柴河流域不同景观结构氮磷养分计量比变化特征及其流课件.ppt

1、柴河流域不同景观结构氮磷养分计量比柴河流域不同景观结构氮磷养分计量比变化特征及其流域污染防控变化特征及其流域污染防控报报 告告 内内 容容2问题提出及研究切入点问题提出及研究切入点1 1研究区域及方法研究区域及方法2 2主要结果与分析主要结果与分析3 3流域面源污染调控对策流域面源污染调控对策4 43问题提出及研究切入点问题提出及研究切入点重富重富营养区营养区富富营养区营养区中中营养区营养区贫营养区贫营养区贫营养区磷浓度磷浓度(mg/L)0.0191.00.4130.065巢湖巢湖太湖太湖洪洪泽泽湖湖洞庭湖洞庭湖鄱鄱阳阳湖湖东东山湖山湖磁湖磁湖西湖西湖麓湖麓湖甘棠湖甘棠湖长长春南湖春南湖流花湖

2、流花湖荔湾荔湾湖湖蘑菇蘑菇湖湖草海草海玄武湖玄武湖南太子湖南太子湖墨水湖墨水湖东东湖湖东钱东钱湖湖什刹海什刹海南宁南湖南宁南湖瘦西湖瘦西湖南四湖南四湖呼呼伦伦湖湖 镜镜泊湖泊湖邛邛海海淀山湖淀山湖固城湖固城湖乌乌梁素海梁素海滇池滇池五大五大莲莲池池白洋淀白洋淀 岱海岱海 哈素海哈素海 千千岛岛湖湖 抚仙湖抚仙湖 洱海洱海 兴凯兴凯湖湖 松花湖松花湖 纳纳木木错错 青青海湖海湖 博斯博斯腾腾湖湖 柴柴窝窝堡湖堡湖长长白天池白天池 我国主要湖泊富营养化的状态我国主要湖泊富营养化的状态0.2350.76510总总氮氮浓浓度度4.50(mg/L)0富磷区城市建成区城市建成区城市扩张区城市扩张区未来农业

3、区未来农业区滇池流域的污染概况滇池流域的污染概况工业污染得到有效控制工业污染得到有效控制生活污染源贡献最大生活污染源贡献最大面源污染呈现上升态势面源污染呈现上升态势 面源污染来源面源污染来源：山地：山地：重点是重点是“五采区五采区” 农田：农田：大棚区、坝平地、坡耕地大棚区、坝平地、坡耕地河流：河流：内源污染内源污染6流域综合治理思路流域综合治理思路源源流流汇汇“源流汇源流汇”的功能载体体现于的功能载体体现于景观结构景观结构“源流汇源流汇”的功能具体表现于的功能具体表现于径流养分径流养分 研究的关键问题：不同景观结构径流养分输移特征如何？研究的关键问题：不同景观结构径流养分输移特征如何？解决问

4、题的切入点解决问题的切入点养分计量养分计量生长速率生长速率限制性元素判断限制性元素判断养分的动态平衡养分的动态平衡 生态健康评价生态健康评价 养分利用性养分利用性土地利用方式土地利用方式气候气候生物属性生物属性面积面积8本研究的目的及主要内容本研究的目的及主要内容本研究的主要目的：本研究的主要目的： （1 1）了解不同景观结构养分动态的输移特征）了解不同景观结构养分动态的输移特征 （2 2）不同景观结构在水体富营养化中的风险评估）不同景观结构在水体富营养化中的风险评估本研究的主要内容：本研究的主要内容： （1 1）主要景观类型）主要景观类型径流养分径流养分及其计量特征及其计量特征 （2 2）主

5、要景观类型）主要景观类型土壤养分土壤养分含量及其计量特征含量及其计量特征 （3 3）主要景观类型的）主要景观类型的生物属性生物属性特征特征9研究区域及研究方法研究区域及研究方法研究区域与研究方法研究区域与研究方法坝平地坡/台地柴河设施农业山地及富磷区滇池流域的柴河子流域滇池流域的柴河子流域研究区域与采样方案研究区域与采样方案l不同景不同景观结构（观结构（6个类型个类型） 磷矿区、富磷区林区、磷矿区、富磷区林区、坡耕地、坝平地、大棚区柴坡耕地、坝平地、大棚区柴河下游河下游l不同时不同时间段（间段（6场降雨场降雨） 雨季前期、中期、后期雨季前期、中期、后期l测定指标测定指标 土壤、植物、径流的氮、

