（环境科学专业论文）三峡库区典型农业小流域氮磷排放负荷与收支研究.pdf

独创性声明 删i i l l i i i 1 | h i i l o l l y 1 8 817 5 2 学位论文题目：三峡库区典型农业小流域氮磷排放负荷与收支研究 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加了 特别标注。对本研究及学位论文撰写曾做出贡献的老师、朋友、同仁 在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 学位论文作者：5 巧 二江 签字日期： 3 0 1 年月乡日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生院( 筹) 可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：出不保密，口 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：乃巧仁江 导师签名：甏匕铆匆 签字日期： 工o f f 年6 月弓日签字日期：友卅年月7 目 本文受十一五科技支撑计划一沿三峡库 区坡耕地农业面源污染综合治理技术研究与 示范( 2 00 7 b a d g7 b i o ) 经费资助，在此表示 感谢! 目录 目录 摘 要i a b s t r a c t i i i 第1 章文献综述1 1 1 面源污染发生的影响因素2 1 1 1 降雨与气候2 1 1 2 地形与植被2 1 1 3 土地利用方式3 1 1 4 社会经济因素3 1 2 农田氮磷素流失机制与特征3 1 2 1 农田氮素流失机制与特征3 1 2 2 农田磷素流失机制与特征4 1 3 农田系统养分收支与氮磷流失的关系5 1 4 三峡库区自然环境状况与农业面源污染一5 第2 章前言7 2 1 研究目的和意义7 2 2 研究目标一8 2 3 研究内容8 2 3 1 流域水体总氮、总磷及其组分浓度动态变化与汇水口氮磷排放负荷估算8 2 3 2 流域土壤系统养分收支8 2 3 3 分析并建立流域土地利用、养分收支及径流负荷之间的关系8 2 4 技术路线8 第3 章材料与方法11 3 1 流域概况1 1 3 2 土地利用调查1 1 3 3 采样点布设与水体水质测定1 2 3 3 1 采样点布设。1 2 3 3 2 水质氮磷浓度测定1 3 3 3 3 氮磷负荷估算。1 3 3 4 流域农业生产活动调查与农田养分收支估算1 3 3 4 1 流域农业生产活动调查1 3 3 4 2 流域农田土壤系统氮磷收入估算方法1 4 3 4 3 小流域土壤系统氮磷支出估算方法1 5 第4 章三峡库区典型农业小流域水体氮磷浓度及径流排放动态1 7 4 1 材料与方法1 7 4 2 结果与分析l7 西南大学硕士学俜论文 4 2 1 水体水质超标概况17 4 2 2 水体中氮素浓度动态变化1 9 4 2 3 水体磷素浓度动态变化。2 2 4 2 4 汇水口氮素的排放负荷。2 6 4 2 5 汇水口磷素的排放负荷2 7 4 3 小结。2 9 第5 章三峡库区典型农业小流域土壤系统氮磷收支。3 1 5 1 材料与方法31 5 2 结果与分析。3 1 5 2 1 研究流域农田氮素收支3 l 5 2 2 研究流域农田磷素收支3 3 5 3 小结3 4 第6 章结论与建议3 5 6 1 结论3 5 6 1 1 研究流域的水质超标概况3 5 6 1 2 研究流域内水体氮磷浓度的对比分析3 5 6 1 3 研究流域径流氮磷排放负荷3 5 6 1 4 研究流域农田土壤系统氮磷收支与径流氮磷流失的关系3 6 6 2j 室议3 6 参考文献，3 7 发表的论文与参与的科研课题4 3 i l 摘要 三峡库区典型农业小流域氮磷排放负荷与收支研究 环境科学专业硕士研究何仁江 指导老师魏世强研究员木志坚副教授 摘要 三峡水库是举世瞩目的特大型水利工程，自2 0 0 3 年6 月开始蓄水后，局部区域水体富营养化频 繁发生，部分支流甚至发生了严重的“水华”现象，从而对库区及下游地区的水环境安全及经济社 会的可持续发展产生了重大现实威胁。随着国家对库区及长江上游流域点源污染治理力度的加大， 面源污染对库区水环境质量的影响将变得更为突出。为深入了解库区农业面源污染的发生特点及发 生强度，在三峡库区涪陵段选择了一个地形封闭的、以水稻玉米一榨菜为主要土地利用类型的典型 小集水域一王家沟小流域，对其农业活动及地表水体水质进行了连续一年的的调查监测研究。研究 的具体目标是：1 ) 了解流域内不同地表水体中氮磷浓度的动态变化规律：2 ) 掌握流域径流氮磷的 排放动态及负荷强度；3 ) 比较分析流域农田土壤系统的氮磷收支及其对氮磷面源流失的影响。主要 研究结果如下： i 研究小流域的水质超标概况研究期间从流域内的沟渠径流水、堰塘水和井水等不同水体中 采集的总共2 9 3 个水样中，有7 4 7 超过地表水v 类水质总氮标准，而总磷浓度低于i i i 类水质标 准的占6 2 1 。表明研究小流域地表水体受氮素( 尤其是总氮) 污染非常严重，磷素污染则相对较 轻。 i i 研究小流域内不同水体氮磷浓度的比较分析在研究期间，流域内三种水体类型一沟渠径流 水、堰塘水和井水的总氮( t n ) 浓度范围分别为0 2 2 6 4 、0 5 1 6 6 和3 3 3 4 7 m g n 1 ，平均 浓度分别为5 9 、4 6 、1 1 9 m g n 1 。