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《西南大学》 2011年
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上海市典型都市农业区域非点源磷素污染特征研究

张旭  
【摘要】:在当前的农业生产中,磷肥的大量投入是造成农田土壤磷流失的一个重要来源,因此也成为了控制流域非点源污染的重点目标。通常情况下,磷素产出和迁移的过程与流域的水文过程是密切相关的。磷主要是通过地表径流和壤中流两种途径进入地表和地下水体。农业面源的磷污染对水环境的恶化起着非常显著的作用,富营养化现象的发生与农田土壤中磷的流失存在着密切的关联。鉴于此,对农田土壤磷素流失进入水体的过程、机理以及控制措施的研究,已日益受到国内外学者的高度关注。 近年来,都市型农业产的安全问题备受人们关注。新场镇果园村位于上海市南汇区,其磷素的迁移转换具有平原都市型农业的典型特征,本文通过地统计学和地理信息系统等方法对新场镇果园村域范围农田土壤、地表水以及地下水中各形态磷素的时间和空间分布规律进行了研究,并对面源污染高发期的典型降雨事件进行了观测,分析磷素随降雨的迁移规律,为上海平原都市农业面源污染治理提供科学依据。研究主要结论如下: (1)果园农田土壤总磷(TP)分布特征:土壤TP的空间分布不均衡,含量相对较低的土壤分布范围最广,约占桃园面积的2/3,主要分布在桃园的中部和西部。含量较高的土壤分布面积最小,呈点状和带状分布在桃园的西南角。土壤TP含量的变异系数是1.14,变异系数和空间分布表明,由于施肥种类、施肥量、施肥习惯和果园管理方式不一致,研究区域不同位置的表土,磷素含量也存在显著差异性。 (2)农田土壤渗漏特征:可溶性磷酸盐的渗漏主要发生在表层,受灌溉或降雨的影响,渗漏强度随土层深度增加而降低。未施磷肥的表层土壤降雨后可溶性总磷浓度逐渐降低。而施磷肥的表层土壤降雨后可溶性总磷显著升高,中层和底层则逐渐降低。研究区土壤可溶性磷含量均较高,超过了富营养化水体磷含量指标(0.02 mg·L-1),其中施肥组表层更加明显,达到了0.7 mg·L-1,由于附近地下水位较高(丰水期通常在1m左右),故农田的大量施肥对地下水的富营养化具有较大的潜在威胁。 (3)村域地下水磷素的时空变化特征:居民区地下水中TP含量最高,果园旁和河道旁次之。18口取样井中TP含量均高于0.4 mg·L-1,低于地面水V类标准,不宜饮用。同时,地下水中可溶性有机磷占总磷的百分比高于50%。居民区地下水中总磷与磷酸盐的季节变化特征明显,且趋势相似:1至3月份含量较低,在4月出现峰值,4至5月期间含量又开始降低,6月至8月期间磷酸盐含量保持平稳而轻微地上升。 (4)村域地表水磷素的时空变化特征:研究区域地表水TP含量超过V类水标准,富营养化比较严重。果园区和居民区磷素全年平均含量并无显著差异,但除去磷素流失严重的5月,其余各月的平均含量差异性显著,表明土地利用方式对果园村地表水磷素的分布有所影响。果园村地表水磷素的季节变化表现为冬季较为稳定,春季逐渐升高,夏秋季节逐渐降低。地表水可溶性磷酸盐占可溶性总磷的比例较小,随径流迁移进入地表水的磷素的主要形态是溶解性的有机磷。 (5)典型降雨事件下磷素输出特征:大雨和暴雨两次降雨事件中磷素输出呈现不同的变化规律,暴雨事件磷素流失以可溶性磷为主,大雨事件磷素流失以颗粒态磷为主,磷酸盐是这两次降雨事件引起土壤可溶性磷素流失的主要形态。在两次降雨事件中,磷素浓度过程线变化幅度明显,响应了流量过程线。大雨情况下,地表径流的输沙速率与地表径流量的变化趋势大体一致;而在暴雨时,它们的变化趋势不一致。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X52

【参考文献】
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