紅壤坡耕地氮磷輸出與控制研究

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 坡耕地水土流失與面源污染 1
1.1.1 坡耕地水土流失現(xiàn)狀及危害 1
1.1.2 農(nóng)業(yè)面源污染研究 5
1.2 坡耕地氮磷遷移規(guī)律及影響因素 12
1.2.1 坡耕地氮素的遷移規(guī)律及影響因素 13
1.2.2 坡耕地磷素的遷移規(guī)律及影響因素 18
1.3 農(nóng)業(yè)面源污染物氮磷輸出控制研究 21
1.3.1 水土流失治理 22
1.3.2 科學(xué)施用化肥和農(nóng)藥 22
1.3.3 合理灌溉 23
1.3.4 培肥耕作制度 23
1.3.5 農(nóng)田緩沖帶 23
1.3.6 濕地去除作用 24
1.3.7 生物質(zhì)土壤改良劑控制作用 24
1.4 存在的問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì) 25
1.5 研究區(qū)域概況 27
1.5.1 云南昆明概況 27
1.5.2 松華壩水源區(qū)迤者小流域概況 29
1.5.3 云南玉溪澄江概況 34
1.5.4 撫仙湖尖山河流域概況 36
第2章 松華壩水源區(qū)迤者小流域坡耕地氮磷輸出及面源污染負(fù)荷特征 47
2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 48
2.1.1 布設(shè)不同地類徑流小區(qū) 48
2.1.2 布設(shè)不同施磷措施下的徑流小區(qū) 48
2.1.3 試驗(yàn)采樣 50
2.1.4 樣品測(cè)定 52
2.1.5 模型選擇 52
2.2 坡面地表徑流磷素流失特征 63
2.2.1 磷素流失濃度差異 63
2.2.2 磷素流失形態(tài)特征 68
2.2.3 磷素流失量差異 70
2.3 水文條件對(duì)坡面地表徑流磷素的影響 75
2.4 施肥條件對(duì)坡面地表徑流磷素流失的影響 79
2.5 應(yīng)用 AnnAGNPS模型計(jì)算流域面源污染年負(fù)荷量 81
2.5.1 AnnAGNPS模型參數(shù)準(zhǔn)備 81
2.5.2 模擬結(jié)果分析 86
2.5.3 模型驗(yàn)證 90
2.6 討論 91
本章小結(jié) 92
第3章 撫仙湖尖山河流域典型地類坡面地表徑流氮、磷輸出規(guī)律 95
3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 96
3.1.1 試驗(yàn)地的選取與坡面小區(qū)布置 96
3.1.2 試驗(yàn)樣品采集與數(shù)據(jù)觀測(cè) 98
3.2 降雨及典型地類坡面的產(chǎn)流產(chǎn)沙特征 99
3.2.1 降雨特征 99
3.2.2 地表產(chǎn)流量 102
3.2.3 侵蝕產(chǎn)沙量 105
3.2.4 降雨與產(chǎn)流產(chǎn)沙之間的關(guān)系 108
3.3 不同地類地表徑流中面源污染物輸出規(guī)律 110
3.3.1 地表徑流面源污染物氮磷濃度輸出特征 110
3.3.2 地表徑流面源污染物氮磷的輸出總量特征 114
3.4 不同地類泥沙中面源污染物氮磷輸出與泥沙養(yǎng)分的富集規(guī)律 120
3.4.1 坡面侵蝕產(chǎn)沙中的面源污染物氮磷的輸出特征 120
3.4.2 坡面侵蝕泥沙養(yǎng)分富集特征 124
3.4.3 土壤養(yǎng)分與徑流及泥沙中面源污染物輸出的關(guān)系 125
3.5 不同地類坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙量與氮磷輸出特征的關(guān)系 126
3.6 討論 127
本章小結(jié) 129
第4章 等高反坡階整地與施肥對(duì)烤煙地徑流氮磷輸出的影響 132
4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 133
4.1.1 試驗(yàn)材料的選取 133
4.1.2 試驗(yàn)地布置 134
4.1.3 整地方式及施肥處理 134
4.1.4 野外定位觀測(cè)與樣品采集 136
4.1.5 室內(nèi)試驗(yàn)方法 138
4.2 施肥及整地下的烤煙地坡面地表產(chǎn)流產(chǎn)沙特征 139
4.2.1 產(chǎn)流產(chǎn)沙量 139
4.2.2 產(chǎn)流產(chǎn)沙與降雨強(qiáng)度 141
4.3 烤煙地坡面地表徑流及侵蝕泥沙中的氮磷輸出特征 143
4.3.1 地表徑流氮素輸出特征 143
4.3.2 地表徑流磷素輸出特征 149
4.3.3 坡面侵蝕泥沙氮素輸出特征 151
4.3.4 坡面侵蝕泥沙磷素輸出特征 156
