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土地利用驅(qū)動(dòng)下洪澤湖支流流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失時(shí)空變化特征

2017-05-12 09:58:17葉祖鑫林晨安艷玲吳起鑫劉斌隋雪艷馬榮華
關(guān)鍵詞:號子水田林地

葉祖鑫,林晨,安艷玲,吳起鑫,劉斌,隋雪艷,馬榮華

(1.貴州大學(xué)喀斯特環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550003;2.中國科學(xué)院流域地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所,南京 210008;3.江蘇省土地開發(fā)整理中心,南京 210017)

土地利用驅(qū)動(dòng)下洪澤湖支流流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失時(shí)空變化特征

葉祖鑫1,2,林晨2*,安艷玲1,吳起鑫1,劉斌3,隋雪艷3,馬榮華2

(1.貴州大學(xué)喀斯特環(huán)境與地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550003;2.中國科學(xué)院流域地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所,南京 210008;3.江蘇省土地開發(fā)整理中心,南京 210017)

選取洪澤湖支流流域,根據(jù)1990、2000、2005、2010年Landsat TM/ETM遙感影像,應(yīng)用泥沙輸移分布模型,計(jì)算出研究區(qū)非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷,研究土地利用變化對非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷的影響。結(jié)果表明,土地利用與非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷息息相關(guān):在2、3號子流域,建設(shè)用地、林地和顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈正相關(guān),主要因?yàn)?號和3號子流域在盱眙及周邊城市需求驅(qū)動(dòng)下,耕地由原來種植水稻轉(zhuǎn)型為蔬菜等高附值經(jīng)濟(jì)作物,種植強(qiáng)度較高,磷肥施肥量增加,造成顆粒態(tài)磷的流失負(fù)荷與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)用地和林地面積變化趨勢相近;4號子流域由于土地類型轉(zhuǎn)變,造成旱地與顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈負(fù)相關(guān);其他子流域大多為水田、旱地與顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈正相關(guān),建設(shè)用地、林地和顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈負(fù)相關(guān)。

顆粒態(tài)磷;土地利用;相關(guān)性;泥沙輸移分布模型

流域非點(diǎn)源條件下磷污染與載荷是水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵誘因,控制流域地表磷流失已經(jīng)成為湖泊水環(huán)境管控的重要途徑。磷在土壤中的存在按物理形態(tài)可以分為溶解態(tài)磷和顆粒態(tài)磷兩大類,顆粒態(tài)磷以吸附在土壤膠體上的形態(tài)存在,可占總磷的95%~99%[1],所以流域內(nèi)的磷流失往往是以顆粒態(tài)的形式輸送至水體中。因此,有效地估算流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷載荷時(shí)空變化特征是實(shí)現(xiàn)湖泊水環(huán)境保護(hù)的基礎(chǔ)與依據(jù)。

傳統(tǒng)的研究方法依賴于大量的點(diǎn)位觀測以及小區(qū)徑流試驗(yàn),但流域污染物載荷存在極強(qiáng)的時(shí)空變異性,僅依靠點(diǎn)位監(jiān)測難以準(zhǔn)確獲取流域尺度上的污染物分布信息。而現(xiàn)有模型通常被分為兩類:物理模型(SWAT、ANSWERS和AGNPS等)和經(jīng)驗(yàn)?zāi)P停≧USLE、SEDD和PLOAD等)[2-5]。物理模型在較小的空間尺度上對污染流失有準(zhǔn)確的估計(jì),但因需要詳細(xì)的野外觀察數(shù)據(jù),使得這些模型不適用于大的空間尺度[6-7]。而經(jīng)驗(yàn)?zāi)P捅粡V泛用于流域監(jiān)測,因其具有結(jié)構(gòu)簡單、資料易于獲取和高效等優(yōu)點(diǎn)[8],所以本文選用經(jīng)驗(yàn)?zāi)P瓦M(jìn)行研究。目前,經(jīng)驗(yàn)?zāi)P投嗍褂眯拚ㄓ盟亮魇Х匠蘎USLE(Revised universal soil loss equation),它基于氣候、土地利用、土壤、地形、植被覆蓋等因素,估算流域內(nèi)土壤侵蝕模數(shù)[9]。本文所采用的泥沙輸移分布模型SEDD(Sediment delivery distributed model)已在RUSLE方程的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),由于引入了泥沙輸移比和土壤中磷含量,可以更精確地估算土壤中顆粒態(tài)營養(yǎng)物質(zhì)的流失。同時(shí),遙感影像和GIS技術(shù)的應(yīng)用,可以獲取流域尺度上長時(shí)間序列的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),解決過去模型缺乏有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù),難以模擬流域尺度上非點(diǎn)源污染時(shí)空變化的問題[10-11]。

