巢湖流域农业面源污染氮源解析及农艺控制技术研究
发布时间：2021-12-22 22:41
农业面源污染是引起受纳水体水质恶化的重要原因之一,威胁着人类的生产生活安全。但因其排放时间及频率的不确定性、排放区域的广泛性、发生机理的复杂性以及模拟与控制的困难性等特征,而难以得到有效的治理。如何科学地认识并有效地控制农业面源污染已成为当前亟待解决的重大科学与应用问题。巢湖是我国富营养化程度最为严重的淡水湖泊之一,农业面源污染是引起其水质恶化的重要污染源之一,已严重制约了该区域经济、社会的可持续发展。为了有效控制巢湖流域的农业面源污染,开展农业面源污染源解析技术研究并筛选出适域性的控制技术,是当前最现实和最迫切的任务。本研究以巢湖流域为研究单元,通过综合运用野外区域调研、氮氧同位素示踪技术(δ15N和δ18O)、室内化验分析和模型计算等多种研究方法,分析了巢湖典型支流店埠河水系中各形态氮浓度及硝酸盐氮氧同位素特征值的时空变化特征,引入稳定同位素源解析模型（SIAR）识别并定量评价了各污染源对硝酸盐的贡献率,在此基础上,研究了各污染源在源头-沟渠-河道迁移过程中的变化特征。同时,依托农业面源污染长期定位观测基地,系统研究了巢湖流域典型种植模式...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
种硝酸盐源的δ15N和δ18O值范围（Nestleretal.,2011）
巢湖流域农业面源污染氮源解析及农艺控制技术研究19放射状汇入巢湖（张生根,2007），且水系较为发达（图1-2），共有大小河流33条，分别属于杭埠-丰乐河、派河、南淝河-店埠河、柘皋河、白石山河、裕溪河等7条水系，其中杭埠-丰乐河、派河、南淝河和白石天河4条河流占流域径流量90%以上。流域内的土壤主要为第四纪上更新统和全新统粘土、亚粘土，土壤类型主要有水稻土、黄褐土、黄棕壤、紫色土、棕壤、石灰土等。由于特殊的地质构造，巢湖流域被誉为“天然的地质博物馆”，且巢湖地处富磷地质区，磷背景值很高（汪家权等,2010），流域东北部土壤总磷的平均含量为561.94mg/kg（万文华等,2018）。流域内森林景观较为单调，主要有针叶林、阔叶林、杂木林、灌木林、经济林等。农作物主要有水稻、油菜、小麦、玉米、棉花和蔬菜等。图1-2巢湖流域水系图（万文华，2018）Fig.1-2GeographicalLocationonmapoftheChaohuLakeregion（2）社会经济概况巢湖流域是安徽省经济社会发展水平较高地区，处于皖江城市经济带中心地带，是安徽省实施“群圈带”区域发展战略的重要支点，优越的地理位置和丰富的资源使得巢湖流域具有引领安徽省发展、加快安徽崛起的重要作用（王晓媛等,2018）。2013年，流域总人口为761.1万，占全省总人口的10.3%，国内生产总值为4672.91亿元，占全省生产总值的24.5%，第一、二、三产业占比分别为5.29%、55.29%和39.42%。
华中农业大学2020届博士研究生学位论文20（3）土地利用结构巢湖流域是安徽省重要的农业区，土地利用类型主要划分为4大类：耕地、建设用地、林地和水体。巢湖流域土地利用结构以耕地为主，面积为7678.34km2，占流域总面积的57.52%，其中冲田、抒田、旱地和畈田分别占总面积的30.11%、13.58%、6.07%和7.76%；建设用地面积为2508.28km2，占流域总面积的18.79%；林地面积为2174.55km2，占流域总面积的16.29%；水体的占地面积为987.83km2，占流域总面积的7.40%（束邱恺，2016）。图1-3巢湖流域土地利用图（束邱恺，2016）Fig.1-3LanduseoftheChaohuLakeregion1.3.2巢湖水环境现状巢湖是我国长江中下游地区富营养化程度最为严重的淡水湖泊之一（殷福才等,2003），是国家水污染重点治理的水体。巢湖水质的严重恶化已经成为制约区域经济和社会发展的“瓶颈”因素，已对旅游经济、供水安全、渔业资源等均造成很大的影响，巢湖的富营养化治理为世人所关注。巢湖是我国最早进入富营养化湖泊之一，从20世纪80年代开始，巢湖水体的富营养化过程大体上可分为3个阶段：1984-1995年可以认为是巢湖水质恶化的主要阶段，在1990s中期，巢湖水体的氮、磷达到了近30年的峰值；2000-2007年是水质逐步改善阶段，并逐渐恢复到1980s中后期的水平；2008-2013年，巢湖
【参考文献】：
期刊论文
[1]2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议[J]. 张民,史小丽,阳振,陈开宁. 湖泊科学. 2020(01)
