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第1章 农业面源污染概论1

1.1农业面源污染及其基本特征1

1.1.1农业面源污染的严重性1

1.1.2农业面源污染特征2

1.2流域农业面源污染物的行为过程2

1.2.1降雨径流过程2

1.2.2土壤侵蚀过程2

1.2.3地表溶质随径流流失过程3

1.2.4土壤中溶质渗漏过程3

1.3农业面源污染研究方法3

1.3.1不同尺度农业面源污染研究方法3

1.3.2农业面源污染模型评估方法6

1.4农业面源污染主要调控技术12

1.4.1农业面源污染控制技术发展瓶颈12

1.4.2农业面源污染防控主流思路14

参考文献15

第2章 不同施肥水平下稻田氮磷流失规律16

2.1降雨产径流控制条件下水稻田氮磷径流流失特征研究16

2.1.1水稻生长期内降雨产径流情况17

2.1.2降雨径流氮磷流失浓度分析17

2.1.3降雨径流氮磷流失形态分析18

2.1.4降雨径流氮磷流失量和流失系数分析19

2.1.5氮磷流失与施肥量和降雨量的关系拟合20

2.2常规农事操作下稻田排水氮素流失负荷21

2.2.1田面水氮素动态行为特征22

2.2.2田间排水氮素流失负荷23

2.3模拟梅雨汛期暴雨下稻田排水磷素流失负荷24

2.3.1模拟暴雨排水磷素流失浓度特征24

2.3.2模拟暴雨排水磷素流失负荷25

2.4稻田氮素侧渗流失强度与负荷27

2.4.1稻田侧渗水量的变化情况29

2.4.2稻田侧渗水赋氮浓度31

2.4.3稻田氮素侧渗通量32

2.4.4稻田氮素侧渗的影响因素33

参考文献34

第3章 主要生物因子对农田氮素转化及流失的影响36

3.1浮萍与藻在杭嘉湖平原稻田的分布及其与氮磷肥的关系36

3.1.1调查区域内稻田田面水浮萍与藻分布38

3.1.2浮萍与藻对氮磷肥施用的响应41

3.1.3田面水NH + 4-N与NO -3 -N浓度变化45

3.2浮萍对田面水尿素水解及溶解态氮磷的影响47

3.2.1浮萍对田面水氮素转化的影响48

3.2.2浮萍对田面水TP与O4 -PP浓度的影响55

3.2.3浮萍对不同粒径无机氮磷的影响57

3.3藻对田面水尿素水解及溶解态氮磷的影响58

3.3.1藻类生长及繁殖过程对田面水氮素转化的影响60

3.3.2藻类生长与繁殖过程对田面水磷素转化的影响63

3.3.3藻类死亡及降解过程对田面水氮素转化的影响64

3.3.4藻类死亡及降解过程对田面水磷素转化的影响68

3.4浮萍对稻田氨挥发的影响及对氮素的吸收与释放量69

3.4.1田间试验田面水总氨浓度70

3.4.2田间试验田面水主要理化性质71

3.4.3田间试验氨挥发74

3.4.4田间试验水稻生物量、产量及氮含量75

3.4.5 15 N模拟实验田面水中NH +4 -N浓度76

3.4.6 15N模拟实验浮萍生长速率及总氮浓度77

3.4.7 15N模拟试验田面水pH与温度78

3.4.8 1N模拟实验田面水非解离态氨浓度79

参考文献81

第4章 稻田生态系统中土壤氮素迁移转化模型研究84

4.1稻田氮素迁移转化过程定量研究的进展及问题84

4.1.1稻田氮素迁移转化模型84

4.1.2氮素各迁移转化过程的模型86

4.2稻田氮素多维通量模型构建及验证96

4.2.1 SWNRICE模型主要结构96

4.2.2模型验证方法100

4.2.3模型主要界面102

4.2.4模型参数校准102

4.2.5模型结果验证106

4.2.6模型灵敏度分析107

参考文献108

第5章 复杂平原水网区氮磷流失负荷SWAT模型应用109

5.1 SWAT模型基本概况109

5.1.1 SWAT模型的发展109

5.1.2 SWAT模型原理110

5.1.3 SWAT模型的功能110

5.1.4 AVSWAT系统113

5.2模型的调试与程序流程114

5.2.1模型程序构成分析114

5.2.2模型的运行与调试116

5.3模型的参数率定和验证118

5.3.1模型参数的敏感性分析118

5.3.2模型率定和验证119

5.3.3径流参数率定及验证120

5.3.4营养物浓度125

5.4 SWAT模型在研究区域的模拟研究126

5.4.1对淹水稻田的氮磷流失模拟126

5.4.2对油菜田的径流进行模拟126

5.4.3降雨径流氮磷流失负荷126

5.4.4氮污染负荷的计算129

参考文献131

第6章 杭嘉湖平原区农田氮磷面源负荷的 GIS分析平台构建132

6.1区域基本概况132

6.1.1地理位置132

6.1.2自然环境特征133

6.2区域氮磷流失空间分析平台构建134

6.2.1大田定位试验134

6.2.2面上调查138

6.2.3 3S技术应用139

6.2.4地统计方法141

6.2.5工作环境和数据源142

6.2.6数据预处理144

6.3杭嘉湖平原区淹水稻田氮素径流流失研究146

6.3.1淹水稻田降雨径流研究146

6.3.2淹水稻田径流氮素浓度研究149

6.3.3淹水稻田氮素径流流失负荷估算151

6.4杭嘉湖平原区油菜田氮磷径流流失研究156

6.4.1降雨径流及其氮磷流失估算156

6.4.2土壤流失及其氮磷流失量估算161

6.4.3两种方法的结果比较173