在同一采样日期，井水t n 的平均浓度基本上高于沟渠或堰塘水。 硝态氮( n 0 3 - - n ) 是水体氮素的主要组分，其对沟渠、堰塘和井水t n 平均浓度的贡献率分别为5 9 5 、 5 5 5 和8 6 6 ；铵态氮( n l l 。4 一n ) 对三种水体t n 平均浓度的贡献率则仅分别为3 5 、9 9 和l - 1 。 溶解性有机及颗粒态氮( p o n ) 对水体t n 的贡献率在1 1 6 3 5 之间。因此，研究流域的三种水体 中总氮组成均以溶解性无机氮( 尤其是n o 。一- n ) 为主，但p o n 的贡献也不容忽视。 流域内沟渠径流水、堰塘水和井水三种水体类型的总磷( t p ) 浓度范围分别为0 0 1 3 8 2 、0 0 1 - 3 3 1 和0 0 1 1 9 3 m g p 1 ，平均浓度分别为0 2 8 、0 3 2 和0 2 7 m g p 1 。与水体t n 以溶解性无机氮 ( d i n ) 为主相反，水体t p 以颗粒态磷( p p ) 为主、溶解性磷( d p ) 为辅，其中，p p 占三种水体t p 浓度的百分率在5 9 3 - 6 5 4 之间，d p 所占t p 浓度百分率则小于4 1 。 i i i 研究流域径流氮磷排放负荷研究流域径流汇出口的氮磷年排放负荷总量分别为3 9 8 5 k g n 和 两南大学硕士学位论文 1 1 2 k g p ，平均单位农田面积输出负荷分别为6 1 k g n ( h m 2 a ) 和1 7k g p ( h m 2 a ) ，径流氮素排放负荷是 磷排放负荷的3 6 倍。按作物播种生长季节计算，研究流域春夏季水稻一玉米播种与生长前期氮磷排放 负荷分别占全年总量的8 0 5 和7 5 9 ，秋冬季榨菜播种和生长期对全年氮磷排放总量的贡献率仅分 别为为1 8 9 9 6 和2 3 2 。因此，降低研究流域的农业面源污染对水环境的安全风险，关键在于削减春夏 季水稻玉米播种生长期土壤氮磷( 尤其是氮) 的径流流失。合理配置土地利用分布格局是控制流域 土壤氮磷面源污染流失的有效途径之一。研究表明，流域内下部( 末端) 分布有较多稻田的子集水 区的径流氮磷排放负荷比以早地为主的子集水区更低，可能是稻田对中上部旱坡地流出的营养物质 起到一定的拦截与净化作用。 i v 研究流域农田土壤系统氮磷收支与径流氮磷流失的关系研究流域农田土壤氮磷年平均收入 ( 以纯氮或纯磷计) 分别为8 1 9 和1 1 5k g ( h m 2 a ) ，支出分别为5 0 7 和3 3 k g ( h m 2 a ) ，盈余量分别为3 1 2 和8 2 k g ( h m 2 a ) 。化肥施用是农田土壤系统氮磷最主要的输入源，其对氮磷总收入的贡献率分别为 7 2 3 和8 2 9 。其次为作物秸秆还田，对土壤系统氮磷总收入的贡献率分别为1 4 7 和9 2 。流域土 壤系统氮磷的主要输出途径为作物收获，分别占氮磷总支出的4 2 1 和9 4 8 。径流排放的氮磷分别 占流域氮磷总支出的1 2 0 和5 2 及流域化肥氮磷施用量的1 0 3 和1 8 。在研究流域内的三种主要 农业土地利用系统中，榨菜对流域农田土壤氮磷收支的影响最大，其对氮磷盈余的贡献率分别为 6 9 8 和8 0 8 ；其次为玉米，对氮磷盈余的贡献率分别为2 7 9 和1 9 2 ；水稻对氮磷平衡的贡献最 小。因此，合理配施各种来源的肥料、降低旱作系统( 榨菜和玉米) 土壤的氮磷盈余量将有利于减 少流域农业活动对水环境的不利影响。 关键字：农业流域；土壤；水质；氮，磷；排放负荷；养分收支 a b s t r a c t 暑皇曼皇曼曼皇曼曼鼍曼曼曼曼曼曼曼曼曼曼舅曼量曼蔓皇皇! 蔓曼兰量曼曼詈曼曼曼皇曼晕皇曼曼皇曼曼曼i 曼曼曼曼量曼皇曼薯量曼鼍曼曼曼曼曼曼曼曼曼皇曼量曼皇 n i t r o g e na n dp h o s p h o r u sd i s c h a r g el o a da n db a l a n c ei nas m a l lt y p i c a l a g r i c u l t u r a lw a t e r s h e di nt h r e e g o r g e sr e s e r v o i ra r e a d i s c i p l i n ee n v i r o n m e n t a ls c i e n c em a s t e r h e r e n j i a n g s u p e r v i s o r ：p r o f w e is h i q i a n g a s s o c i a t ep r o f m uz h i ji a n a b s t r a c t a st h em o s td i s t i n g u i s h e dh y d r a u l i ce n g i n e e r i n gc o n s t r u c t i o n , t h r e eg o r e sr e s e r v o i ra t t r a c t sg r e a t a t t e n t i o na l lo v e rt h ew o r l d s i n c ej u n e2 0 0 3 ，a f t e rb e g i n i n go fw a t e rr