮素模型相耦合，建立了土壤潛在可溶出氮模型，選擇適用于我國自然條件下的參數(shù)方案，以旱地與水田的氮素循環(huán)為研究對象，模擬了縣域尺度上的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的土壤潛在可溶出氮量，并進(jìn)行了相關(guān)驗(yàn)證。結(jié)果表明：以水田為主的余江縣有機(jī)質(zhì)年平均礦化率低于主要以水田旱地輪作的儀征市，儀征市的水田有機(jī)質(zhì)礦化量小于儀征市旱地有機(jī)質(zhì)礦化量。潛在可溶出氮的結(jié)果中，

6、儀征市土壤潛在可溶出氮含量的高值區(qū)集中在東南部沿江平原的樸席鎮(zhèn)；余江縣可溶出氮含量的高值區(qū)集中在西南部丘陵崗地的楊溪鄉(xiāng)和位于河谷平原的鄧埠鎮(zhèn)。兩個區(qū)域的潛在可溶出氮高值區(qū)都主要聚集在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中心城鎮(zhèn)及周邊城鎮(zhèn)。 4)從農(nóng)田氮素?fù)p失的三個主要途徑(徑流損失、淋溶損失、氣態(tài)損失)入手，篩選出影響氮素盈余的主要因素，通過層次分析法確定影響因素權(quán)重，構(gòu)建氮素潛在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評價模型，并且提出了在表觀氮素盈余量控制下的潛在風(fēng)險(xiǎn)評價法。從風(fēng)險(xiǎn)