香溪河流域農業(yè)面源磷遷移轉化及流失過程特征研究.pdf

1、三峽水庫蓄水運行后，部分支流已出現(xiàn)“水華”現(xiàn)象。由于庫區(qū)人均耕地面積少，化肥農藥過量施用，坡耕地地表徑流及土壤侵蝕引起的氮磷流失是三峽庫區(qū)農業(yè)面源污染及水體富營養(yǎng)化的主要原因。本論文以湖北庫區(qū)香溪河流域典型土壤（紫色土PS、黃壤YS、石灰土CS、黃棕壤YBS）為研究對象，通過資料調研分析、室內模擬試驗及現(xiàn)場監(jiān)測分析，研究了三峽庫區(qū)小流域農業(yè)面源磷遷移機制及流失特征，并由此提出相應的防控措施。研究結果為三峽庫區(qū)水環(huán)境安全、特別是支流水體富

2、營養(yǎng)化流域的治理及庫區(qū)農業(yè)可持續(xù)發(fā)展制定管理措施、建立環(huán)境管理決策支持系統(tǒng)等提供有力依據(jù)。本文主要研究內容和結論如下：
　?。?）采用陳化培養(yǎng)模擬試驗研究了4種類型土壤磷吸持釋放、吸附解吸特征及機制。結果表明在一定環(huán)境條件下（施磷強度、淹水深度、酸雨 pH、有機酸等），不同類型土壤釋磷量均表現(xiàn)為 YS＞CS＞YBS＞PS。對同一類型土壤，施磷量越大、淹水深度越深、酸雨酸性越強，土壤釋磷量越大，且更易向淹水中釋磷。不同環(huán)境條件淹水過

3、程中，土壤磷形態(tài)中 Ca2-P、S/L-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P較 O-P和 Ca10-P更易與淹水發(fā)生交換作用，且各形態(tài)含量變化復雜。Freundlich和Langmuir方程可以較好的擬合土壤磷等溫吸附過程，Elovich方程和雙常數(shù)方程描述4種類型土壤磷吸附解吸動力學較優(yōu)。土壤對磷的吸附和解吸都是吸熱反應，即隨溫度升高土壤對磷的吸附解吸量均逐漸增大。有機酸可以促進土壤磷釋放，降低土壤對磷的吸附，其活化作用隨有機酸濃度提高

4、而增強。綜合土壤流失風險測試指標、固磷指標及磷流失“突變點”臨界值分析表明，4種類型土壤流失風險大小順序表現(xiàn)為PS≥YS＞CS＞YBS。
　?。?）采用室內擾動土模擬降雨試驗，以土柱裝置研究磷滲漏淋失特征，以土槽裝置研究磷地表徑流流失規(guī)律。土柱滲漏液WTP濃度隨著降雨次數(shù)增加，其濃度逐漸減小并趨于穩(wěn)定。其中，淋濾液以 DP為主，而 DRP含量占DP的80％以上。土柱各層STP含量隨降雨次數(shù)增加呈減小趨勢，土柱表層STP含量為最高，

5、隨土層深度遞減。4種類型土壤土柱各層土壤中 IP占60%以上，各層土壤Fe/Al-P遷移轉化最活躍，OP和Ca-P含量相對穩(wěn)定。土槽地表徑流磷和泥沙磷流失量隨降雨強度的增加而增加，而在降雨特征和下墊面特征恒定條件下，土槽坡面磷流失量隨坡度增大而增大，在20°左右出現(xiàn)最大值。而 WTP濃度和SeTP濃度與降雨強度和坡度關系不明顯。不同雨強、坡度和施磷條件下，磷隨泥沙流失量遠大于徑流流失量，均超過流失TP量70%。高施磷強度土槽坡面徑流WT

6、P和泥沙SeTP含量大于平均施磷強度和不施磷土槽，且高施磷強度徑流磷和泥沙磷負荷量均較高。
　　（3）通過現(xiàn)場監(jiān)測2012年自然降雨原位小區(qū)分析三峽庫區(qū)農業(yè)面源氮磷地表徑流流失特征。監(jiān)測小區(qū)地表徑流和泥沙氮磷流失量和流失率在15°左右出現(xiàn)極值，隨徑流水流失的氮磷負荷量要遠小于隨侵蝕泥沙流失氮磷量；徑流水中流失的總氮量要高于總磷量，徑流泥沙中流失的總磷量要高于總氮量。不同類型土壤隨地表徑流流失的氮磷負荷量大小均為 PS＞YS＞CS，