e s e r v i n g , m a n yh a v er e p o r t e dt h a t e u t r o p h i c a t i o nf r e q u e n t l yo c c u r r e di nc e r t a i na r e a so fw a t e rb o d y , a n de v e nm o r es e r i o u ss i t u a t i o n sf o u n di n p a r t i a lt r i b u t a r ys t e a m s ，w h i c hr e s u l t e di nt h r e a t e n i n gt h ew a t e re n v r i o n e m t n a ls a f e t ya n ds u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n to fs o c i e t yi na r e a so fd o w ns t r e a m s w j t ht h ed e v e l o p m e n to ff i n a n c i a li n v e s t m e n ta n d i n v e s t i g a t i o ni n c l u d i n gc o n t r o l sa n dt r e a t m e n t sf o re u t r o p h i c a t i o n , t h ee f f e c to fe u t r o p h i c a t i o no nw a t e r q u a l i t yi nt h r e eg o r e sr e s e r v o i rw i l lb em u c hm o r es i g n i f i c a n t t h u sf o rd e e p l yu n d e r s t a n d i n gt h e c h a r a c t e r i s t i c sa n di n t e n s i t yo fe u t r o p h i c a t i o no c c u r r i n gi nr e s e r v o i ra r e a s ，at y p i c a lw a t e r s h e dc a l l e dw a n g j i a g o u , h a v i n gt h em a i nc r o p sp l a n t e di nt h ea r e a sa r er i c e ，c o r na n dt u b e rm u s t a r d w h i c hi sar e l a t i v e l y t o p o g r a p h i cc o n f i n e di nf ul i ns e c to fr e s e r v o i ra r e a s ，w a ss e l e c t e da st h ei n v e s t i g a t i o nf i e l di nt h i ss t u d y b a s e do na b o v em e n t i o n s ，t h es u r f a c e w a t e rc h a n g e sa n df a r m i n ga c t i v i t i e sw e r ei n v e s t i g a t e dc o n s e c u t i v e l y i no n ey e a rp e r i o d t h ed e t a i l e dt a r g e t si nt h i ss t u d yw e r e ：1 ) u n d e r s t a n d i n gt h ec h a n g er u l eo f n i t r o g e n ( n ) a n dp h o s p h o r u s ( p ) c o n c e n t r a t i o n si nv a r i o u st y p e so fs u r f a c e w a t e r ；2 ) c l e a r l yi n v e s t i g a t i n gt h ed i s c h a r g e d y n a m i ca n dl o a di n t e n s i t yo fna n dpi nr u n o f f i nt h i sr e s e a r c hf i e l d ；3 、c o m p a r i n ga n da n a l y z i n ge f f e c to f na n dpb u d g e to ft h i sf a r m l a n do nna n dpi nn o n p o i n tl o s s e s ，i nt h i sw a t e r s h e d t h em a i nr e s e a r c h r e s u l t sw e r e1 i s t e da sf 矾l o w s ： i s u r f a c e w a t e rq u a l i t y d u r i n gt h ei n v