近地表土壤水分条件对坡面农业非点源污染物运移的影响

王笑阳 | -> | 1087| 0| 0.288925MB |近地表土壤水分条件,农业非点源污染物运移,人工模拟降雨,径流过程,泥沙

摘要: 采用人工模拟降雨实验, 研究了近地表土壤水分条件, 尤其是土壤水分饱和条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物运移的影响. 结果表明, 前期近地表土壤水分条件对土壤侵蚀过程中农业非点源污染物的迁移有着很大影响. 饱和含水量时径流及泥沙中非点源污染物的流失浓度和流失量大于非饱和含水量, 且前期近地表土壤含水量越大, 径流及泥沙中农业非点源污染物的流失浓度和流失量越大. 土壤氮素的主要流失途径是降雨所产生的径流, 约占总流失量的901 4%~ 9918%; 土壤磷素的流失途径是降雨径流和侵蚀产沙, 分别占总流失量的2167%~ 2315%和7615%~ 9713%. 同时, 土壤质地对磷素养分的流失有很大影响, 杨凌土随泥沙流失的DP 浓度和流失量均大于安塞黄绵土. 最后, 提出了采取最佳管理措施等控制农业非点源污染的针对性建议.

土壤氮是地表水非点源污染( 面源污染) 的重要氮源, 土壤磷素的流失是水体富养分化的主要原因,其迁移引发的环境问题已引起广泛的关注[ 1~ 4] . 尤其是随着含P 化肥和有机肥应用的不断增加, 农业系统的P 素输入大于输出, 土壤P 素的意义已超出农学意义, 其环境意义变得更为重要, 特别是在种植业和养殖业较为发达的地区, 由于长期过量施用P化肥和有机肥, 导致农田土壤耕层处于富P 状态, 土壤P 通过土壤侵蚀、地表径流、淋溶等途径向水体迁移, 引发受纳水体的富营养化[ 5] . 农田土壤氮、磷随地表径流和侵蚀泥沙向水体迁移是农田氮、磷等农业污染物损失的主要途径之一, 也是造成非点源污染的主要原因[ 6,7] . 发达国家在20 世纪60 年代开始关注非点源污染的研究, 80 年代起进行系统研究,并付诸管理实践. 在我国起步相对较晚, 在早期阶段仅仅是对一些国外非点源模型的修正和简单应用,20 世纪80 年代中期以来, 在天津于桥流域、黄土高原地区等地进行了地表径流氮磷流失研究[ 8, 9] . 90年代中期以来, 注重于农田径流氮磷流失机制的研究[ 10, 11] , 多集中于定性和相关因素方面, 如地表径流、土地利用结构、土壤类型与污染物在土体内的流失迁移及去除机制等[ 12~ 19] .
近年来, 在研究控制农业非点源污染的同时, 人们开始关注土壤水文条件与化学迁移之间的关系.
研究发现, 前期不同近地表土壤水分条件直接决定了降雨-入渗-农业污染物流失过程, 通过对坡面的
土壤侵蚀过程产生不同的影响, 进而影响到农业非点源污染物的迁移过程; 氮、磷等非点源污染的发生与强度很大程度上与水文循环有关系[ 20~ 22] . 已有研究表明[ 6, 23~ 28] , 不同近地表土壤水文条件将对坡面的侵蚀过程产生不同的影响, 进而影响到农业非点源污染物的迁移过程; 特别是土壤水分饱和、壤中流的形成对农业非点源污染有重要贡献, 流域下游接近河床的土壤水分饱和区是流域内养分流失的敏感区. 因此, 查明不同近地表土壤水分条件下可溶性无机氮、磷非点源污染物随径流和泥沙的迁移数量与规律, 不仅对氮、磷非点源污染物流失估算有重要意义, 且对农业非点源污染的防治也具有重要意义.

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