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《西南农业大学》 2003年
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川中丘陵区农业非点源磷输出及其环境效应

李庆召  
【摘要】: 随着近年来人们对资源与环境问题的日益重视,对于一些养分离子和污染物在土壤中的运移规律方面的研究显得越来越重要,作为极易流失的营养元素磷,更是当今环境学科研究的热点。在以往养分流失方面的研究大多集中在南部一些红壤,黄壤区域,以及北方的褐土、黑土,而有关西南地区的紫色土区域的相关相关研究较为鲜见,尤其是紫色土区域农业生态体系磷素迁移转化方面的研究更是不多。因此本文在中国科学院盐亭农业生态站进行了为期一年(2002.4—2003.4)的定期监测研究,探讨了磷素的农业非点源输出规律。试验通过采集不同时期不同耕作处理(平作、顺坡、垄作)的农田径流水样、水田表层水、地表水样、地下水样以及降雨动态径流水样分析不同形态磷素,揭示不同的土地利用方式下磷素随径流迁移和地下渗漏规律,并结合不同时期的降雨情况计算出该区磷素的非点源输出负荷,经过处理得出以下结论: (1)流域内不同利用方式下磷素非点源输出规律:通过降雨动态水样分析结果表明在该区各形态的磷随地表径流的输出不一定随时间递减。旱地径流输出主要以颗粒吸附态磷素为主。在该区中水田因降雨引起的磷素迁移而造成的非点源污染不可忽视,其磷酸盐随径流的排放浓度在0.06mg/L左右波动,远超过富营养化的警戒线浓度0.02mg/L溶解性磷与磷酸盐的随径流迁移的浓度均在水体富营养化的警戒线。 (2)通过多次静态农田磷素输出以颗粒吸附态为主。全磷输出量不高,但水溶性磷素和磷酸盐的输出浓度对环境的影响应值得重视。由于6月下旬份持续降雨直至7月初,长时间的降雨使得7月4日水样所测得各形态磷含量均高于其它时间的水样。全磷的输出随不同的耕作方式不同而不同。短期降雨:顺坡平作垄作;垄作种植做为水土保持性能比较优越的耕作方式,在长期降雨条件下,其水溶性磷的径流输出将会增大,从而使全磷的输出量相应增加,即长期阴雨天气下,全磷的输出量:顺坡种植、垄作平作。 (3)对集水区内地表水进行 分析,发现注入源是旱地或水田的水体,其磷素含量高于注入源为林地的水体。但在枯水期地表水量减少时,虽然没有外源磷素的输入,但由于内源性磷素 的释放以及本身的浓缩作用,使的水中磷素含量大大增加,因此地表水体中内源 性磷素释放对水体潜在的污染效应引起足够的重视。 N)通过对地下水(水井)定期监测发现磷素对地下水的影响不是很显著, 井周围如果没有长期地表集水。井水中磷素的含量在不同时期波动不大,因此可 以认为其受磷素渗漏污染的影响不大。 u)集水区出口处水样中水溶性磷对全磷的贡献率为44.1%,其次是颗粒态 磷,其对全磷的贡献率为36%,磷酸盐和有机磷对全磷的贡献率则分别为16.7%、 11.7%。说明整个集水区磷素输出形态主要为水溶液性磷。 %)磷素在地表径流及地下渗漏输出特征:通过分析发现磷随地表径流的迁 移浓度与径流量存在一定关系,里开口向下的二次曲线关系,其相关性护一 0.9871。即磷素的输出浓度不是绝对随着单位面积径流量的增加而增加的,随着 径流量的增大磷素的输出浓度在达到一个极值后开始降低;地下渗漏磷素与降雨 量之间也存在类似的关系,即磷素下渗浓度存在极值,它与降雨量之间不是单调 递增关系也是开口想向下的抛物线,其相关系数为kZed.9232。通过对降雨量和 径流量相关分析可以发现,降雨量与单位面积产流量存在在一定关系,其相关系 数 RZ—0.946。 门)根据全年降雨量预测出其产流量,结合李怀恩的平均浓度法,计算出了 旱地径流场非点源磷的年污染负荷为 102.Ind,水田的非点源磷素年输出负荷 是 107.4洲,整个集水区磷素的全年输出量为 11 9609。 综上所述,在川中丘陵区,全磷的非点源输出总体不高。但是,水溶性磷的 输出量对环境造成的影响不可忽视。在该区磷素对地下水污染效应不甚明显,但 磷素对地表水存在潜在的污染效应。
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