e s t i g a t i n gp e r i o d ，t o t a l2 9 3s a m p l e sw e r ec o l l e c t e df r o mv a r i o u st y p e so fw a t e r i n c l u d i n gd i t c hr u n o f f , p o o la n dw e l lw a t e ri nt h ew a t e r s h e d ，a n da n a l y z e d ，w h i c hs h o w e do v e r7 4 7 o f s a m p l e se x c e e d e dt o t a ln s t a n d a r do fvt y p ew a t e r , a n d6 2 1 o fa l lw e r eb e l o wt o t a lps t a n d a r do fi i lt y p e w a t e r , r e s p e c t i v e l yt h er e s u l t ss h o w e dt h 矾i nt h i ss t u d i e da r e a s ，np o l l u t i o n ( e s p e c i a l l yt o t a ln ) w a s s e r i o u si ns u r f a c e w a t e r , a sc o m p a r e dt opp o l l u t i o n i lna n dpc o n c e n t r a t i o nc o m p a r s i o na n da n a l y s i s i i i 西南大学硕十学位论文 t h r e et y p e so fs u r f a c e w a t e ri n c l u d i n gd i t c hr u n o f f , p o o la n dw e l lw a t e rw e r ea l li n v e s t i g a t e di no u r s e t t i n gs t u d yp e r i o d ，w h i c hs h o w e dt h et o t a ln ( t n ) c o n c e n t r a t i o nr a n g e sw e r e0 2 - - 。2 6 4 ，0 5 16 6a n d 3 3 3 4 7 m g n l ，r e s p e c t i v e l y ，a n dt h ea v e r a g et nc o n c e n t r a t i o n sw e r e5 9 ，4 6a n dl1 9 m e n 1r e s p e c t i v e l y i nc e r t a i no n es a m p l i n gt i m e ，a v e r a g et nc o n c e n t r a t i o n so fw e l ls u f a c e w a t e rw e r eh i g h e rt h a nf r o md i t c h a n dp 0 0 1 a st h ei m p o r t a n tp a r to fn i t r o g e ne l e m e n ti nw a t e r ，a v e r a g e l yn 0 3 + 一na c c o u n t e df o rt n c o n c e n t r a t i o n so fd i t c h ，p o o la n dw e l ls u r f a c e w a t e rw e r e5 9 5 ，5 5 5 a n d8 6 6 r e s p e c t i v e l y ；a s c o m p a r e dt on i - h + - n ，w h i c ho n l ya c c o u n t e df o rt nc o n c e n t r a t i o n so ft h r e et y p e so fs u r f a c e w a t e rw e r e 3 5 ，9 9 a n d1 1 r e s p e c t i v e l y i na d d i t i o n , t h ed i s s o l v e do r g a n i ca n dp a r t i c l en i t r o g e n ( p o n ) c o n t r i b u t i o nr a t ef o rt nw e r ei nt h er a n g e so f1 1 6 - - 3 5 t h u s i na b o v et h r e et y p e so fs u r f a c ew a t e r , d i s s o l v ei n o r g a n i cn i t r o g e n ( d i n ) ( e s p e c i a l l yn 0 3 一一n ) w a st h em a i n l yf r a c t i o no ft n ，h o w e v e r ，t h ep o n e x i s t e n c es t i l lc a