6、土壤、植物、径流的氮、 磷含量磷含量12主要结果与分析主要结果与分析（1 1）不同景观结构土壤养分）不同景观结构土壤养分氮：氮：柴河底泥大棚区坝平地坡耕地富磷区林地磷矿区柴河底泥大棚区坝平地坡耕地富磷区林地磷矿区磷：磷：磷矿区富磷区林地坝平地柴河底泥大棚区坡耕地磷矿区富磷区林地坝平地柴河底泥大棚区坡耕地氮磷比：氮磷比：柴河底泥大棚区坡耕地坝平地林地磷矿区柴河底泥大棚区坡耕地坝平地林地磷矿区（2 2）地地表径流水质总体特征表径流水质总体特征1414总氮总氮含量介于含量介于0.12-135.1mg/L，均值为，均值为5.22 mg/L，是，是V类水质限值（类水质限值（2.0mg/L）的的2.61倍

7、；倍；全磷全磷含量介于含量介于0.11-112 mg/L，均值，均值10.45，是，是V类水质限值（类水质限值（0.4mg/L）的）的26.13倍。倍。径流径流中中溶溶解解态氮态氮是总氮的主要赋存形式是总氮的主要赋存形式，占总氮的占总氮的60%；颗粒态磷颗粒态磷是总磷的主要构成形式是总磷的主要构成形式，占总磷的占总磷的73%符合面源污染基本特征；氮磷污染相对比较严重符合面源污染基本特征；氮磷污染相对比较严重（3 3）不同景观结构径流的时空变异）不同景观结构径流的时空变异666666N =1坝平地2下游3大棚4富磷区5林地6坡耕地654321溶解氮121086420-27666666N =1坝平

8、地2下游3大棚4富磷区5林地6坡耕地654321TN1614121086420-27666666N =1坝平地2下游3大棚4富磷区5林地6坡耕地654321TP120100806040200-207665666N =1坝平地2下游3大棚4富磷区5林地6坡耕地654321溶解磷2.52.01.51.0.50.0-.52520137全氮全氮溶解氮溶解氮全磷全磷溶解磷溶解磷（4 4）径流养分含量的时空变异）径流养分含量的时空变异 全氮全氮全磷全磷溶解态氮溶解态氮溶解态磷溶解态磷总氮磷比总氮磷比溶解态氮磷比溶解态氮磷比 空间变异无显著差异空间变异无显著差异 氮雨季初期变异程度氮雨季初期变异程度高高；磷

9、素表现为雨季磷素表现为雨季前前中期的变异稍高中期的变异稍高；总氮磷比的变异幅度总氮磷比的变异幅度相对较小相对较小； 除磷素外其他指标在除磷素外其他指标在监测时期内均表现为监测时期内均表现为先下降后升高的趋势。先下降后升高的趋势。坝平地与坡耕地坝平地与坡耕地径流整体处于磷限制状态径流整体处于磷限制状态磷矿区及富磷区林地磷矿区及富磷区林地径流处于氮限制状态径流处于氮限制状态（5 5）不同景观单元养分计量比关系）不同景观单元养分计量比关系l坡耕地与坝平地坡耕地与坝平地的径流水体均属的径流水体均属于磷限制于磷限制l植物属于氮限制植物属于氮限制l原因：较低的磷原因：较低的磷水平导致氮素的水平导致氮素的有

10、机合成及转换有机合成及转换速率降低速率降低（5 5）不同景观单元养分计量比关系）不同景观单元养分计量比关系坡耕地坡耕地水水体体磷磷限限制制水水体体无无限限制制植物氮限制植物氮限制植物磷限制植物磷限制坝平地坝平地大棚区大棚区l磷矿区与富磷区磷矿区与富磷区林地的径流水质林地的径流水质与植物均属于氮与植物均属于氮限制限制l柴河径流水体不柴河径流水体不受营养盐限制，受营养盐限制，因此富营养化风因此富营养化风险较高险较高 富磷区林地富磷区林地磷矿区磷矿区N限制限制柴河柴河无限制无限制（5 5）不同景观单元养分计量比关系）不同景观单元养分计量比关系（6 6）不同景观单元养分流失风险分析）不同景观单元养分流