在經(jīng)驗(yàn)?zāi)P蛯Ψ屈c(diǎn)源顆粒態(tài)磷的計(jì)算過程中,非點(diǎn)源污染受降雨、地形、土地利用、土壤性質(zhì)、水文過程及人類活動(dòng)等因素影響。土地利用變化是社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件下人類活動(dòng)的集中體現(xiàn),土地利用變化會(huì)使得下墊面的土壤成分、水質(zhì)特征、水文過程等發(fā)生變化,從而直接或間接影響非點(diǎn)源污染的整個(gè)過程[12-13]。

本文選擇洪澤湖流域?yàn)檠芯繀^(qū),采用SEDD經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,運(yùn)用衛(wèi)星遙感與地面采樣監(jiān)測相搭配的星地協(xié)同技術(shù),獲取洪澤湖流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失的時(shí)空變化,并討論它與土地利用變化之間的響應(yīng)關(guān)系。既可以為流域水環(huán)境監(jiān)測和預(yù)警提供數(shù)據(jù)支撐,還可以為流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)提出建議。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于洪澤湖入湖河流淮河(盱眙段)周邊,118°21′~118°36′E,32°51′~33°7′N,流域面積175.4 km2。研究區(qū)地勢西南多丘陵,東北多平原,呈階梯狀傾斜,高低相差200 m,空間差異較大。研究區(qū)地處亞熱帶和暖溫帶過渡氣候區(qū),四季分明,年平均氣溫14.7℃、平均降雨量為1005 mm,降雨多集中在7—9月份,占全年降雨量的60%左右。研究區(qū)土壤類型主要為黃崗?fù)?、粘棕土、暗栗土等,土地利用類型為林地、水田、旱地、建設(shè)用地、濕地、水體等。

1.2 子流域劃分

在流域數(shù)字高程模型(DEM)的基礎(chǔ)上,結(jié)合流域的實(shí)際水系及產(chǎn)匯流特征,SWAT模型將流域劃分為十多個(gè)子流域,選取其中地類、地形特征明顯的5塊子流域作為研究區(qū),如圖1所示。

1.3 非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷定量評價(jià)

SEDD模型在傳統(tǒng)研究使用的修正通用水土流失方程RUSLE的基礎(chǔ)上,將土壤中磷含量和泥沙輸移比引入模型中,并且在30 m×30 m的空間尺度下進(jìn)行計(jì)算[14]。

式中:Par(P)指單位面積顆粒態(tài)磷負(fù)荷,kg·km-2·a-1;Ai指土壤侵蝕模數(shù),t·hm-2·a-1;Psed指土壤中的總磷含量,g·kg-1;SDRi指泥沙輸移比,%,可以通過模型(2)進(jìn)行計(jì)算[15-19]。

式中:K′指阻力截留系數(shù),α為流經(jīng)坡面任一點(diǎn)i處單位等高線長度的匯流面積,β為該點(diǎn)處的坡度。

1990年和2000年磷背景數(shù)據(jù)通過查找土壤志相應(yīng)土種的磷背景值進(jìn)行賦值,柵格化;2005年與2010年磷背景數(shù)據(jù)通過地調(diào)院多目標(biāo)地球化學(xué)數(shù)據(jù),利用反距離權(quán)重法進(jìn)行插值為柵格圖,相對誤差為0.125。

通過修正通用水土流失方程RUSLE計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)。

式中:Ai為年土壤侵蝕量,t·hm-2·a-1;Ri為降雨侵蝕動(dòng)力因子,MJ·mm·hm-2·a-1;Ki為土壤可蝕性因子,Mg·h·MJ-1·mm-1;LSi為坡長坡度因子;Ci為植被覆蓋和作物管理因子;Pi為水土保持措施因子,LSi、Ci、Pi均為無量綱因子。

