基于DNDC模型的三峽庫區(qū)小流域氮素動態(tài)模擬——以王家溝流域?yàn)槔?pdf

1、三峽是舉世矚目的水利工程。從三峽工程建成水庫開始蓄水，水體局部的富營養(yǎng)化開始頻繁，甚至出現(xiàn)水華現(xiàn)象。這對庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅。因此，本文以三峽庫區(qū)王家溝小流域?yàn)榛A(chǔ)，應(yīng)用DNDC模型模擬流域土壤氮素的變化規(guī)律特征，分析土壤氮素動態(tài)變化與地表水氮素動態(tài)變化關(guān)聯(lián)性，進(jìn)一步分析土壤養(yǎng)分流失機(jī)理，從而為三峽庫區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、降低面源污染提供理論依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴DNDC模型較好的模擬了王家溝小流域

2、土壤氨態(tài)氮，硝態(tài)氮的動態(tài)變化規(guī)律，同時(shí)也較好地模擬了產(chǎn)量和氣溫，結(jié)果表明模擬之和實(shí)測值相關(guān)性顯著，且相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，說明模型很好的捕捉到了王家溝小流域土壤氮素的動態(tài)變化信息和氣溫、產(chǎn)量的信息。所以，模型已經(jīng)具備了模擬王家溝小流域土壤氮素動態(tài)變化的能力。⑵三峽庫區(qū)小流域土壤氨態(tài)氮、硝態(tài)氮含量是隨著時(shí)間逐漸減小的，且一年之內(nèi)出現(xiàn)兩次波峰，第二次的峰值大于第一次的峰值。這是由于第二次種植期為榨菜，與第一期的種植作物玉米相比，土壤的施肥

3、量較大。所以，導(dǎo)致土壤的氮素峰值較高。在同一土地利用方式下，土壤剖面的氮素含量是隨著土層深度的增加而逐漸減小的。⑶不同土地使用類型的氮素氣體排放含量不等。對于二氧化氮排放量表現(xiàn)為林地＞水田＞旱地＞園地。一氧化氮排放量表現(xiàn)為旱地＞水田＞林地＞園地。氮?dú)夂桶睔猓镒罡?，旱地、園地、林地次之。土壤氮?dú)夂桶睔馀攀菑拇杭鹃_始到夏季末結(jié)束。一氧化氮和二氧化氮排放集中在夏秋季節(jié)。⑷土壤氮素淋溶主要以硝態(tài)氮為主。這是因?yàn)橥寥乐写嬖谙鯌B(tài)氮和銨態(tài)氮，銨態(tài)

4、氮帶有正電荷，容易被土壤吸附，所以不容易隨著降水流失。研究結(jié)果表明，一年之內(nèi)氮素淋失是先升高后降低，是隨著降水而變化而變化。不同土地利用方式下，土壤氮素淋溶含量是不一致的，表現(xiàn)為旱地＞園地＞林地＞水田。⑸土壤與地表水硝態(tài)氮和氨態(tài)氮的含量是變化一致。地表水中的氨態(tài)氮與土壤中氨態(tài)氮的濃度呈極顯著相關(guān)(P＜0.05)，而硝態(tài)氮的濃度相關(guān)性不顯著。⑹各個(gè)土地利用方式下的土壤中氮素收入不均衡。對整個(gè)流域，除園地外，其他土地使用類型氮素是處于盈余狀

5、態(tài)。農(nóng)田的氮素輸入中化肥、秸稈還田、大氣沉降、生物固氮對于氮素輸入的貢獻(xiàn)率為78.3％、16.25％、2.79％、2.53％，表現(xiàn)為化肥＞秸稈還田＞大氣沉降＞生物固氮。可見化肥是養(yǎng)分收入的最大的影響因子。農(nóng)田的氮素輸出中作物收獲、反硝化、徑流輸出對于氮素支出的貢獻(xiàn)率為54.67％、29.78％、15.56％，表現(xiàn)為作物收獲＞反硝化＞徑流輸出。作物吸收是養(yǎng)分收入的最大的影響因子。王家溝流域農(nóng)田氮素收支不平衡，出現(xiàn)了盈余。不同種植系統(tǒng)中，土

6、壤中化肥收入中表現(xiàn)為榨菜＞玉米＞水稻，榨菜達(dá)到了三個(gè)系統(tǒng)化肥總額的66.2％，玉米28.5％，水稻為5.3％。秸稈還田中表現(xiàn)為玉米＞榨菜＞水稻。大氣沉降、生物固氮和農(nóng)藥對于三個(gè)系統(tǒng)的影響表現(xiàn)為榨菜＞玉米＞水稻，但是三者對于三個(gè)系統(tǒng)的的貢獻(xiàn)率為4.97％，不足5％，所以對系統(tǒng)的影響很小。三個(gè)系統(tǒng)作物收獲的氮含量表現(xiàn)為榨菜＞玉米＞水稻，作物收獲對各系統(tǒng)的貢獻(xiàn)率為10.7％、34.0％、55.3％，但是三個(gè)系統(tǒng)中作物對氮肥的利用率卻分別是水稻