紫色丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)小流域氮遷移的動(dòng)態(tài)特征及其環(huán)境影響研究.pdf

1、地處長江上游的紫色土丘陵區(qū)是西南農(nóng)業(yè)的主體區(qū)域,同時(shí)也是生態(tài)環(huán)境的敏感區(qū)域。長期以來突出的人地矛盾使得該地區(qū)土地墾殖率高,水土流失嚴(yán)重,肥料利用率低,面源污染加劇。本研究本著保護(hù)長江水資源,有效控制面源氮污染的目的,從不同的時(shí)間尺度(暴雨事件,季節(jié)變換,年際變化)描述紫色土丘陵區(qū)農(nóng)業(yè)小流域內(nèi)氮遷移的過程特征及機(jī)理,同時(shí)調(diào)查氮素遷移對地下水環(huán)境的影響。
　　 對紫色丘陵區(qū)鹽亭截流村小流域2007年3次暴雨徑流的全過程進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測

2、,測定了徑流量及降雨-徑流過程中N形態(tài)、濃度與通量變化。結(jié)果表明,N各形態(tài)濃度曲線與流量曲線趨勢大致相同,總氮(TN)濃度迅速達(dá)到峰值后緩慢下降,而徑流后期又呈上升趨勢,硝態(tài)氮(NN)濃度線總體呈上升趨勢,顆粒態(tài)氮(PN)濃度在徑流過程中迅速達(dá)到峰值后陡然下降,氨態(tài)氮(AN))含量較低且波動(dòng)較小。暴雨徑流氮素遷移前期以PN為主,主要來源于地表徑流,受降雨強(qiáng)度控制。后期以NN為主,可能來源于土壤硝酸鹽隨壤中流淋失。暴雨徑流導(dǎo)致的N流失負(fù)荷

3、巨大,TN平均負(fù)荷4.8 g·m-3。PN負(fù)荷偏向徑流初期分布,表明初期沖刷效應(yīng)明顯,NN負(fù)荷集中分布于徑流后期,表明壤中流匯流貢獻(xiàn)突出。
　　 為研究紫色丘陵區(qū)非點(diǎn)源氮素遷移變化特征,于2005-2007年對鹽亭截流村小流域的典型溝道進(jìn)行研究,分析了氮素濃度與負(fù)荷的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化。溝道自上游到出口氮素濃度下降顯著(P＜0.01),TN、NN、PN、AN與NO2--N濃度分別由12.58,5.3,2.77,1.79和0.54mg·

4、L-1降為2.28,1.29,0.15,0.37和0.11mg·L-1。上游NN和PN分別占TN的52%和30%,是氮素的主要存在形態(tài)。NN是中下游及出口的主要存在形態(tài)。溝道對氮素有一定的持留作用,TN在溝道中的持留量為239.65kg·a-1,NN和PN為氮素的主要持留形態(tài)(分別占TN持留量的52%和28%)。溝道上游是氮素遷移主要的“匯”,持留量占總量的81%。TN釋放量為117.18kg·a-1,釋放形態(tài)以NN為主(占TN釋放量的

5、56%),NN是溝道氮素污染的“內(nèi)源”污染物。溝道是氮素遷移的渠道,NN是主要的遷移形態(tài)。溝道氮素存在明顯的季節(jié)特征與年際差異,雨季濃度較大,干旱年份氮素濃度與輸出負(fù)荷均較小,但溝道NN遷移負(fù)荷較大。
　　 為進(jìn)一步了解氮素遷移對周圍環(huán)境的影響,本研究對流域地下水進(jìn)行了監(jiān)測,著重調(diào)查了淺層地下水中硝酸鹽的動(dòng)態(tài)變化及其影響因素。結(jié)果表明,該地區(qū)地下水硝酸鹽平均濃度為7.67 mg/L,變化范圍2.44-31.16 mg/L。19%