长江流域农牧系统氮素向河流和近海的迁移特征
发布时间：2021-07-05 21:51
农牧系统既是粮食、果蔬和肉蛋奶的主要生产来源,也是水环境氮素污染的主要排放源。在过去几十年中,中国的农牧系统处于快速发展和转型阶段,生产过程造成的水环境代价巨大。长江流域是中国粮油和畜禽产品主产区之一,承担中国约40%的粮食、49%的猪肉及30%的禽蛋产量。由于单位面积畜禽粪尿的氮素负荷及农田养分投入量高,在长江流域独特的地形地貌、发达水系等自然条件的影响下氮素从农牧系统向水体的损失风险高,不仅对流域水质量安全产生威胁,水体氮素营养盐还会随河道迁徙影响下游和近海的水环境。然而,目前对农牧系统中氮素在区域尺度的流动、水环境代价评估和调控策略等方面的研究均处于独立拆分状态,尤其是关于氮素从陆地输入-河流转移-河口输出的全过程流动和转移规律的定量认识和方法研究还有待完善及建立。了解长江流域中氮素从陆地-支流-干流-河口输出的空间迁移规律及其主要污染来源和影响因素,可因地制宜地提出长江流域农牧系统生产和水环境保护协调发展的策略。本文主要研究目的是在子流域尺度建立量化评估农牧系统氮素向河流和近海水环境的迁移特征的方法,提高对氮素从陆地输入-河流转移-河口输出全过程的流动特征和水体氮素营养盐的环境...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
长江流域栅格尺度（0.5°×0.5°）作物面积分布图
西南大学博士学位论文58R2=0.83NSE=0.94图4-7长江流域2012年各省统计数据与WOFOST（WOrldFOodStudy）模型模拟作物单产结果比较图。注：图中的蓝色实线表示1:1线。NSE是Nash-Sutcliffe模型的效率系数。R2是拟合系数。Figure4-7.ComparisonofthecropyieldbyprovincefortheYangtzeRiverbasinbetweenthestatisticaldatasetforChinaandmodelledvaluesfromWOFOSTfortheyear2012(kghm-2year-1).Note：Thebluesolidlineinthegraphindicatesa1:1line.NSEistheNash–SutcliffemodelEfficiencycoefficient.R2iscoefficientofdetermination.WOFOSTisshortforWOrldFOodStudy.表4-6长江流域作物系统氮素输入和河流可溶性无机氮输入量与发表文献的结果比较Table4-6ComparisonofNinputstocropproduction(1000Ggyear-1)anddissolvedinorganicnitrogen(DIN)torivers(1000Ggyear-1)inYangtzebetweenthisstudyandotherstudies.结果年份参考文献作物生产氮素投入量142010（Wangetal.,2017a）16.42010（Wangetal.,2014c）152012（Chenetal.,2016a）182012本文作物生产中向河流损失的DIN量6.42010（Liuetal.,2019）3.02000（Mayorgaetal.,2010）6.82010（Liuetal.,2018a）6.02012本文
，中游干流（Middlestem）、洞庭（Dongting）和鄱阳（Poyang）的中部栅格区域。生猪粪尿的氮素资源的热点区域仅占生猪生产区域面积的10%，但总粪尿中氮素资源占总量的三分之一。牛类的粪尿氮素资源量的热点栅格主要位于中下游区域，例如下游（Downstream）和鄱阳（Poyang）的部分区域。禽类和羊类生产的粪尿氮素资源量高的栅格主要位于下游（Downstream）北部和上游干流（Upperstem）的附近区域。而马类的粪尿氮素资源量则相对较少，栅格之间差异不是很明显。这种畜禽粪尿氮素资源量的空间差异性主要取决于栅格的养殖密度。图5-22012年长江流域不同畜禽动物的粪尿中氮素资源空间分布（0.5°×0.5°）Figure5-2Spatialvariability(0.5°×0.5°)ofnitrogenfromanimalmanureintheYangtzeRiverbasinin20125.3.2长江流域不同动物粪尿中氮素向水体迁移特征2012年长江流域畜禽动物养殖产生的粪尿中氮素资源量总共有1,940GgNyear-1以DIN形态进入了河流水体环境中（图5-3），其中生猪生产为主要污染源，贡献总量的73%，JinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemTotalanimalmanureN(a)AnimalmanureNfrompig(b)AnimalmanureNfromcattle(c)Anim