降雨侵蝕動(dòng)力因子R通過模型(4)進(jìn)行計(jì)算[20]。

式中:Pi為月平均降雨量,mm;P為年平均降雨量,mm。

土壤可蝕性因子指對某一特定土壤內(nèi)在可蝕性的定量化描述,本文采用Sharpley等[21]推出的僅需要土壤質(zhì)地以及有機(jī)碳含量數(shù)據(jù)的土壤可蝕性因子K計(jì)算公式計(jì)算得出。LS因子反映地形對土壤侵蝕的影響,它包括坡長和坡度因素,利用ARCGIS軟件基于30 m分辨率的DEM圖計(jì)算得出流域坡長、坡度空間分布圖;再通過公式(5)分別算出L和S因子[22-23]。

式中:θ表示坡度;μ表示坡長,m。

水土保持P因子是指特定保持措施條件下的土壤流失量與相應(yīng)未實(shí)施保持措施情況下地塊土壤流失量之比。P值一般在0~1之間。本次研究參考相關(guān)學(xué)者的研究結(jié)果[24],確定研究區(qū)不同土地利用類型的P值見表1,將P值賦給不同的土地利用類型,得到P因子圖。

圖1 研究區(qū)示意圖Figure 1 Location of study area

表1 不同土地利用類型的P因子值Table 1 P Value of different land utilization type

植被覆蓋與管理因子C是評價(jià)植被因素抵抗土壤侵蝕能力及準(zhǔn)確估算土壤侵蝕模數(shù)的重要參數(shù),通過歸一化植被指數(shù)NDVI來進(jìn)行計(jì)算[25],見公式(6)。NDVI指數(shù)是一種由遙感傳感器所接收的地物光譜信息而推算得到的反映地表植被狀況的定量值。本次計(jì)算利用Landsate TM影像經(jīng)過輻射定標(biāo)、大氣校正、波段計(jì)算求得月NDVI值,以月NDVI值求平均,獲得NDVI數(shù)據(jù)的年度值。這樣可以準(zhǔn)確反映一年中研究區(qū)植被覆蓋的平均情況,縮小季節(jié)變化的影響[26]。

(1)植被覆蓋度c

(2)植被覆蓋與管理因子C

1.4 數(shù)據(jù)收集

土壤中總磷含量Psed的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷計(jì)算模型中各因子空間數(shù)據(jù)(降雨量、植被覆蓋度等)來源見表2。

表2 非點(diǎn)源磷流失負(fù)荷計(jì)算數(shù)據(jù)來源Table 2 The data source for NPS P loads calculation

1.5 模型驗(yàn)證

由于缺少實(shí)測的顆粒態(tài)磷負(fù)荷數(shù)據(jù),本文采用年輸水量與實(shí)測水樣中的顆粒態(tài)磷濃度推算得到顆粒態(tài)磷負(fù)荷量,將之與模型估算的顆粒態(tài)磷負(fù)荷進(jìn)行對比,驗(yàn)證模型估算精度[27]。徑流量來自于南京地理與湖泊研究所2010年對1、3、4號子流域出水口的定點(diǎn)徑流量監(jiān)測數(shù)據(jù)。實(shí)測的顆粒態(tài)磷濃度數(shù)據(jù)通過2010年對1、3、4號子流域出水口采集的不同季節(jié)的水樣,采用鉬酸銨分光光度法測定而得。

驗(yàn)證結(jié)果如表3所示。2010年,1號子流域的相對誤差最大,為12.26%;4號子流域的相對誤差最小,為8.4%。模擬結(jié)果表明所建立的非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失模型具有一定的模擬精度。

表3 不同子流域顆粒態(tài)磷流失量模擬值與實(shí)際值對比分析Table 3 Comparison between calculated and measured particulate phosphorus loss load

2 結(jié)果與討論

2.1 研究區(qū)土地利用變化情況

研究區(qū)土地利用類型主要分為六類,計(jì)算和統(tǒng)計(jì)結(jié)果見圖2~圖4。從圖2和圖3可以看出,研究區(qū)整體土地利用結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為水田面積比例最大,在34%~40%之間,其他地類面積比例在20%以下。變化最快的是建設(shè)用地,1990—2010年增加了接近80%的用地量;林地和旱地面積比例變化不快。

