淮北平原农田地表径流氮磷流失规律及其模拟研究

发布时间：2021-12-30 14:12

　　农田氮磷随地表径流流失是引起日益突出的农业面源污染的主要因素。系统地开展农田氮磷径流流失的田间试验与模拟研究,有助于提高对土壤氮磷随径流迁移机制及其定量描述的认识,对减轻农业面源污染具有重要的理论意义和实用价值。本论文基于自然降雨条件下的野外田间观测试验,分析了不同作物种植模式和施肥模式对农田不同形态氮磷随径流流失的影响。评价和应用EPIC模型讨论农田耕作和施肥管理措施对土壤侵蚀和硝态氮与可溶性磷流失的影响,开发降雨产流预报方法。建立能代表前期降雨在数量和时间上对产流影响的改进SCS模型和构建基于幂函数的土壤侵蚀和氮磷流失预测方法。本研究取得的主要结论和创新点如下：1.作物种植模式显著影响田面水土和氮磷流失量。与小麦-裸地相比,小麦-玉米、小麦-棉花和小麦-大豆分别减少了24%、26%和58%的年均径流量及15%、48%和58%的年均土壤侵蚀量。尽管硝态氮、可溶性氮和总氮浓度最小的处理为小麦-玉米,但氮磷年流失量最小的小麦-大豆处理比小麦-玉米减少了6%的硝态氮流失量、31%的可溶性氮流失量、44%的总氮流失量、60%的可溶性磷流失量和63%的总磷流失量。铵态氮、硝态氮和可溶性氮峰值的... 

【文章来源】：中国水利水电科学研究院北京市

【文章页数】：128 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 农田地表径流氮素流失及其影响因素
        1.2.2 农田地表径流磷素流失及其影响因素
        1.2.3 农田地表径流氮磷流失预测方法与模拟
    1.3 研究目标与主要内容
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 主要研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 田间试验与观测方法
    2.1 田间试验
        2.1.1 试验区概况
        2.1.2 试验处理设计
    2.2 田间观测与测试方法
        2.2.1 田间观测方法
        2.2.2 试验测试方法
    2.3 试验数据处理
第三章 作物种植模式对农田地表径流氮磷流失的影响
    3.1 农田地表径流
    3.2 农田土壤侵蚀
    3.3 不同形态氮素径流流失状况
        3.3.1 氮素浓度
        3.3.2 氮素流失量
        3.3.3 氮素浓度和流失量的时间变化
        3.3.4 氮素浓度的分布与构成
    3.4 不同形态磷素径流流失状况
        3.4.1 磷素浓度
        3.4.2 磷素流失量
    3.5 小结
第四章 不同施肥模式下农田地表径流氮磷流失的规律
    4.1 作物生长和农田地表径流
    4.2 农田土壤侵蚀
    4.3 农田地表径流氮素流失状况
        4.3.1 不同形态的氮素浓度
        4.3.2 不同形态的氮素流失量
    4.4 农田地表径流磷素流失状况
        4.4.1 不同形态的磷素浓度
        4.4.2 不同形态的磷素流失量
    4.5 小结
第五章 农田地表径流氮磷流失的数学模型
    5.1 地表产流模型SCS及其改进
        5.1.1 SCS模型基本原理
        5.1.2 SCS在EPIC模型中的应用
        5.1.3 SCS模型改进及其参数确定
    5.2 土壤侵蚀和氮磷流失的EPIC模型及其数据输入
        5.2.1 EPIC模型的基本原理
        5.2.2 EPIC模型的数据输入
    5.3 土壤侵蚀和氮磷流失的幂函数拟合模型
    5.4 模拟效果评价指标
    5.5 小结
第六章 农田地表产流模拟评价与降雨产流预报方法构建
    6.1 农田地表产流模型的模拟效果评价
        6.1.1 SCS模型与改进的SCS模型
        6.1.2 EPIC的产流子模型
    6.2 降雨产流预报方法的构建
        6.2.1 降雨变化规律
        6.2.2 产流变化规律
        6.2.3 降雨对产流影响的分析
        6.2.4 降雨产流判定关系的建立
    6.3 小结
第七章 农田土壤侵蚀和氮磷流失的模拟验证与应用评价
    7.1 农田土壤侵蚀和氮磷流失的模拟验证
        7.1.1 基于幂函数的估算模型
        7.1.2 基于EPIC模型的模拟
    7.2 基于EPIC模型的农田管理措施的模拟评价
        7.2.1 模拟方案的设计
        7.2.2 耕作管理
        7.2.3 施肥管理
    7.3 小结
第八章 结论与展望
    8.1 主要结论
    8.2 主要创新点
    8.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同施肥模式对春玉米产量、品质与氮肥利用及玉米地氮流失的影响①[J]. 黄涛,荣湘民,刘强,张玉平,谢桂先,彭建伟.  土壤. 2010(06)
[2]平衡施肥及雨强对紫色土养分流失的影响[J]. 林超文,庞良玉,罗春燕,陈一兵,黄晶晶,涂仕华,张鸿.  生态学报. 2009(10)
[3]不同施肥模式对小白菜生长、营养累积及菜地氮、磷流失的影响[J]. 黄东风,王果,李卫华,邱孝煊.  中国生态农业学报. 2009(04)
[4]坡面氮素流失模型的建立与应用[J]. 王建中,刘凌,燕文明.  水电能源科学. 2008(06)
[5]农田地表径流溶解态污染物迁移解析模拟[J]. 童菊秀,杨金忠.  江苏大学学报(自然科学版). 2008(05)
[6]计算CN值及其在黄土高原典型流域降雨-径流模拟中的应用[J]. 李常斌,秦将为,李金标.  干旱区资源与环境. 2008(08)
[7]南京地区水稻田N素径流流失模拟模型[J]. 卞立平,焦隽,李慧,张卫建.  生态与农村环境学报. 2008(03)
[8]模拟降雨条件下农田地表径流与壤中流氮素流失比较[J]. 李恒鹏,金洋,李燕.  水土保持学报. 2008(02)
[9]曲线数值法（SCS模型）在北京温榆河流域降雨-径流关系中的应用研究[J]. 周翠宁,任树梅,闫美俊.  农业工程学报. 2008(03)
[10]坡地自然降雨入渗产流的数值模拟[J]. 张国华,张展羽,左长清,皮晓宇.  水利学报. 2007(06)



本文编号：3558361