【参考文献】：
期刊论文
[1]Policy options for Agriculture Green Development by farmers in China[J]. Laurence E.D.SMITH. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2020(01)
[2]在不同蓄水位下三峡库区春季水华特征及趋势分析[J]. 张静,叶丹,朱海涛,胡圣,王英才,唐剑锋,周正. 水生生物学报. 2019(04)
[3]生猪养殖格局变化中的环境风险与防范[J]. 韩冬梅,金书秦,胡钰,吴天龙,陈艳丽. 中国生态农业学报(中英文). 2019(06)
[4]基于多元统计的长江干流荆州断面水质分析[J]. 戴捷,陈丽君,吴先威,王燕,易俊,谢远莎,吴梦霞. 长江大学学报(自科版). 2018(13)
[5]中国农田畜禽粪尿氮负荷量及其还田潜力[J]. 刘晓永,王秀斌,李书田. 环境科学. 2018(12)
[6]面向作物产量和环境双赢的氮肥施用策略[J]. 颜晓元,夏龙龙,遆超普. 中国科学院院刊. 2018(02)
[7]农牧系统氨挥发减排技术研究进展[J]. 曹玉博,邢晓旭,柏兆海,王选,胡春胜,马林. 中国农业科学. 2018(03)
[8]中国农牧系统养分管理研究的意义与重点[J]. 马林,柏兆海,王选,曹玉博,马文奇,张福锁. 中国农业科学. 2018(03)
[9]中国栽培草地氮磷流动空间特征[J]. 魏志标,柏兆海,马林,张福锁. 中国农业科学. 2018(03)
[10]我国有机肥料资源及利用[J]. 牛新胜,巨晓棠. 植物营养与肥料学报. 2017(06)
博士论文
[1]中国农业生产中的养分平衡与需求研究[D]. 刘晓永.中国农业科学院 2018
[2]规模化沼气工程沼液、沼渣减量化及资源化利用研究[D]. 魏泉源.北京化工大学 2014
[3]中国三大粮食作物农田活性氮损失与氮肥利用率的定量分析[D]. 王桂良.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]近十年来重庆三峡库区农业面源污染变化研究[D]. 刘志欣.重庆师范大学 2016
[2]重庆市农业面源污染分析[D]. 杨蓉.西南大学 2009
[3]重庆市畜禽养殖区域环境承载力研究及污染防治对策[D]. 胡雪飙.重庆大学 2006
本文编号：3266891
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：150 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
长江流域栅格尺度（0.5°×0.5°）作物面积分布图
西南大学博士学位论文58R2=0.83NSE=0.94图4-7长江流域2012年各省统计数据与WOFOST（WOrldFOodStudy）模型模拟作物单产结果比较图。注：图中的蓝色实线表示1:1线。NSE是Nash-Sutcliffe模型的效率系数。R2是拟合系数。Figure4-7.ComparisonofthecropyieldbyprovincefortheYangtzeRiverbasinbetweenthestatisticaldatasetforChinaandmodelledvaluesfromWOFOSTfortheyear2012(kghm-2year-1).Note：Thebluesolidlineinthegraphindicatesa1:1line.NSEistheNash–SutcliffemodelEfficiencycoefficient.R2iscoefficientofdetermination.WOFOSTisshortforWOrldFOodStudy.表4-6长江流域作物系统氮素输入和河流可溶性无机氮输入量与发表文献的结果比较Table4-6ComparisonofNinputstocropproduction(1000Ggyear-1)anddissolvedinorganicnitrogen(DIN)torivers(1000Ggyear-1)inYangtzebetweenthisstudyandotherstudies.结果年份参考文献作物生产氮素投入量142010（Wangetal.,2017a）16.42010（Wangetal.,2014c）152012（Chenetal.,2016a）182012本文作物生产中向河流损失的DIN量6.42010（Liuetal.,2019）3.02000（Mayorgaetal.,2010）6.82010（Liuetal.,2018a）6.02012本文