各子流域土地利用結(jié)構(gòu)如圖4所示。1號子流域水田面積較大,占子流域總面積的50%;2號和3號子流域位于盱眙縣郊區(qū),隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,城鎮(zhèn)化效應(yīng)顯著,近20年來建設(shè)用地面積分別增長了40%和105%,水田面積分別減少了25%和50%;4號子流域大部分面積位于丘陵地帶,和1號子流域一樣以水田面積居多,占60%以上;5號子流域也位于丘陵地帶,林地面積相比其他子流域最多,達(dá)到30%,水田、旱地面積比例在20%~30%之間。

2.2 非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷的時(shí)空分布特征

采用SEDD經(jīng)驗(yàn)?zāi)P凸浪惴椒?,?jì)算得到洪澤湖支流流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷如圖5和表4所示。

圖2 1990—2010年研究區(qū)土地利用情況示意圖Figure 2 Land use of study area from 1990 to 2010

圖3 1990—2010年研究區(qū)土地利用變化Figure 3 Land use change of study area from 1990 to 2010

由圖5和表4可知,1990—2010年,全流域顆粒態(tài)磷流失量及流失負(fù)荷出現(xiàn)先增后減的趨勢,在2000年達(dá)到較高值,流失量為117.51 t·a-1,流失負(fù)荷為0.67 t·km-2·a-1。各子流域間,1號、4號和5號子流域顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷逐漸降低,2號和3號子流域流失負(fù)荷逐漸增加。

表4 各子流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷Table 4 NPS particulate P loads in each sub-basin

空間上,1號、3號和4號子流域顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷低于0.25 t·km-2·a-1,2號和5號子流域流失負(fù)荷相對較高,大于0.44 t·km-2·a-1。3號與5號子流域的顆粒態(tài)磷流失量較高:3號子流域占地面積36 km2,面積比率為20.5%,研究期間對研究區(qū)顆粒態(tài)磷流失總量的貢獻(xiàn)率在7%~14%之間;5號子流域占地面積為13 km2,面積比率為7%,研究期間對研究區(qū)顆粒態(tài)磷流失總量的貢獻(xiàn)率在9%~13.7%之間。

2.3 非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷與土地利用之間的關(guān)系

同一子流域不同年份土地利用類型比例與顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷相關(guān)關(guān)系見表5。

1號子流域主要土地類型為水田,占子流域總面積的50%左右,其水田、旱地和顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈正相關(guān),林地和顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈負(fù)相關(guān)。曾立雄等[28]研究發(fā)現(xiàn),三峽庫區(qū)蘭陵溪小流域農(nóng)田磷流失負(fù)荷要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他幾種地類;歐陽威等[29]對巢湖區(qū)域1996—2012年期間不同土地利用類型面源磷流失負(fù)荷進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)水田、旱地流失負(fù)荷最大,草地、林地次之??梢姡锖秃档卦诮涤赀^程中土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)容易隨著徑流流失,相應(yīng)的磷流失負(fù)荷較大,而林地的水土保持能力相對較好,降雨截留作用明顯[30],表明相同面積下林地的磷流失負(fù)荷要低于水田和旱地。

表5 土地利用類型與顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷相關(guān)系數(shù)Table 5 Correlation coefficients between NPS particulate P loads and land use types

圖4 1990—2010年各子流域土地利用變化Figure 4 Land use changes in buffer zones from 1990 to 2010

圖5 1990—2010年研究區(qū)非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷空間分布圖Figure 5 The spatial distribution of NPS particulate P loads from 1990 to 2010