参考文献174

第7章 千岛湖林地型流域氮磷流失负荷AnnAGNPS模型估算176

7.1流域基本概况176

7.1.1自然环境状况176

7.1.2社会与经济发展现状178

7.1.3生态环境现状179

7.2典型地块氮磷污染物输出变化规律180

7.2.1降雨量及其分布181

7.2.2不同利用方式坡地径流中氮流失特征182

7.2.3不同利用方式坡地径流中磷流失特征183

7.2.4降雨对径流氮、磷浓度的影响184

7.3流域农业面源污染物输出总量计算186

7.3.1 AnnAGNPS模型简介187

7.3.2 AnnAGNPS模型结构188

7.3.3模型机理189

7.3.4模型输入参数193

7.3.5 AnnAGNPS模型在千岛湖流域的应用195

7.3.6千岛湖流域数字地形图和河道系统图197

7.3.7 AnnAGNPS模型验证198

7.3.8氮磷污染负荷199

7.3.9氮磷污染物多年输出量模拟202

参考文献204

第8章 颜公河、大嵩江小流域氮磷面源污染排放AnnAGNPS模型估算206

8.1流域基本概况206

8.1.1流域地理位置206

8.1.2流域基本特征208

8.1.3流域污染源调查210

8.2流域农业氮磷面源污染模拟计算216

8.2.1 AnnAGNPS在颜公河、大嵩江流域的应用216

8.2.2模拟计算结果分析221

8.2.3计算结果验证225

8.3流域内氮磷污染物排放总量研究226

8.3.1颜公河流域污染负荷总量226

8.3.2大嵩江流域污染负荷总量228

8.3.3流域内面源污染特点及问题分析229

参考文献230

第9章 基于肥料硝化抑制剂对农田氮素流失源头阻控机制232

9.1不同作用因子下DMPP对氮素转化的影响232

9.1.1不同施肥水平下的氮素转化动态233

9.1.2不同土壤含水量下的氮素转化动态236

9.1.3不同C/N比有机物下的DMPP尿素氮素转化动态239

9.1.4添加DMPP对尿素中氮素转化的动态影响242

9.2 DMPP对氮素垂直迁移及降低淋溶损失研究245

9.2.1不同深度土壤水中铵态氮的含量变化246

9.2.2不同深度土壤水中硝态氮的含量变化248

9.2.3不同深度土壤水中亚硝态氮含量的变化250

9.2.4不同深度土壤水中Nmin含量的变化250

9.2.5不同深度土壤硝化率的变化252

9.2.6不同深度土壤剖面残留氮素浓度变化254

9.2.7渗漏前后不同深度土壤剖面pH变化254

9.3 DMPP对菜地土壤氮素淋失的影响255

9.3.1土壤氮素淋失的动态变化256

9.3.2土壤氮素淋失量的动态变化258

9.3.3土壤氮素形态的动态变化261

9.3.4不同土壤剖面的无机氮含量分布264

9.3.5氮素的利用率及对蔬菜产量和硝酸盐含量的影响264

9.4 DMPP对稻田氮素形态迁移转化及径流影响266

9.4.1田面水中氮素含量的动态变化267

9.4.2氧化层土壤氮素含量的动态变化272

9.4.3 DMPP对田面水的pH及电导率的影响276

9.4.4 DMPP对水稻生物学性状及土壤氮利用和残留影响分析278

9.5 DMPP对旱地土壤氮素径流输出的影响279

9.5.1 DMPP对土壤铵态氮流失的动态影响280

9.5.2 DMPP对土壤硝态氮流失的动态影响281

9.5.3 DMPP对土壤亚硝态氮流失的动态影响282

9.5.4 DMPP对土壤无机氮流失的动态影响282

9.5.5径流水样中氮素含量的形态分析284

9.6 DMPP对氨挥发的影响286

9.6.1不同施肥水平对氨态氮素流失的影响287

9.6.2不同土壤类型对氮挥发损失的影响288

9.6.3添加不同C/N比有机物对氨态氮流失的影响290

9.6.4不同土壤水分含量对氨态氮流失的影响290

参考文献292

第10章 灌溉模式创新与应用294

10.1零排水模式下稻田田面水氮素变化与截留294

10.1.1水稻田田面水氮素浓度特征296

10.1.2田面水中氮素形态变化298

10.1.3田面水中氮素负荷299

10.1.4优化灌排管理方式减少氮素流失301

10.2水稻生态灌溉技术研究对污染物源头阻控的影响302

10.2.1稻田灌溉模式对田间排水水质的影响302

10.2.2稻田灌溉模式对田间污染物排放量的影响305

10.2.3稻田灌溉模式对田间排放污染物净负荷的影响307

10.3稻田生态灌溉处理农村生活污水除磷试验研究309

10.3.1水稻产量对不同处理的响应310

10.3.2稻田田面水COD浓度变化311

10.3.3稻田田面水磷素浓度分析312

10.3.4稻田田面水总磷负荷分析315

10.4稻田生态灌溉处理农村生活污水脱氮的研究318

10.4.1不同处理水稻产量321

10.4.2稻田田面水COD浓度变化322

10.4.3稻田田面水氮素浓度分析323

10.4.4稻田田面水氮素形态分析325

10.4.5稻田田面水总氮负荷分析327

10.5农田生态灌溉与生态施肥耦合创新的应用技术330

10.5.1水肥管理对稻田氮磷流失削减规律333

10.5.2水肥管理对水稻产量及部分生理学参数影响规律研究338

10.5.3水肥管理存在的技术瓶颈与展望339

参考文献340