4.4 烤煙地壤中流的氮磷輸出的時(shí)空特征 160
4.4.1 不同季節(jié)（旱、雨季）壤中流總氮、總磷濃度輸出特征 160
4.4.2 不同坡位及土層的壤中流總氮、總磷濃度動(dòng)態(tài)變化特征 164
4.4.3 壤中流中總氮/總磷濃度動(dòng)態(tài)變化 171
4.5 施肥對(duì)壤中流氮、磷濃度輸出的影響 172
4.5.1 不同施肥水平對(duì)壤中流氮素濃度的影響 172
4.5.2 不同施肥水平對(duì)壤中流總磷濃度的影響 177
4.5.3 肥料與土壤作用時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)壤中流總氮、總磷濃度的影響 177
4.6 等高反坡階對(duì)地表徑流及氮磷輸出的控制作用 179
4.6.1 減少地表徑流及泥沙輸出 179
4.6.2 控制氮、磷輸出 181
4.7 討論 185
本章小結(jié) 188
第5章 等高反坡階整地對(duì)不同坡度坡耕地氮磷輸出的影響 190
5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 190
5.1.1 試驗(yàn)地的選取及徑流小區(qū)的布設(shè) 190
5.1.2 野外定位監(jiān)測(cè)與樣品采集 194
5.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)觀測(cè) 194
5.2 等高反坡階控制條件下不同坡度地表污染物輸出規(guī)律 195
5.2.1 反坡階對(duì)地表徑流再分配 195
5.2.2 等高反坡階對(duì)泥沙的削減 198
5.2.3 等高反坡階對(duì)地表徑流中氮磷輸出的影響 201
5.2.4 等高反坡階對(duì)地表流失泥沙中氮磷輸出的影響 210
5.3 等高反坡階對(duì)滲透污染物垂直分布的影響 217
5.3.1 反坡階對(duì)土壤水消退特征分析 217
5.3.2 反坡階對(duì)土壤水氮、磷垂直再分配 218
5.3.3 等高反坡階土壤水氮、磷濃度與土壤氮、磷含量的相關(guān)關(guān)系 222
5.3.4 等高反坡階對(duì)徑流中氮、磷在垂直滲透時(shí)的影響 223
5.4 反坡階對(duì)不同坡度坡耕地作物增產(chǎn)作用的影響 226
5.5 設(shè)置反坡階下的不同坡度徑流小區(qū)產(chǎn)流、產(chǎn)沙量與氮磷輸出的相關(guān)關(guān)系 227
5.6 討論 228
本章小結(jié) 231
第6章 生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)坡耕地氮磷輸出的影響 234
6.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 234
6.1.1 試驗(yàn)材料選取 234
6.1.2 試驗(yàn)小區(qū)設(shè)置 235
6.1.3 研究方法 235
6.1.4 數(shù)據(jù)處理 236
6.2 生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)坡耕地地表徑流量和產(chǎn)沙量的影響 237
6.2.1 施用不同生物質(zhì)土壤改良劑的坡耕地地表徑流量對(duì)比 237
6.2.2 施用不同生物質(zhì)土壤改良劑的坡耕地地表產(chǎn)沙量對(duì)比 239
6.3 生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)土壤侵蝕量的影響 241
6.3.1 降雨侵蝕力 R值 241
6.3.2 土壤可蝕性 K值 242
6.3.3 施用不同生物質(zhì)土壤改良劑條件下水蝕因子與土壤侵蝕量的關(guān)系 243
6.4 不同生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)坡耕地氮磷流失的影響 245
6.4.1 施用不同土壤改良劑的坡耕地徑流氮流失量對(duì)比 245
6.4.2 施用不同土壤改良劑的坡耕地泥沙氮流失量對(duì)比 247
6.4.3 施用不同土壤改良劑的坡耕地地表徑流磷流失量對(duì)比 249
6.4.4 施用不同土壤改良劑的坡耕地泥沙磷流失量對(duì)比 252
6.5 不同生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)農(nóng)作物和坡耕地土壤性狀的影響 254
6.5.1 施用不同生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)農(nóng)作物的影響 254
6.5.2 施用不同生物質(zhì)土壤改良劑對(duì)土壤性狀的影響 255
6.6 討論 256
本章小結(jié) 258