與其他子流域不同,在2號和3號子流域中,建設(shè)用地和林地與顆粒態(tài)磷流失量呈正相關(guān),原因主要來自兩方面。一方面隨著我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展,城市人口大幅度增加,2號和3號子流域位于盱眙郊區(qū),在盱眙及周邊城市需求驅(qū)動(dòng)下,城市周邊農(nóng)田由原來種植水稻轉(zhuǎn)型為蔬菜等高附加值經(jīng)濟(jì)作物,并且蔬菜多季節(jié)種植,種植強(qiáng)度高。資料顯示1998—2006年期間,盱眙縣蔬菜播種總面積從0.87萬hm2增加到1.41萬hm2[31-32],可見蔬菜播種面積快速增長。沈連峰等[33]在河南省淮河流域采集了降雨期間不同土地利用類型下的地表徑流,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,蔬菜地徑流總磷濃度為4.98 mg·L-1,水稻田徑流總磷濃度為1.51 mg· L-1,蔬菜地的磷流失量是水稻田的3倍以上;向速林等[34]采集了贛江下游流域蔬菜和水田等土地利用類型的降雨徑流,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示蔬菜地的總磷和磷酸鹽的濃度分別是水田的2.2倍和2.9倍??梢?,農(nóng)田種植作物的變化會(huì)產(chǎn)生更多的磷流失量,因此2號和3號子流域雖然農(nóng)田面積降低,但是顆粒態(tài)磷流失量反而增加。另一方面,由于2、3號子流域位于城市周邊,經(jīng)濟(jì)發(fā)展及城市綠化促使建設(shè)用地面積和人工林面積逐漸增加,同時(shí)子流域中顆粒態(tài)磷流失量也在逐年增加,所以出現(xiàn)了建設(shè)用地、林地與顆粒態(tài)磷流失量呈正相關(guān)的現(xiàn)象。

4號和5號子流域的丘陵水田面積較大,丘陵地區(qū)較大的地勢高差和較強(qiáng)的降水會(huì)導(dǎo)致該區(qū)域水土流失嚴(yán)重[35]。張韶華[36]研究表明,當(dāng)15°以上的草地、林地改為耕地時(shí),總磷的流失負(fù)荷增加了89%;將15°以上的耕地和裸地全部轉(zhuǎn)化為林地時(shí),總磷的流失負(fù)荷減少23%。由此可知耕地相對林地和裸地而言,更容易發(fā)生水土流失,造成泥沙和土壤中的磷素輸出至水體,出現(xiàn)僅有耕地與顆粒態(tài)磷呈正相關(guān)的現(xiàn)象。由于河橋鎮(zhèn)黃龍村大量植樹造林活動(dòng)[37],引起水田面積明顯下降,林地面積增加(圖4),造成顆粒態(tài)磷流失量降低,同時(shí)旱地面積占比僅為5%~6.3%,受到植樹造林活動(dòng)的影響較小,面積緩慢增長,與顆粒態(tài)磷流失量變化趨勢相反,故4號子流域出現(xiàn)旱地與顆粒態(tài)磷流失量呈負(fù)相關(guān)的現(xiàn)象。

3 結(jié)論

(1)研究區(qū)水田面積比例最大,范圍在34%~40%;建設(shè)用地面積增長最快,研究期間增長了80%。各子流域中,處于城市周邊的2號、3號子流域建設(shè)用地增長最快,4號與5號子流域處于丘陵地帶,坡度、林地面積相對其他子流域較大。

(2)研究區(qū)在2000年時(shí)顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷最大,為0.67 t·km-2·a-1,各子流域間,1號、3號和4號子流域顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷低于0.25 t·km-2·a-1,2號和5號子流域流失負(fù)荷相對較高,大于0.44 t·km-2·a-1。3號與5號子流域的顆粒態(tài)磷流失量較高,研究期間對研究區(qū)顆粒態(tài)磷流失量的貢獻(xiàn)率分別為7%~14%和9%~13.7%。

(3)盱眙縣城周邊的2號和3號子流域,建設(shè)用地、林地與顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈正相關(guān),主要因?yàn)楦乩梅绞接煞N植水稻轉(zhuǎn)向種植蔬菜,帶來更多的顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷,與建設(shè)用地和林地面積增長趨勢相符。4號子流域受到大量植樹造林活動(dòng)的影響,顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷明顯下降,與呈現(xiàn)緩慢增長的旱地面積表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)。其他子流域多為旱地、水田與顆粒態(tài)磷流失負(fù)荷呈現(xiàn)正相關(guān),林地、建設(shè)用地與顆粒態(tài)磷負(fù)荷呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)。

致謝:感謝中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所“湖泊-流域科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)”提供的洪澤湖流域、土地利用、氣象等數(shù)據(jù)。感謝貴州大學(xué)喀斯特重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對數(shù)據(jù)分析提供的幫助。感謝中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所“湖泊環(huán)境遙感團(tuán)隊(duì)”熊俊峰、閔敏等在樣點(diǎn)采集中提供的幫助。在此一并致謝!