[2]坡耕地间作作物群体水土保持耕作措施[J]. 安曈昕,周锋,吴珍珍,和成山,李康,杨友琼,吴伯志. 水土保持研究. 2019(02)
[3]植物篱及过滤带防治水土流失与面源污染的研究进展[J]. 张雪莲,赵永志,廖洪,李晓娜,张国芳,文方芳,刘自飞,张梦佳. 草业科学. 2019(03)
[4]深松和秸秆还田对甘肃引黄灌区土壤物理性状和玉米生产的影响[J]. 温美娟,王成宝,霍琳,姜万礼,杨思存. 应用生态学报. 2019(01)
[5]巢湖流域肥料利用现状分析与对策[J]. 彭浩. 安徽农学通报. 2018(17)
[6]巢湖生态环境现状及保护对策分析[J]. 王晓媛,江波,杨梦斐,毕雪. 人民长江. 2018(17)
[7]农村多水塘系统景观结构对非点源污染中氮截留效应的影响[J]. 李玉凤,刘红玉,刘军志,娄彩荣,王娟. 环境科学. 2018(11)
[8]减肥措施对稻田田面水氮、磷动态变化特征的影响[J]. 吕亚敏,吴玉红,李洪达,雷同,吕家珑. 生态与农村环境学报. 2018(04)
[9]基于稻田控水减排的氮肥运筹试验研究[J]. 晏军,吴启侠,朱建强,张露萍,李继福. 水土保持学报. 2018(02)
[10]水稻控制灌排模式的节水高产减排控污效果[J]. 俞双恩,李偲,高世凯,王梅,孟佳佳,汤树海. 农业工程学报. 2018(07)
博士论文
[1]三峡库区小流域氮磷流失规律与模型模拟研究[D]. 陈成龙.西南大学 2017
[2]东北黑土区典型小流域农业面源污染源解析及防控措施效果评估[D]. 隋媛媛.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[3]浙江省两个典型流域水体污染特征及污染源解析研究[D]. 杨丽萍.浙江大学 2015
[4]长江口潮滩营养动态与稳定同位素指示研究[D]. 王伟伟.华东师范大学 2011
[5]巢湖北岸中东部水土迁移过程及规律研究[D]. 胡宏祥.合肥工业大学 2008
[6]九龙江上游五川流域农业非点源污染研究[D]. 张玉珍.厦门大学 2003
[7]硝化细菌应用技术研究[D]. 张明.华东师范大学 2003
硕士论文
[1]巢湖流域不同尺度单元土地利用方式及其对河流水质的影响研究[D]. 束邱恺.南京农业大学 2016
[2]基于农业面源污染控制下的巢湖流域农业种植结构优化研究[D]. 张鹏.安徽农业大学 2015
[3]巢湖农业面源污染控制措施分析与研究[D]. 汪方兵.安徽农业大学 2015
[4]基于农业面源污染的人工湿地设计研究[D]. 祝鹏.安徽农业大学 2014
[5]秸秆和土壤耕作氮磷动态效应研究及其流失风险评价[D]. 牛永志.南京农业大学 2007
[6]基于WARMF模型的流域非点源污染分析[D]. 孙莉宁.合肥工业大学 2005
本文编号：3547238
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
种硝酸盐源的δ15N和δ18O值范围（Nestleretal.,2011）
巢湖流域农业面源污染氮源解析及农艺控制技术研究19放射状汇入巢湖（张生根,2007），且水系较为发达（图1-2），共有大小河流33条，分别属于杭埠-丰乐河、派河、南淝河-店埠河、柘皋河、白石山河、裕溪河等7条水系，其中杭埠-丰乐河、派河、南淝河和白石天河4条河流占流域径流量90%以上。流域内的土壤主要为第四纪上更新统和全新统粘土、亚粘土，土壤类型主要有水稻土、黄褐土、黄棕壤、紫色土、棕壤、石灰土等。由于特殊的地质构造，巢湖流域被誉为“天然的地质博物馆”，且巢湖地处富磷地质区，磷背景值很高（汪家权等,2010），流域东北部土壤总磷的平均含量为561.94mg/kg（万文华等,2018）。流域内森林景观较为单调，主要有针叶林、阔叶林、杂木林、灌木林、经济林等。农作物主要有水稻、油菜、小麦、玉米、棉花和蔬菜等。图1-2巢湖流域水系图（万文华，2018）Fig.1-2GeographicalLocationonmapoftheChaohuLakeregion（2）社会经济概况巢湖流域是安徽省经济社会发展水平较高地区，处于皖江城市经济带中心地带，是安徽省实施“群圈带”区域发展战略的重要支点，优越的地理位置和丰富的资源使得巢湖流域具有引领安徽省发展、加快安徽崛起的重要作用（王晓媛等,2018）。2013年，流域总人口为761.1万，占全省总人口的10.3%，国内生产总值为4672.91亿元，占全省生产总值的24.5%，第一、二、三产业占比分别为5.29%、55.29%和39.42%。