，中游干流（Middlestem）、洞庭（Dongting）和鄱阳（Poyang）的中部栅格区域。生猪粪尿的氮素资源的热点区域仅占生猪生产区域面积的10%，但总粪尿中氮素资源占总量的三分之一。牛类的粪尿氮素资源量的热点栅格主要位于中下游区域，例如下游（Downstream）和鄱阳（Poyang）的部分区域。禽类和羊类生产的粪尿氮素资源量高的栅格主要位于下游（Downstream）北部和上游干流（Upperstem）的附近区域。而马类的粪尿氮素资源量则相对较少，栅格之间差异不是很明显。这种畜禽粪尿氮素资源量的空间差异性主要取决于栅格的养殖密度。图5-22012年长江流域不同畜禽动物的粪尿中氮素资源空间分布（0.5°×0.5°）Figure5-2Spatialvariability(0.5°×0.5°)ofnitrogenfromanimalmanureintheYangtzeRiverbasinin20125.3.2长江流域不同动物粪尿中氮素向水体迁移特征2012年长江流域畜禽动物养殖产生的粪尿中氮素资源量总共有1,940GgNyear-1以DIN形态进入了河流水体环境中（图5-3），其中生猪生产为主要污染源，贡献总量的73%，JinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemJinshaHanMinJialingDongtingWuPoyangDeltaUpperstemDownstreamMiddlestemTotalanimalmanureN(a)AnimalmanureNfrompig(b)AnimalmanureNfromcattle(c)Anim
【参考文献】：
期刊论文
[1]Policy options for Agriculture Green Development by farmers in China[J]. Laurence E.D.SMITH. Frontiers of Agricultural Science and Engineering. 2020(01)
[2]在不同蓄水位下三峡库区春季水华特征及趋势分析[J]. 张静,叶丹,朱海涛,胡圣,王英才,唐剑锋,周正. 水生生物学报. 2019(04)
[3]生猪养殖格局变化中的环境风险与防范[J]. 韩冬梅,金书秦,胡钰,吴天龙,陈艳丽. 中国生态农业学报(中英文). 2019(06)
[4]基于多元统计的长江干流荆州断面水质分析[J]. 戴捷,陈丽君,吴先威,王燕,易俊,谢远莎,吴梦霞. 长江大学学报(自科版). 2018(13)
[5]中国农田畜禽粪尿氮负荷量及其还田潜力[J]. 刘晓永,王秀斌,李书田. 环境科学. 2018(12)
[6]面向作物产量和环境双赢的氮肥施用策略[J]. 颜晓元,夏龙龙,遆超普. 中国科学院院刊. 2018(02)
[7]农牧系统氨挥发减排技术研究进展[J]. 曹玉博,邢晓旭,柏兆海,王选,胡春胜,马林. 中国农业科学. 2018(03)
[8]中国农牧系统养分管理研究的意义与重点[J]. 马林,柏兆海,王选,曹玉博,马文奇,张福锁. 中国农业科学. 2018(03)
[9]中国栽培草地氮磷流动空间特征[J]. 魏志标,柏兆海,马林,张福锁. 中国农业科学. 2018(03)
[10]我国有机肥料资源及利用[J]. 牛新胜,巨晓棠. 植物营养与肥料学报. 2017(06)
博士论文
[1]中国农业生产中的养分平衡与需求研究[D]. 刘晓永.中国农业科学院 2018
[2]规模化沼气工程沼液、沼渣减量化及资源化利用研究[D]. 魏泉源.北京化工大学 2014
[3]中国三大粮食作物农田活性氮损失与氮肥利用率的定量分析[D]. 王桂良.中国农业大学 2014
硕士论文
[1]近十年来重庆三峡库区农业面源污染变化研究[D]. 刘志欣.重庆师范大学 2016
[2]重庆市农业面源污染分析[D]. 杨蓉.西南大学 2009
[3]重庆市畜禽养殖区域环境承载力研究及污染防治对策[D]. 胡雪飙.重庆大学 2006
本文编号：3266891
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