南四湖沿岸农业面源污染研究

论文摘要

长期以来,环境保护工作重点放在工业污染防治和城市环境综合整治方面,农业环境保护相对滞后。随着社会、经济的迅速发展,农业环境问题日趋突出,由此引发的水环境污染受到人们越来越多的关注。尤其是近几年,工业点源排放得到一定控制,农业面源污染日益凸显,成为水环境污染的主要来源。本文在国家科技支撑计划“沿湖(南四湖)地区农业面源污染防控与综合治理技术研究(2007BAD87B05)”资助下,根据国内外文献资料和研究进展,调查研究南四湖沿岸农业生产中:化肥施用,畜禽养殖以及生活排污三个方面的基本情况,定量研究南四湖沿岸农业生产中氮、磷的施用量、流失量,并结合GIS和RS清晰的展现沿岸氮、磷流失,明确南四湖沿岸农业生产造成的氮、磷污染状况,为沿湖农业面源污染防控提供数据基础和技术支撑。主要研究内容和取得的成果如下:(1)对南四湖沿岸乡镇的农业基本情况进行调查,搜集农业相关资料和数据。初步了解南四湖沿岸农业种植的施肥、养殖以及污水排放处理情况,明确沿岸面源污染氮磷的三大来源:化肥施用、畜禽养殖和生活排污,选择适当的方法,确定三大来源氮和磷的排放量分别为:种植业氮和磷年排放量:3.64万吨,1.09万吨;畜禽养殖氮和磷年排放量:1.19万吨,0.86万吨;生活污水氮和磷年排放量:0.38万吨和0.10万吨。(2)室内人工模拟降水确定农田土壤氮磷的流失率。根据南四湖的实际土壤、降雨、施肥条件,在人工模拟降水的条件下,探索农田土壤的氮磷流失情况,最终实验得出氮磷的平均流失率分别为8.34%,5.12%。(3)计算沿岸农业面源污染三大来源的氮磷流失量。结合实验以及前人研究成果,确定农田、畜禽养殖和生活排污主要形式的氮磷流失率,计算南四湖沿湖乡镇区划氮磷的流失量:沿岸23个乡镇农业面源总氮流失量7598.07t,总磷流失量2356.27t;其中单位耕地的氮磷流失分别为:0.132t/ha,0.046t/ha。(4)采用USLE模型确定面源污染氮磷流失模数。根据沿岸土壤类型、植被、降雨等资料,借助地理信息系统(GIS)和南四湖的遥感(RS)影像解译为土壤侵蚀各因子赋值;运用GIS空间叠加分析,确定研究区土壤平均流失模数为352.7t/(km2·a ),面源污染的氮磷污染流失模数分别是:氮的流失模数在0～0.91 t/(km2·a )之间,均值为0.606 t/(km2·a),磷的流失模数在0～0.54 t/(km2·a)之间,均值为0.392 t/(km2·a)。(5)南四湖农业面源氮磷污染的防控。综合分析南四湖沿岸面源污染氮、磷的产生和流失以及沿岸氮磷流失的空间分异特征,为南四湖沿岸农业面源污染的防治和管理提供科学依据;加强对沿岸农业面源污染的监测和综合控制研究,改善南四湖水质,保障南水北调工程的顺利开展和南四湖流域的生态环境安全,进而促进整个区域的可持续发展。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 国内外农业面源污染研究进展（文献综述）
• 1.2.1 农业面源污染
• 1.2.2 农业面源污染现状
• 1.2.3 农业面源污染研究进展
• 1.2.4 农业面源污染的防控
• 1.3 研究目的
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 拟突破的难题
• 1.6 创新之处
• 第二章 研究区域概况
• 2.1 研究区域范围
• 2.2 自然地理状况
• 2.2.1 地质形成
• 2.2.2 气候条件
• 2.2.3 自然资源
• 2.2.4 土壤状况
• 2.3 社会经济状况
• 2.3.1 农业概况
• 2.3.2 环境质量状况
• 第三章 南四湖沿岸农业面源污染氮、磷排放量分析
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 调查区域
• 3.2.2 研究方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 种植业氮磷施用量
• 3.3.2 畜禽养殖氮磷排放量
• 3.3.3 生活污水氮磷排放量
• 3.3.4 南四湖沿岸面源污染氮磷产生总量
• 3.4 结论
• 第四章 南四湖沿岸农业面源氮磷流失量及其分布特征研究
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 供试土壤
• 4.2.2 模拟实验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 氮磷流失率
• 4.3.2 氮磷流失量
• 4.3.3 南四湖沿岸农业面源氮磷流失空间分布特征
• 4.4 结论
• 第五章 基于GIS 的沿岸农业面源氮磷计算
• 5.1 引言
• 5.2 USLE 模型介绍
• 5.3 USLE 各参数确定
• 5.3.1 降雨侵蚀参数R
• 5.3.2 土壤可侵蚀性K
• 5.3.3 坡度因子S 和坡长因子L
• 5.3.4 耕作管理因子C 与水土保持因子P
• 5.4 土壤流失模数
• 5.5 面源污染氮磷发生模数
• 5.6 结论
• 第六章 全文结论和建议
• 6.1 全文结论
• 6.2 建议
• 6.2.1 污染源的控制
• 6.2.2 防控研究
• 6.3 研究的不足
• 参考文献
• 致谢
• 附录