第7章 土地墾殖對(duì)集水區(qū)氮磷輸出的影響 260
7.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 260
7.1.1 試驗(yàn)地的選取 260
7.1.2 集水區(qū)土地墾殖強(qiáng)度界定 260
7.1.3 坡面徑流小區(qū)設(shè)置 261
7.1.4 野外定位監(jiān)測(cè)及調(diào)查 262
7.1.5 水質(zhì)樣品采集及測(cè)定 264
7.1.6 數(shù)據(jù)處理與計(jì)算方法 265
7.2 研究區(qū)的降雨特征 267
7.2.1 產(chǎn)流降雨變化特征 267
7.2.2 降雨月際變化特征 269
7.2.3 降雨年際變化特征 271
7.3 土地墾殖對(duì)集水區(qū)地表徑流和侵蝕產(chǎn)沙特征的影響 271
7.3.1 不同墾殖條件坡面地表徑流和侵蝕產(chǎn)沙特征 271
7.3.2 不同墾殖措施對(duì)坡面地表徑流和侵蝕產(chǎn)沙特征的控制作用 275
7.3.3 坡面地表徑流和侵蝕產(chǎn)沙特征影響因子的灰色關(guān)聯(lián)分析 277
7.3.4 不同墾殖強(qiáng)度集水區(qū)地表徑流和侵蝕產(chǎn)沙特征分析 281
7.4 土地墾殖對(duì)集水區(qū)地表水水質(zhì)特征的影響及水質(zhì)類別劃分 290
7.4.1 土地墾殖對(duì)面源污染物濃度變化趨勢(shì)的影響 290
7.4.2 集水區(qū)水質(zhì)類別劃分及主要污染指標(biāo)分析 293
7.5討論 297
本章小結(jié) 298
第8章 生態(tài)草帶對(duì)坡耕地氮磷輸出的影響 301
8.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 301
8.1.1 試驗(yàn)區(qū)設(shè)置 301
8.1.2 試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)及方法 303
8.1.3 室內(nèi)人工降雨模擬試驗(yàn) 303
8.2 天然降雨條件下生態(tài)草帶對(duì)坡面氮磷輸出的調(diào)控作用 304
8.2.1 天然降雨條件下次降雨-徑流變化特征 304
8.2.2 天然降雨條件下生態(tài)草帶對(duì)地表氮磷輸出的控制作用 308
8.3 人工模擬降雨條件下生態(tài)草帶對(duì)坡面氮磷輸出的調(diào)控作用 312
8.3.1 人工模擬降雨下坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙及氮、磷輸出 312
8.3.2 不同降雨強(qiáng)度下生態(tài)草帶對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙及氮、磷輸出的調(diào)控作用 316
8.4 氮磷輸出含量與初始污染物濃度的關(guān)系 323
8.5 討論 324
本章小結(jié) 326
第9章 坡耕地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷輸出平衡特征 329
9.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法 329
9.1.1 試驗(yàn)區(qū)設(shè)置 329
9.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 330
9.1.3 降雨觀測(cè)與樣品的采集 331
9.1.4 數(shù)據(jù)處理與計(jì)算 331
9.2 土壤背景值與氮磷儲(chǔ)量 332
9.2.1 烤煙不同生育期表層土壤氮磷動(dòng)態(tài)變化 333
9.2.2 不同深度土層氮素含量 333
9.2.3 不同深度土層磷素含量 335
9.3 坡耕地氮磷流失與富集特征 338
9.3.1 氮磷隨徑流流失濃度及形態(tài)特征 338
9.3.2 氮磷隨泥沙流失量及富集率特征 344
9.3.3 徑流與泥沙中氮磷輸出量 345
9.4 施肥量與作物吸收對(duì)氮磷輸出的影響 347
9.4.1 不同施肥量與烤煙生物量的關(guān)系 347
9.4.2 不同施肥處理的氮磷效率評(píng)價(jià) 348
9.4.3 作物對(duì)氮磷素吸收的影響 350
9.5 坡耕地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中氮磷平衡關(guān)系 352
9.5.1 氮磷輸出平衡的主要影響因素分析 352
9.5.2 坡耕地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡關(guān)系 352