巢湖流域地下水硝态氮时空分布格局研究

【摘要】：为了探寻巢湖流域地下水硝态氮的时空分布格局,分别于2009年11月23日至12月5日(冬季)、2010年4月10日至21日(春季)和2010年9月4日至13日(夏季)在巢湖流域进行了地下水样的采集和肥料施用、人口分布、土地利用等情况的调查。采用流动注射分析仪对所采集样品的硝态氮含量进行测定。 一、巢湖流域的地下水硝酸盐污染状况还是比较严重的,其中冬季、春季和夏季的地下水硝态氮平均含量分别为7.13mg/L、7.22mg/L和5.82mg/L。全流域地下水硝态氮含量呈现出平原高,山地和丘陵低的特征。平原区的农业集约化程度高,多采用水稻-油菜(或小麦)两季轮作的模式,氮肥的施用量较高;而山区以种植单季稻为主、丘陵区以旱地种植为主,农业集约化程度低,氮肥的施用量也很低。不同土地类型的地下水硝态氮含量差异较为明显,其中村庄和菜地地下水硝态氮含量的平均值、超标率和严重超标率最高,畜禽养殖场的地下水硝态氮含量最低。村庄地下水的高硝态氮含量与庭院蔬菜长期大量地施用肥料以及厕所粪便长期堆积造成的硝态氮渗漏有关。菜地的地下水硝态氮含量普遍偏高也与肥料的过量施用有关。水稻田的地下水的硝态氮含量比旱地低,可能与水稻田灌溉稀释和反硝化作用强烈有关。单季稻田的地下水硝态氮含量比水稻-油菜(或小麦)两季轮作田低,与单季水稻田年施氮量少有关。巢湖流域绿色水稻产区的地下水硝态氮含量低于非绿色水稻产区,也与绿色水稻产区化肥氮的施用量少有关。 二、巢湖流域地下水硝态氮含量的季节变化趋势(采样点相同)为冬季≈春季夏季,其原因是冬季和春季的降水量比夏季低,对地下水硝态氮含量的稀释程度低于夏季。不同土地类型地下水硝态氮含量的季节变化格局不同。地下水硝态氮含量呈现出冬季春季夏季趋势的土地类型是菜地、果园和单季水稻田,具有春季冬季夏季趋势的土地类型是村庄、乡镇、水稻-油菜(或小麦)轮作田和畜禽养殖场,具有春季夏季冬季趋势的土地类型是旱地。绿色水稻产区和非绿色水稻产区地下水硝态氮含量的季节变化趋势为冬季春季夏季。 三、巢湖流域地下水硝态氮含量与化肥氮的施用量呈极显著正相关,与人口密度和耕地面积比例呈显著正相关关系。巢湖流域的地下水硝态氮含量具有随地下水位的下降而降低的趋势,但两者相关性不显著,可能是由于巢湖流域的地下水位很浅,强降水和地表水灌溉很容易使土壤中的硝态氮淋溶到地下水,减弱了土壤对硝态氮的吸附,而导致地下水硝态氮含量随地下水水深的变化梯度不明显。当化肥氮的施用量高于100 kg/hm~2或地下水水位小于9 m(冬季)或3m(春季和夏季)时,农田的地下水硝态氮含量存在超标的潜在危险。