nn o tb en e g l i g i b l e f o rpi n v e s t i g a t i o n ，t h er a n g e so fd i t c h ，p o o la n dw e l ls u r f a c e w a t e ri nt h ew a t e r s h e d ，w e r e0 o l 3 8 2 ， 0 o l 3 31a n d0 o l 1 9 3 m g p l ，a n da v e r a g ec o n c e n t r a t i o n sw e r e0 2 8 ，0 3 2a n d0 2 7 m g p lr e s p e c t i v e l y a sc o n t r a s tt ot n ，w h i c hm a i n l yw e r ec o m p o s e do fd i n ，p a r t i c l ep ( p p ) m a i n l ya c c o u n t e df o rt p , f o l l o w i n gd i s s o l v e dp ( d p ) a d d i t i o n a l l y , t h ep pa c c o u n t e df o rt pr a n g e df r o m5 9 3 t o6 5 4 i nt h r e e t y p e so fw a t e r , h o w e v e rt h ed po n l ya c c o u n t e dl e s st h a n41 o f t pc o n c e n t r a t i o n s i i i na n dpd i s c h a r g el o a d o n ed i s c h a r g ew a ss e t t e df o re s t i m a t i o no fna n dpl o s s e sa n dy e a r l yl o a di nt h ew a t e r s h e d 1 1 1 et o t a ln a n dpl o s s e sl o a dy e a r l yw e r ea p p r o x i m a t e l y3 9 8 5 k g na n d112 k g ar e s p e c t i v e l y ，a n da v e r a g ena n dp l o s s e sp e ra r e au n i to ff a r m l a n dw e r e61k e n ( h m 。a ) a n d1 7k g p ( h m z a ) r e s p e c t i v e l y ，w h i c hnl o s s e si n r u n o f fw a s3 6t i m e sh i g h e rt h a npl o s s e s a c c o r d i n gt oc r o pg r o w t hs e a s o n sf o rc a l c u l a t i o n ，i ns p r i n ga n d s u m m e rp e r i o do ft h es e e d t i m ea n de a r l yp e r i o do ft h eg r o w t ho ff i c ea n dc o r n w h i c hc o n t r i b u t e d8 0 5 o f t h ew h o l ey r e anl o s s e si nr u n o f f a n d7 5 9 o f t h ew h o l ey e a rpl o s s e si nr u n o f f , r e s p e c t i e l y i na u t u m na n d w i n t e ro ft h es e e d t i m ea n de a r l yp e r i o do ft h eg r o w t ho ft u b e rm u s t a r d w h i c hc o n t r i b u t e d18 9 o ft h e w h o l ey r e anl o s s e si ns u n o f f a n d2 3 2 o f t h ew h o l ey e a rpl o s s e si ns u n o f f t h u s ，f o rd e c r e a s i n gt h ea g r i c u l t u r a ln o n p o i n tp o l l u t i o nf i s lk e yc o n t r o lt r e a t m e n ti st od e c r e a s et h e s o i lna n dp ( e x p e c i a l l yn ) l o s s e sf r o mr u n o f fi ns p r i n ga n ds u m m e rt i m e ，w h i c ht i m ei sf o rr i c ea n dc o r n p l a n t a t i o na n dg r o w t h m e a n w h i l e ，r e a s o