长江流域农业区氮平衡研究

论文摘要

首先,利用1990-2000年长江流域农业区县级统计数据、同期TM遥感影像基础上获取的矢量数据、学术刊物和文献资料上发表的相关数据以及IPCC发布的和其他转换数据等为基本数据源,在建立的农业区氮平衡变化模型的基础上,以GIS技术等为手段,计算长江流域各县从1990年到2000年的氮平衡变化,然后汇总出全流域氮的输入、输出及剩余量。计算结果显示,全流域农业区1990年N的输入量为7.65×106t/a,输出量为4.23×106t/a,剩余量3.42×106t/a,其中进入水体量为2.05×106t/a,残留在土壤中量为1.37×106t/a;到2000年全流域农业区N的输入量为10.22×106t/a,输出量为5.44×106t/a,剩余量4.78×106t/a,其中进入水体量为2.65×106t/a,残留在土壤中量为2.13×106t/a。1990年到2000年长江流域农业区氮输入变化量为2.57×106t/a,氮输出量变化为1.21×106t/a,剩余量变化1.36×106t/a,其中进入水体氮变化量为0.60×106t/a,氮残留在土壤中变化量为0.76×106t/a。研究长江流域氮平衡变化以及对水体污染的影响,分析得出主要由于化学肥料的氮输入变化,重庆、上海、武汉、无锡、南昌、唐河、新野、襄阳、成都、遂宁地区氮进入水体量变化较大,为长江流域农业区水体氮污染重点防治区。为有效地防治长江流域农业区非点源氮污染,可采取最佳管理措施,从源头和径流减少农业非点源氮的产生;并还应借助相应的宣传教育、法规、技术、经济等手段,保证农业非点源氮污染得到有效地控制。其次,利用2001-2005年三峡库区农业区县级统计数据、矢量图,结合以上方法,分析得出三峡库区近年来（2001年、2003年和2005年）氮负荷与三峡水库农业区水体氮污染防治重点区域:长寿区、石柱县、武隆县、江津市、丰都县、巴东县、宜昌县、兴山县和巴南区。最后,利用三峡库区小江上游东河流域2003年1月1日到2004年12月31日逐日气象数据、土地利用类型、土壤类型、DEM等数据,经过SWAT模型营养盐模拟,得出东河流域单位面积上7月、9月表面冲刷NO3较大; 4、7、8、9月有机N负荷较大。经过进一步的验证并对参数进行校准,SWAT模型可推广到三峡库区甚至整个长江流域。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1. 引言
• 1.1 选题背景
• 1.1.1 选题依据
• 1.1.2 选题意义
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 1.4 数据来源与分析
• 1.4.1 数据来源
• 1.4.2 数据分析
• 2. 长江流域概况
• 2.1 自然地理概况
• 2.1.1 地理位置
• 2.1.2 地质地貌
• 2.1.3 土壤植被
• 2.1.4 气候与水文
• 2.2 社会经济概况
• 2.2.1 社会发展概况
• 2.2.2 经济发展概况
• 2.3 生态环境问题
• 2.3.1 水环境问题
• 2.3.2 其它环境问题
• 3. 长江流域农业区氮平衡数据库构建
• 3.1 软硬件环境
• 3.2 基础数据收集
• 3.2.1 统计资料数据
• 3.2.2 氮转换指标体系
• 3.2.3 图形资料数据
• 3.3 构建氮平衡数据库过程
• 3.3.1 构建数据库的一般过程
• 3.3.2 长江流域农业区氮平衡数据库构建
• 3.4 长江流域农业区氮平衡数据库内容
• 3.4.1 按储存格式划分
• 3.4.2 按区划等级划分
• 4. 1990－2000 年长江流域农业区氮平衡变化
• 4.1 数据分析处理方法
• 4.1.1 GIS 技术在非点源氮研究中的应用
• 4.1.2 长江流域农业区氮平衡计算方法
• 4.2 1990－2000 年长江流域农业区氮平衡变化及其时空分布规律
• 4.2.1 1990－2000 年长江流域农业区氮的输入变化
• 4.2.2 1990－2000 年长江流域农业区氮的输出变化
• 4.2.3 1990－2000 年长江流域农业区氮输入到水体变化
• 4.2.4 1990－2000 年长江流域农业区氮肥效率变化
• 4.2.5 1990－2000 年长江流域的氮平衡变化
• 4.3 结果的误差分析
• 4.4 长江流域农业区水体氮污染防治重点区域划分
• 5. 三峡库区农业区氮负荷与平衡变化
• 5.1 三峡库区概况
• 5.1.1 自然概况
• 5.1.2 水环境状况
• 5.1.3 社会经济概况
• 5.2 长江三峡库区农业区氮负荷分析
• 5.2.1 水土流失造成的氮负荷
• 5.2.2 化肥造成的氮负荷
• 5.2.3 农药造成的氮负荷
• 5.2.4 畜禽养殖造成的氮负荷
• 5.3 三峡库区农业区非点源氮负荷与平衡变化规律
• 5.3.1 2001－2005 年三峡库区农业区非点源氮负荷
• 5.3.2 2001－2005 年三峡库区农业区氮的平衡变化
• 5.3.3 2001－2005 年三峡库区农业区氮转移到水体量的变化
• 5.4 三峡库区农业区氮污染防治重点区域划分
• 5.5 三峡库区农业区非点源氮污染防治对策
• 5.5.1 控制三峡库区及以上流域人口的增长
• 5.5.2 加强水体富营养化问题研究
• 5.5.3 大力治理农业非点源污染
• 5.5.4 加强省际断面水质指标的相互协调
• 5.5.5 三峡水库消落带的治理
• 5.5.6 建立专门的环境管理机构进行汇水区综合研究
• 5.5.7 加强库区垃圾处理的资源化建设
• 6. SWAT 模型及其在三峡库区小江流域的应用
• 6.1 SWAT 模型概述
• 6.1.1 SWAT 模型简介
• 6.1.2 SWAT 模型原理
• 6.2 研究区概况
• 6.3 小江流域非点源氮的SWAT 模型模拟
• 6.3.1 数据库构建
• 6.3.2 SWAT 模型模拟过程
• 6.3.3 模型计算结果分析
• 7. 长江流域农业区非点源氮控制对策
• 7.1 长江流域农业非点源氮污染最佳管理措施
• 7.2 控制长江流域农业氮污染的政策措施
• 7.2.1 我国非点源污染管理政策措施
• 7.2.2 长江流域非点源氮污染控制与管理的法律法规
• 7.2.3 长江流域非点源氮污染控制与管理的经济手段
• 7.2.4 长江流域倡导自愿参与和协商合作
• 7.3 控制长江流域农业非点源氮污染建议
• 7.3.1 做好宣传教育工作
• 7.3.2 完善法律制度
• 7.3.3 加强对非点源污染的监测
• 7.3.4 全流域综合治理
• 7.3.5 制定适当的技术标准
• 7.3.6 采用适当的经济手段
• 8. 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 展望
• 参考文献
• 致谢