三峽庫(kù)區(qū)典型農(nóng)業(yè)小流域氮磷排放負(fù)荷與收支研究.pdf

1、三峽水庫(kù)是舉世矚目的特大型水利工程，自2003年6月開始蓄水后，局部區(qū)域水體富營(yíng)養(yǎng)化頻繁發(fā)生，部分支流甚至發(fā)生了嚴(yán)重的“水華”現(xiàn)象，從而對(duì)庫(kù)區(qū)及下游地區(qū)的水環(huán)境安全及經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了重大現(xiàn)實(shí)威脅。隨著國(guó)家對(duì)庫(kù)區(qū)及長(zhǎng)江上游流域點(diǎn)源污染治理力度的加大，面源污染對(duì)庫(kù)區(qū)水環(huán)境質(zhì)量的影響將變得更為突出。為深入了解庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的發(fā)生特點(diǎn)及發(fā)生強(qiáng)度，在三峽庫(kù)區(qū)涪陵段選擇了一個(gè)地形封閉的、以水稻/玉米-榨菜為主要土地利用類型的典型小集水域

2、-王家溝小流域，對(duì)其農(nóng)業(yè)活動(dòng)及地表水體水質(zhì)進(jìn)行了連續(xù)一年的的調(diào)查監(jiān)測(cè)研究。研究的具體目標(biāo)是：1)了解流域內(nèi)不同地表水體中氮磷濃度的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律；2)掌握流域徑流氮磷的排放動(dòng)態(tài)及負(fù)荷強(qiáng)度；3)比較分析流域農(nóng)田土壤系統(tǒng)的氮磷收支及其對(duì)氮磷面源流失的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 Ⅰ.研究小流域的水質(zhì)超標(biāo)概況
　　 研究期間從流域內(nèi)的溝渠徑流水、堰塘水和井水等不同水體中采集的總共293個(gè)水樣中，有74.7％超過地表水Ⅴ類水質(zhì)總

3、氮標(biāo)準(zhǔn)，而總磷濃度低于Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的占62.1％。表明研究小流域地表水體受氮素(尤其是總氮)污染非常嚴(yán)重，磷素污染則相對(duì)較輕。
　　 Ⅱ.研究小流域內(nèi)不同水體氮磷濃度的比較分析
　　 在研究期間，流域內(nèi)三種水體類型-溝渠徑流水、堰塘水和井水的總氮(TN)濃度范圍分別為0.2～26.4、0.5～16.6和3.3～34.7mgN/l，平均濃度分別為5.9、4.6、11.9mgN/l。在同一采樣日期，井水TN的平均濃度基本上高

4、于溝渠或堰塘水。硝態(tài)氮(NO3--N)是水體氮素的主要組分，其對(duì)溝渠、堰塘和井水TN平均濃度的貢獻(xiàn)率分別為59.5％、55.5％和86.6％；銨態(tài)氮(NH4--N)對(duì)三種水體TN平均濃度的貢獻(xiàn)率則僅分別為3.5％、9.9％和1.1％。溶解性有機(jī)及顆粒態(tài)氮(PON)對(duì)水體TN的貢獻(xiàn)率在11.6～35％之間。因此，研究流域的三種水體中總氮組成均以溶解性無機(jī)氮(尤其是NO3--N)為主，但PON的貢獻(xiàn)也不容忽視。
　　 流域內(nèi)溝渠徑流

5、水、堰塘水和井水三種水體類型的總磷(TP)濃度范圍分別為0.01～3.82、0.01～3.31和0.01～1.93mgP/l，平均濃度分別為0.28、0.32和0.27mgP/l。與水體TN以溶解性無機(jī)氮(DIN)為主相反，水體TP以顆粒態(tài)磷(PP)為主、溶解性磷(DP)為輔，其中，PP占三種水體TP濃度的百分率在59.3％～65.4％之間，DP所占TP濃度百分率則小于41％。
　　 Ⅲ.研究流域徑流氮磷排放負(fù)荷
　　

6、研究流域徑流匯出口的氮磷年排放負(fù)荷總量分別為3985kgN和112kgP，平均單位農(nóng)田面積輸出負(fù)荷分別為61kgN/(hm2.a)和1.7 kgP/(hm2.a)，徑流氮素排放負(fù)荷是磷排放負(fù)荷的36倍。按作物播種生長(zhǎng)季節(jié)計(jì)算，研究流域春夏季水稻-玉米播種與生長(zhǎng)前期氮磷排放負(fù)荷分別占全年總量的80.5％和75.9％，秋冬季榨菜播種和生長(zhǎng)期對(duì)全年氮磷排放總量的貢獻(xiàn)率僅分別為為18.996和23.2％。因此，降低研究流域的農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)水環(huán)境

7、的安全風(fēng)險(xiǎn)，關(guān)鍵在于削減春夏季水稻-玉米播種生長(zhǎng)期土壤氮磷(尤其是氮)的徑流流失。合理配置土地利用分布格局是控制流域土壤氮磷面源污染流失的有效途徑之一。研究表明，流域內(nèi)下部(末端)分布有較多稻田的子集水區(qū)的徑流氮磷排放負(fù)荷比以旱地為主的子集水區(qū)更低，可能是稻田對(duì)中上部旱/坡地流出的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)起到一定的攔截與凈化作用。
　　 Ⅳ.研究流域農(nóng)田土壤系統(tǒng)氮磷收支與徑流氮磷流失的關(guān)系
　　 研究流域農(nóng)田土壤氮磷年平均收入(以純氮或

8、純磷計(jì))分別為819和115 kg/(hm2.a)，支出分別為507和33kg/(hm2.a)，盈余量分別為312和82kg/(hm2.a)?；适┯檬寝r(nóng)田土壤系統(tǒng)氮磷最主要的輸入源，其對(duì)氮磷總收入的貢獻(xiàn)率分別為72.3％和82.9％。其次為作物秸稈還田，對(duì)土壤系統(tǒng)氮磷總收入的貢獻(xiàn)率分別為14.7％和9.2％。流域土壤系統(tǒng)氮磷的主要輸出途徑為作物收獲，分別占氮磷總支出的42.1％和94.8％。徑流排放的氮磷分別占流域氮磷總支出的12.0