n a b l ea n dr a t i o n md i s t r i b u t i o no fl a n du s a g e si sa l s ot h eo n eo f m o s ti m p o r t a n tw a y st oe f f e c t i v e l yc o n t r o lna n dpl o s s e sd e r i v e df r o ma g r i c u l t u r a ln o n - p o i n ts o u r c e s i n a d d i t i o n , t h i ss t u d ys u g g e s t e dt h a tt h ena n dpl o s s e sl o a di ns u b c a t c h m e n to fs u r f a c e w a t e ri nl o w e rs t r e a m p a r t so fw a t e r s h e d ，w h i c hw e r ed i s t r i b u t e dm o r er i c ef i e l d s ，w a sl o w e rt h a nf r o ms u b - c a t c h m e n t ，w h i c h m a i n l ya c c o u n t e df o rd r y l a n d s t h i sm a yb ee x p l a i n e db yt h a tr i c ef i e l d sp l a y e dar o l eo fb a r r i e ra n d i n t e r c e p t i o nf o rc o l l e c tn u t r i e n te l e m e n t si nr u n o f ff r o mm i d d l eo rh i g hl a n da sap 0 0 1 i v a b s t r a c t i v r e l a t i o n s h i pb e t w e e nna n dpb u d g e ta n dl o s s e si nr u n o f f i nt h i si n v e s t i g a t e df i e l d ，t h en e ti n c o m e so fna n dp ( c a c u l a t e d ) w e r e819a n d1 15k g h m 2 a , a n dn e t o u t l e t sw e r e5 0 7a n d3 3 k g h m 2 a , a n dt h en e tb a l a n c ew e r e312a n d8 2 k g h m 2 ar e s p e c t v i e l y t h e a p p l i c a t i o no ff e r t i l i z e r si nf a r m l a n d si st h em a i n l yi n l e ts o u r c e w h i c ha c c o u n t e df o r7 2 3 a n d8 2 9 o f na n dpi n c o m e s s e c o n d l y , s t r a wr e t u r i n gf o rf e r t i l i z e rc o n t r i b u t e do n l y14 7 a n d9 2 o ft o t a lna n dp t h es o i lna n dpd i s c h a r g em a i n l yw a su p t a k eo fv e g e t a t i o ns u c ha sc r o p s w h i c ha c c o u n t e df o r4 2 1 a n d 9 4 8 o fna n dpd i s c h a r g e s i na d d i t i o n , 12 0 a n d5 2 o ft o t a lna n dp d i s c h a r g e sw e r ed u et or u n o f f s i nw a t e r s h e d ，a n d10 3 a n d1 8 o fna n dpf e r t i l i z e r sa p p l i c a t i o na m o u n ta l s o l o s eb yr u n o f f s f o r c o n s i d e r a t i o no ft h r e et y p i c a lf a r m l a n du s a g et y p e si nt h i ss t u d i e df i e l d ，e f f e c to ft u b e rm u s t a r dp l a n t a t i o n w a sg r e a t e s ts i g n i f i c a n t ，w h i c ha c c o u n t e df o r12 0 a n d8 0 8 o fna n dpn e ti n c o m e s ，f o l l o w i n gc o i t i p l a n t a t i o n ，w h i c ha c c o u n t e df o r2 7 9 a n d19 2 ，a n dt h ee f f e c to fr i c ef i e l dw a sl o w e rs i g n i f i c a n t t h u s 。 