华中农业大学2020届博士研究生学位论文20（3）土地利用结构巢湖流域是安徽省重要的农业区，土地利用类型主要划分为4大类：耕地、建设用地、林地和水体。巢湖流域土地利用结构以耕地为主，面积为7678.34km2，占流域总面积的57.52%，其中冲田、抒田、旱地和畈田分别占总面积的30.11%、13.58%、6.07%和7.76%；建设用地面积为2508.28km2，占流域总面积的18.79%；林地面积为2174.55km2，占流域总面积的16.29%；水体的占地面积为987.83km2，占流域总面积的7.40%（束邱恺，2016）。图1-3巢湖流域土地利用图（束邱恺，2016）Fig.1-3LanduseoftheChaohuLakeregion1.3.2巢湖水环境现状巢湖是我国长江中下游地区富营养化程度最为严重的淡水湖泊之一（殷福才等,2003），是国家水污染重点治理的水体。巢湖水质的严重恶化已经成为制约区域经济和社会发展的“瓶颈”因素，已对旅游经济、供水安全、渔业资源等均造成很大的影响，巢湖的富营养化治理为世人所关注。巢湖是我国最早进入富营养化湖泊之一，从20世纪80年代开始，巢湖水体的富营养化过程大体上可分为3个阶段：1984-1995年可以认为是巢湖水质恶化的主要阶段，在1990s中期，巢湖水体的氮、磷达到了近30年的峰值；2000-2007年是水质逐步改善阶段，并逐渐恢复到1980s中后期的水平；2008-2013年，巢湖
【参考文献】：
期刊论文
[1]2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议[J]. 张民,史小丽,阳振,陈开宁. 湖泊科学. 2020(01)
[2]坡耕地间作作物群体水土保持耕作措施[J]. 安曈昕,周锋,吴珍珍,和成山,李康,杨友琼,吴伯志. 水土保持研究. 2019(02)
[3]植物篱及过滤带防治水土流失与面源污染的研究进展[J]. 张雪莲,赵永志,廖洪,李晓娜,张国芳,文方芳,刘自飞,张梦佳. 草业科学. 2019(03)
[4]深松和秸秆还田对甘肃引黄灌区土壤物理性状和玉米生产的影响[J]. 温美娟,王成宝,霍琳,姜万礼,杨思存. 应用生态学报. 2019(01)
[5]巢湖流域肥料利用现状分析与对策[J]. 彭浩. 安徽农学通报. 2018(17)
[6]巢湖生态环境现状及保护对策分析[J]. 王晓媛,江波,杨梦斐,毕雪. 人民长江. 2018(17)
[7]农村多水塘系统景观结构对非点源污染中氮截留效应的影响[J]. 李玉凤,刘红玉,刘军志,娄彩荣,王娟. 环境科学. 2018(11)
[8]减肥措施对稻田田面水氮、磷动态变化特征的影响[J]. 吕亚敏,吴玉红,李洪达,雷同,吕家珑. 生态与农村环境学报. 2018(04)
[9]基于稻田控水减排的氮肥运筹试验研究[J]. 晏军,吴启侠,朱建强,张露萍,李继福. 水土保持学报. 2018(02)
[10]水稻控制灌排模式的节水高产减排控污效果[J]. 俞双恩,李偲,高世凯,王梅,孟佳佳,汤树海. 农业工程学报. 2018(07)
博士论文
[1]三峡库区小流域氮磷流失规律与模型模拟研究[D]. 陈成龙.西南大学 2017
[2]东北黑土区典型小流域农业面源污染源解析及防控措施效果评估[D]. 隋媛媛.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[3]浙江省两个典型流域水体污染特征及污染源解析研究[D]. 杨丽萍.浙江大学 2015
[4]长江口潮滩营养动态与稳定同位素指示研究[D]. 王伟伟.华东师范大学 2011
[5]巢湖北岸中东部水土迁移过程及规律研究[D]. 胡宏祥.合肥工业大学 2008
[6]九龙江上游五川流域农业非点源污染研究[D]. 张玉珍.厦门大学 2003
[7]硝化细菌应用技术研究[D]. 张明.华东师范大学 2003
硕士论文
[1]巢湖流域不同尺度单元土地利用方式及其对河流水质的影响研究[D]. 束邱恺.南京农业大学 2016
[2]基于农业面源污染控制下的巢湖流域农业种植结构优化研究[D]. 张鹏.安徽农业大学 2015
[3]巢湖农业面源污染控制措施分析与研究[D]. 汪方兵.安徽农业大学 2015
[4]基于农业面源污染的人工湿地设计研究[D]. 祝鹏.安徽农业大学 2014
[5]秸秆和土壤耕作氮磷动态效应研究及其流失风险评价[D]. 牛永志.南京农业大学 2007
[6]基于WARMF模型的流域非点源污染分析[D]. 孙莉宁.合肥工业大学 2005
本文编号：3547238
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