基于ArcGIS的區(qū)域尺度稻田降雨徑流氮磷流失負(fù)荷估算.pdf

1、稻田氮磷降雨徑流流失是造成我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的主要原因之一，深入研究稻田氮磷降雨徑流發(fā)生機(jī)制和流失特征對(duì)流域水環(huán)境保護(hù)具有重要意義。本文選取四種典型水稻土作為試驗(yàn)土壤，開(kāi)展了不同施肥水平下稻田田面水中氮磷濃度動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的研究，并將定點(diǎn)監(jiān)測(cè)結(jié)果和數(shù)學(xué)模擬相結(jié)合，構(gòu)建了不同尺度的稻田降雨徑流氮磷流失負(fù)荷估算方法。主要研究結(jié)論如下:
　　1)化肥施入水稻土后的第1天田面水中TN、TP濃度達(dá)到峰值，峰值濃度與施肥量呈線性相關(guān)(R2＞0.9

2、7)，但不同土壤類型下峰值濃度存在差異，特別是TP的差異極其顯著。峰值出現(xiàn)后，不同土壤類型下的田面水TN、TP濃度均以指數(shù)形式下降，并最終保持在一個(gè)相對(duì)較低的穩(wěn)定水平。田面水中TN、TP動(dòng)態(tài)變化分別可以利用形式為y=(A×P+b)×e-ktc和y=(A×P+b)×e-kt+(c×p+d)的指數(shù)方程進(jìn)行模式表征。
　　2)以田間試驗(yàn)得到的規(guī)律為基礎(chǔ)，結(jié)合稻田“蓄滿產(chǎn)流”原理，建立了田間尺度的稻田降雨徑流氮磷流失負(fù)荷估算方法。嘉興和余

3、杭兩個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的驗(yàn)證結(jié)果表明:徑流量、TN及TP流失負(fù)荷的模擬值和觀測(cè)值吻合度較高，但部分場(chǎng)次降雨的估算結(jié)果誤差較大;模式質(zhì)量評(píng)價(jià)表明，盡管利用該方法估算存在誤差，但其過(guò)程模擬一致性較好，能夠用于對(duì)稻田降雨徑流進(jìn)行模擬。
　　3)基于ArcGIS Engine構(gòu)建了用于區(qū)域尺度稻田降雨徑流氮磷流失負(fù)荷估算的SRLAS系統(tǒng)，并以面上調(diào)查為基礎(chǔ)，對(duì)輸入?yún)?shù)進(jìn)行了空間差異化。利用該系統(tǒng)對(duì)2008～2012年間的稻田氮磷流失進(jìn)行模擬，結(jié)果顯

4、示杭嘉湖地區(qū)5年平均的稻季降雨徑流TN流失負(fù)荷為19.66 kg N/hm2，TP流失負(fù)荷0.84 kg N/hm2，分別占氮肥、磷肥平均施用量的6.69％和4.23％。情景分析表明:2008～2012年間，整個(gè)地區(qū)在氮磷肥分別減量10％、20％、30％和40％的情況下，TN流失負(fù)荷總削減量分別為393.1 t、786.2t、1179.3 t和1572.4 t，平均削減率分別為6.38％、12.76％、19.15％和25.53％;全區(qū)T