a p p l y i n gr a t i o n a lt e c h n o l o g ya n dm e a s u r e ss u c ha sm i x t u r e sa p p l i c a t i o no fv a r i o u sf e r t i l i z e r s ，d e c r e s i n gs o i l na n dpn e ti n c o m e si nd r yf a r m i n gs y s t e m ( e g t u b e rm u s t a r da n dc o r np l a n t a t i o n ) ，w o u l db eh e l p f u lf o r d e c r e a s i n gt h ee f f e c to fa g r i c u l t u r a la c t i v i t i e so ns u r r o u n d i n gw a t e re n v i r o n m e n t k e yw o r d s ：a g r i c u l t u r a lw a t e r s h e d ；s o i l ；w a t e rq u a l i t y ；n i t r o g e n ；p h o s p h o r u s ； d i s c h a r g el o a d ；n u t r i e n t sb u d g e t v 第1 章文献综述 第1 章文献综述 f 1 2 0 世纪7 0 年代起，在点源污染逐渐得到控制后，面源污染对环境的影响开始显露出来，人们 开始普遍认识到面源污染是损害水质的重要源头。从世界范围来看，目前公认农业引起的面源污染 是目前水污染中最大的问题之一。特别是随着对点源污染控制逐渐加强，在水体污染中农业面源污 染占的比重不断增加。据统计，全球受面源污染影响的陆地面积达3 0 - 5 0 t 1 1 。在瑞典，农业生产 输出的氮素占流域输出总氮的6 0 一8 7 ，而芬兰约l 5 水质恶化的湖泊的污染源中，面源流失的氮 磷素的贡献超过了5 0 【2 】。在丹麦的2 7 0 条河流中，非点源污染对氮磷负荷的贡献分别达到了9 4 和 5 2 【3 】。荷兰农业非点源提供的总氮和总磷分别占水环境污染总量的6 0 和4 0 5 0 【4 1 。非点源污 染物占美国水体污染物的6 0 1 5 j 。在我国，2 0 世纪7 0 年代以后各大湖泊、重要水域的水体污染，特别 是水体的氮、磷富营养化问题急剧恶化。在我国北京密云水库、天津于桥水库、安徽巢湖、云南洱 湖和上海淀山湖等水域，农业面源污染比例超过点源污染，农业面源污染已上升为威胁饮用水源的 主要原副6 1 。中国农业面源污染引起水域富营养化的程度和广度已经远超过发达国家，而潜在的压 力更是其他国家无法与之相比的；且由于农业面源污染控制关乎农民收入、农村地区基础建设、农 业产业政策，使得治理难度远超发达国刻7 1 。 2 0 世纪6 0 年代起，国外研究工作从面源污染基础理论、研究手段、研究应用等方面逐步展开， 并研究了多种单一土地利用类型的单位面积污染负荷，探讨了多种因子( 地形、土地利用程度、肥料、 农药、气候条件等) 对污染负荷的影响【8 】。7 0 年代初主要是在面源污染特征、影响因素、单场暴雨和 长期平均污染负荷输出方面的研究；8 0 年代后面源基础研究地域范围广，类型呈多样，因素分析和 污染物迁移机理研究更加深入。到9 0 年代，新技术的引入和监测手段的进一步健全，有力地推动了 农业面源污染模型研究工作，如g i s 方法的引进，遥感技术的应用，使模型化工作更便利，结果更精 确f 9 】。国外学者针对氮、磷的排放规律及排放负荷开展了大量的实验研究【1 0 1 。另外，利用数学模型 对面源污染物质进行模拟也是面源污染研究的重点之一【】。上个世纪8 0 年代初的我国湖泊、水库富 营养化调查和河流水质规划研究是我国面源污染研究工作的开端【1 2 l 。许多学者从动态过程的角度对 农业面源污染进行了深入研究，作为一个连续的动态过程，包括降雨径流过程、土壤侵蚀过程、土 表溶质溶出过程和土壤溶质渗漏过程，这四个过程相互联系相互作用【1 3 】。对降雨径流过程的研究， 大多是以水文学为基础，重点研究面源污染动力的径流的产流汇流特性。在面源污染研究中，重点 考虑产流条件的空间差异，有助于深刻提示农业面源污染的形成。代表性的有美国水土保持局5 0 年 代提出的s c s 法，由于考虑了下垫面( 土壤、植被、人类活动等) 性质对产流的影响，被广泛用于面源 污染的研列1 4 j 。我国学者提出的蓄满产流，超渗产流及综合产流等理论，由于适合我国国情，也被 用于区域农业面源污染计算5 。1 7 j 。李怀恩提出了一种简便易用的流域面源污染负荷估算方法一“平 均浓度法”【l 引，其方法的优点是能根据有限的监测资料估算面源污染负荷量，特别是多年平均及不 两南大学硕士学位论文 同频率代表年的年负荷量。朱松选择了浙江东部沿海典型小流域一颜公河及大篙江流