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1、都市農(nóng)業(yè)是上海郊區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主導(dǎo)方向。在其發(fā)展過程中,農(nóng)民為了提高產(chǎn)品產(chǎn)量,盲目施用大量的化肥,不僅造成資源浪費(fèi)、土壤氮素利用率低和大量流失,還使得地表水和地下水都受到氮素污染。研究都市農(nóng)業(yè)村域非點(diǎn)源氮素的污染特征,可為都市農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、非點(diǎn)源氮素污染的預(yù)防與控制和水環(huán)境保護(hù)提供理論依據(jù)。
本文以都市農(nóng)業(yè)典型村域-上海南匯新場(chǎng)鎮(zhèn)果園村為研究對(duì)象,通過監(jiān)測(cè)不同土地利用類型下的土壤、地表水和地下水中的氦素含量,研究土壤和水
2、環(huán)境中氮素的空間分布特征,分析了氮素在典型降雨事件中的遷移輸出特征,并運(yùn)用單場(chǎng)降雨流量加權(quán)平均濃度水文子模型(EMC)和水文子模型(SCS),估算了典型降雨條件下果園土壤氮素的輸出負(fù)荷,取得了如下的主要研究成果:
1.氮素污染物在地表水和地下水中的主要存在形態(tài)為硝態(tài)氮;總氮(TN)、硝態(tài)氮(NO3--N)和銨態(tài)氮(NH4+-N)在地下水中的平均含量呈明顯的空間分布格局。具體表現(xiàn)為河道旁地下水中TN的平均濃度最高,氮素污染最
3、嚴(yán)重,而居民區(qū)地下水中TN的平均濃度最低,氮素污染最輕;NO3--N的空間分布特征與TN一致;居民區(qū)地下水中的NH4+-N平均含量顯著高于河道旁和果園旁地下水;亞硝態(tài)氮(NO2--N)的平均濃度在空間分布上具有隨機(jī)性,無顯著空間分布特征;地下水中TN、NO3--N和NH4+-N、NO2--N的平均含量隨時(shí)間變化明顯。總體來說,在降雨較多的季節(jié),氮素在地下水中的平均濃度相對(duì)較高,而在降雨極少時(shí)期相對(duì)較低。果園內(nèi)溝道、環(huán)溝道和河流中TN、N
4、O3--N和NH4+-N的平均含量存在差異,而地表水中TN、NO3--N和NH4+-N的平均含量隨時(shí)間變化明顯。
2.運(yùn)用傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)和地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,研究了該村主要土地利用類型--果園耕作層土壤氮素的空間變異特征。結(jié)果表明果園土壤中TN和NO3--N的變異程度較大,屬強(qiáng)變異性;NH4+-N的變異程度較小,屬中等變異性。TN、NO3--N和NH4+-N的變異函數(shù)的最佳擬合模型均為線性模型,都具有很弱的空間相關(guān)性。NO3--N和
5、NH4+-N含量的空間分布呈斑塊狀;TN含量的空間分布呈斑點(diǎn)狀。
3.顆粒態(tài)氮是暴雨事件引起氮素流失的主要形態(tài),而可溶性氮是大雨事件引起氮素流失的主要形態(tài)。NO3--N是這兩次降雨事件引起土壤可溶性氮素流失的主要形態(tài);氮素形態(tài)和降雨強(qiáng)度、降雨量均會(huì)影響氮素濃度過程線的變化。在兩次降雨事件中,NH4+-N的濃度過程線變化幅度較小,而其它形態(tài)氮素濃度過程線變化明顯,響應(yīng)流量過程線;在暴雨事件中顆粒態(tài)氦控制土壤氮素的流失負(fù)荷,在
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