[1]王曉峰,任志遠(yuǎn).近14年榆林北六縣土地利用變化及驅(qū)動(dòng)力分析[J].水土保持研究,2006,13(6):201-203.

WANG Xiao-feng,REN Zhi-yuan.Analysis of land use change and driving force in wind drift sand region:A case study of Shenmu County[J].Research of Soil and Water Conservation,2006,13(6):201-203.

[2]Beasley D B,Huggins L F,Monke E J.ANSWERS:A model for watershed planning[J].Transactions of the ASAE,1980,23(4):938-944.

[3]Wang H,Zhang W,Song H,et al.Spatial evaluation of complex nonpoint source pollution in urban-rural watershed using fuzzy system[J].Journal of Hydroinformatics,2014,16(1):114-129.

[4]Gburek W J,Sharpley A N.Hydrologic controls on phosphorus loss from upland agricultural watersheds[J].Journal of Environmental Quality, 1998,27(2):267-277.

[5]Shen Z Y,Hong Q,Chu Z,et al.A framework for priority non-point source area identification and load estimation integrated with APPI and PLOAD model in Fujiang Watershed,China[J].Agricultural Water Management,2011,98(6):977-989.

[6]Mcdowell R W,Sharpley A N,Chalmers A T.Land use and flow regime effects on phosphorus chemical dynamics in the fluvial sediment of the Winooski River,Vermont[J].Ecological Engineering,2002,18(4):477-487.

[7]Bechmann M,Stalnacke P,Kvoerno S,et al.Integrated tool for risk assessment in agricultural management of soil erosion and losses of phosphorus and nitrogen[J].Science of the Total Environment,2009,407(2):749-759.

[8]He B,Kanae S,Oki T,et al.Assessment of global nitrogen pollution in rivers using an integrated biogeochemical modeling framework[J].Water Research,2011,45(8):2573-2586.

[9]Terranova O,Antronico L,Coscarelli R,et al.Soil erosion risk scenarios in the Mediterranean environment using RUSLE and GIS:An application model for Calabria(Southern Italy)[J].Geomorphology,2009,112(3/4):228-245.

[10]Fu G,Chen S,Mccool D K.Modeling the impacts of no-till practice on soil erosion and sediment yield with RUSLE,SEDD,and ArcView GIS [J].Soil&Tillage Research,2006,85(1):38-49.

[11]Jain M K,Kothyari U C.Estimation of soil erosion and sediment yield using GIS[J].Hydrological Sciences Journal,2000,45(5):771-786.

[12]喬敦.三峽庫區(qū)紫色土坡耕地吸附態(tài)氮磷污染負(fù)荷模擬研究[D].重慶:重慶大學(xué),2012.

QIAO Dun.Study on simulation of absorbed nitrogen and phosphorus quantityof slope farmland with purple in Three Gorges reservoir area[D]. Chongqing:Chongqing University,2012.

[13]韓趙欽.基于SWAT模型的滇池流域不同土地利用配置下的非點(diǎn)源污染研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.

HAN Zhao-qin.Research on non-point source pollution caused by land use allocation of Dianchi watershed based on SWAT model[D]. Wuhuan:Huazhong Agricultural University,2013.

[14]Cui G.Quantitative evaluation of nonpoint pollution of Taihu watershed using geographic information system[J].Journal of Lake Sciences,2003, 15(3):236-244.

[15]Sheridan J M,Lowrance R,Bosch D D.Management effects on runoff and sediment transport in riparian forest buffers[J].Transactions of the ASAE,1999,42(1):55-64.

[16]Daniels R B,Gilliam J W.Sediment and chemical load reduction by grass and riparian filters[J].Soil Science Society of America Journal, 1996,60(1):246-251.

[17]吳楠,蘇德畢力格,高吉喜,等.基于格局和過程的流域生態(tài)系統(tǒng)減輕入庫泥沙服務(wù)及價(jià)值:以雅礱江二灘水庫為例[J].中國環(huán)境科學(xué),2011,31(10):1751-1760.

