我国东南水网平原地区不同土地利用方式氮磷流失特征

农业面源污染是造成水体富营养化的重要原因,进行源解析,阐明农田和畜禽养殖等不同来源的氮磷流失量并据此进行分类控制是有效控制水体富营养化的基础。嘉兴地区地势低平、水田交错,农田或畜禽养殖场水量与氮磷流失量受周边水文条件影响大,小尺度定位监测很难获得有意义的观测结果。为了解大田、集约化农田和畜禽养殖场三种土地利用方式下氮磷流失特征,本研究选取可分别代表大田作物农田、集约化栽培作物农田、畜禽养殖场3种土地利用类型的7个具有代表性的平方公里尺度研究区,于2006年7月2007年6月份汛期与非汛期总共进行了14次监测（其中大田1个点:汛期2次,非汛期1次;集约化农田3个点:汛期1～2次,非汛期1次;养殖场3个点:汛期1次）。在各定位研究区上,监测了河道水、沟渠水、水田田面水、沟渠底泥（沟渠底泥含水量忽略不计）与农田耕层土壤水分量和总量,研究了5种不同类型水体中氮、磷存量特征。对河道水、沟渠水、田面水研究了其总氮、水溶性总氮、硝态氮、铵态氮;对沟渠底泥研究了其0～5 cm表层土壤水溶性磷、Olsen P、矿质氮（硝态氮、铵态氮）;对农田土壤研究了0～5 cm表层土壤水溶性磷、Olsen P和0～20 cm耕层土壤硝态氮、铵态氮。主要结论如下: 7个研究区总水量平均为200.3千m3/km2,变化范围为83.7～944.7千m3/km2,相差11.3倍。4个农田研究区总水量汛期平均为198.7千m3/km2,变化范围为99.4～324.4千m3/km2;非汛期平均为174.9千m3/km2,变化范围为83.7～276.0千m3/km2,汛期与非汛期差异不大,仅相差1.1倍。河道水、沟渠水、田面水、0～20 cm、0～5 cm土层土壤水4种水体组分分别平均占总水量的69.6%、0.9%、2.0%、27.5%、7.7%。河道水是总水量的主要水体类型,0～20 cm土壤水次之。因此不同研究点位的河道水量和土壤水存量是引起总水量差异的主要因素。总水量、河道水、0～20 cm土层土壤水存量汛期与非汛期差异均不大,而沟渠水汛期是非汛期的1.7倍。 7个研究区磷素总存量平均为933 kg/km2,变化范围为117～6220 kg/km2,相差53倍。畜禽养殖场、集约化农田类型研究区磷素总存量分别为760、1111 kg/km2,均高于大田（172 kg/km2）,分别是大田的4.4倍、6.5倍。 河道水总磷、沟渠水总磷、田面水总磷、沟渠0～5 cm底泥和0～5 cm土层土壤水溶性磷5个分量分别平均占磷素总存量的10.5%、0.4%、0.3%、0.1%、88.7%,研究区内农田0～5 cm土层土壤水溶性磷是磷素总存量的主要存在形式。7个研究区中农田0～5 cm土层土壤水溶性磷存量平均为958 kg/km2,变化范围为0～6167 kg/km2。畜禽养殖场、集约化农田类型研究区中农田0～5 cm土层土壤水溶性磷存量分别为270、1038 kg/km2,均高于大田（26 kg/km2）,分别是大田的10.4、39.9倍;浓度分别为40.51、29.87 mg/kg,均远高于大田（0.79 mg/kg）,分别为大田的51.3、37.8倍。大田和畜禽养殖场农田0～20 cm土层土壤矿质氮相差不大,但由于受畜禽养殖研究区中农田面积的较小,畜禽养殖研究区的土壤氮素存量仍低于大田研究区。 3种类型研究区河道水总磷浓度大小顺序为畜禽养殖场>集约化农田>大田,沟渠水总磷浓度和沟渠底泥水溶性磷浓度与河道水总磷浓度一致。 4个农田研究区的磷素总存量及河道水总磷、沟渠水总磷、田面水总磷、沟渠0～5cm底泥和0～5 cm土层土壤水溶性磷5个分量均表现为汛期高于非汛期,汛期分别是非汛期的1.5、2.2、2.1、1.2、1.4、1.5倍。 7个研究区氮素总存量平均为14477 kg/km2,变化范围为3480～51555 kg/km2,相差14.8倍。畜禽养殖场、集约化农田、大田3种类型研究区氮素总存量分别为:3913、17082、5596 kg/km2,集约化农田研究区最高,大田次之,畜禽养殖场最小。 河道水总氮、沟渠水总氮、田面水总氮、沟渠0～5 cm底泥和0～20 cm土层土壤矿质氮5个分量分别平均占氮素总存量的5.7%、0.2%、0.2%、0.2%、93.8%,0～20 cm土层土壤矿质氮是氮总存量的主要存在形式。7个研究区中农田0～20 cm土层矿质氮存量平均为13576 kg/km2,变化范围为0～50900 kg/km2。畜禽养殖场、集约化农田、大田3种类型研究区0～20 cm土层土壤矿质氮存量分别平均为:1143、16309、4635 kg/km2,集约化农田研究区最高,大田次之,畜禽养殖场最小;浓度平均分别为43.0、117.3、33.9 mg/kg,集约化菜地最高,是大田和畜禽养殖场的3.5倍。由于畜禽养殖研究区中农田面积关系,虽然大田和畜禽养殖场农田0～20 cm土层矿质氮相差不大,但是畜禽养殖研究区的土壤氮素存量低于大田研究区。 4个农田类型研究区汛期的氮素总存量、河道水总氮存量、沟渠0～5 cm底泥和0～20 cm土层土壤矿质氮存量与非汛期的差异均不大,而沟渠水总氮存量是非汛期的1.7倍。