11、失风险分析景观类型景观类型 N流失系数流失系数N迁移系数迁移系数 P流失系数流失系数P迁移系数迁移系数摄动值摄动值磷矿区1.85 0.54 15.06 0.21 0.76林地0.52 0.18 1.07 0.18 0.36坡耕地3.92 2.11 1.54 0.07 0.66坝平地4.27 2.58 1.53 0.07 0.67大棚地4.07 3.50 1.21 0.50 0.88柴河下游1.29 1.23 0.20 0.18 0.52污染防控次序：大棚区磷矿区坝平地坡耕地柴河下游林地污染防控次序：大棚区磷矿区坝平地坡耕地柴河下游林地养分养分流失系数流失系数= =径流总含量径流总含量/ /土壤

12、总含量；土壤总含量； 养养分迁移分迁移系数系数= = 径流溶解态含量径流溶解态含量/ /土壤总含量土壤总含量21流域面源污染防控对策流域面源污染防控对策流域生态系统流域生态系统健康丧失过程健康丧失过程 大量营养盐输入大量营养盐输入水养分平衡变化水养分平衡变化 pH值升高值升高 DO降低降低 CO2降低降低生态系统失调生态系统失调 藻类异常增殖藻类异常增殖 初级生产力失衡初级生产力失衡 生态系统结构破坏生态系统结构破坏流域、湖库等水体生态系统健康丧失流域、湖库等水体生态系统健康丧失土壤养分变化土壤养分变化 土壤板结土壤板结 氧气下降氧气下降 生物活性降低生物活性降低1.1.生态化学计量在流域污染

13、防控中的作用生态化学计量在流域污染防控中的作用养分动态过程中的养分计量学特征的变化养分动态过程中的养分计量学特征的变化l不同的水体氮磷比影响水体藻类生长（最适不同的水体氮磷比影响水体藻类生长（最适16:116:1）l不同景观结构的氮磷比导致不同景观的限制性营养盐不同不同景观结构的氮磷比导致不同景观的限制性营养盐不同l不合理的景观格局可能会导致河流水体的富营养化不合理的景观格局可能会导致河流水体的富营养化l本研究结果就说明了这一点，即农田磷限制的径流与富磷山本研究结果就说明了这一点，即农田磷限制的径流与富磷山区氮限制的径流汇流至柴河河道后，其河流水体体现为不受区氮限制的径流汇流至柴河河道后，其河

14、流水体体现为不受营养盐的限制，进而增加富营养化风险，因此营养盐的限制，进而增加富营养化风险，因此合理的景观格合理的景观格局局对面源污染防控及富营养化治理非常重要对面源污染防控及富营养化治理非常重要2.2.生态化学计量在富营养化风险中的作用生态化学计量在富营养化风险中的作用3.3. 流域污染防控过程重点区域的识别流域污染防控过程重点区域的识别大棚区与磷矿区大棚区与磷矿区4. 4. 流域氮磷污染防治对策流域氮磷污染防治对策l大棚区和磷矿区是该流域重点防控对象，因此需要重点突大棚区和磷矿区是该流域重点防控对象，因此需要重点突破这两种景观的面源污染控制与处理关键技术；破这两种景观的面源污染控制与处理关键技术；l优化流域景观格局，如大棚上山种植，可有效降低污染物优化流域景观格局，如大棚上山种植，可有效降低污染物的输出；的输出；l利用河道合适的营养盐进行生态化提升，以加强对水体养利用河道合适的营养盐进行生态化提升，以加强对水体养分的削减分的削减l加强宣传教育，强化社会与个人对面源污染防控的意识，加强宣传教育，强化社会与个人对面源污染防控的意识，科学指导管理，从源头减少污染物的使用科学指导管理，从源头减少污染物的使用请提出宝贵建议请提出宝贵建议谢谢 谢！谢！