WU Nan,SUDE Bilige,GAO Ji-xi,et al.Evaluation of a watershed ecosystem service for avoiding reservoir sedimentation and its economic value based on pattern and process:A case study from Ertan reservoir in Yalong River[J].China Environmental Science,2011,31(10):1751-1760.

[18]趙新峰,陳利頂,楊麗蓉,等.基于水流路徑與景觀單元相互作用的非點(diǎn)源污染模擬研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2010,30(3):621-630.

ZHAO Xin-feng,CHEN Li-ding,YANG Li-rong,et al.Modeling nonpoint pollution based on interactions between flow path and landscape units[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2010,30(3):621-630.

[19]潘成忠,上官周平.不同坡度草地含沙水流水力學(xué)特性及其攔沙機(jī)理[J].水科學(xué)進(jìn)展,2007,18(4):490-495.

PAN Cheng-zhong,SHANGGUAN Zhou-ping.Sediment-laden flow characteristics and sediment suppression mechanism of different slope [J].Advances in Water Science,2007,18(4):490-495.

[20]Wischmeier W H,Smith D D.Predicting rainfall erosion losses:A guide to conservation planning[M]//United states dept.of agriculture. agriculture handbook.1978,537.

[21]Sharpley A N,Williams J R.EPIC-erosion/productivity impact calculator:1.Model documentation[J].Technical Bulletin-United States Department of Agriculture,2010,4(4):206-207.

[22]Mccool D K,Brown L C,Foster G R,et al.Revised slope steepness factor for the universal soil loss equation[J].Transactions of the ASAE, 1987,30(5):1387-1396.

[23]Onyando J O,Kisoyan P,Chemelil M C.Estimation of potential soil erosion for river Perkerra catchment in Kenya[J].Water Resources Management,2005,19(2):133-143.

[24]趙磊,袁國林,張琰,等.基于GIS和USLE模型對滇池寶象河流域土壤侵蝕量的研究[J].水土保持通報(bào),2007,27(3):42-46.

ZHAO Lei,YUAN Guo-lin,ZHANG Yan,et al.The amount of soil erosion in Baoxiang watershed of Dianchi Lake based on GIS and USLE[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2007,27(3):42-46.

[25]Durigon V L,Carvalho D F,Antunes M A H,et al.NDVI time series for monitoring RUSLE cover management factor in a tropical watershed[J].International Journal Remote Sensing,2014,35(2):441-453.

[26]楊紹鍔,譚裕模,胡鈞銘.基于NDVI的廣西近十年植被變化特征分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2012,43(11):1783-1788.

YANG Shao-e,TAN Yu-mo,HU Jun-ming.Analysis of Guangxi vegetation variation characteristics during recent decade based on NDVI[J].Journal of Southern Agriculture,2012,43(11):1783-1788.

[27]臧玉珠,林晨,金志豐,等.土地利用變化下沿海地區(qū)吸附態(tài)磷負(fù)荷動(dòng)態(tài)變化研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2016,25(7):1093-1102.

ZANG Yu-zhu,LIN Chen,JIN Zhi-feng,et al.Research on the dynamic change of absorbed phosphorus load under land use change background in the coastal areas[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2016,25(7):1093-1102.

[28]曾立雄,肖文發(fā),黃志霖,等.三峽庫區(qū)蘭陵溪小流域養(yǎng)分流失特征[J].環(huán)境科學(xué),2013,34(8):3035-3042.

ZENG Li-xiong,XIAO Wen-fa,HUANG Zhi-lin,et al.Characteristics of nutrient loss of Lanlingxi watershed in the Three Gorges reservoir area[J].Environmental Science,2013,34(8):3035-3042.

[29]歐陽威,黃浩波,蔡冠清.巢湖地區(qū)無監(jiān)測資料小流域面源磷污染輸出負(fù)荷時(shí)空特征[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2014,34(4):1024-1031.

OUYANG Wei,HUANG Hao-bo,CAI Guan-qing.Temporal and spatial characteristics of diffuse phosphorus pollution in the watershed without monitoring data at Chaohu Lake[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2014,34(4):1024-1031.

[30]曾赟,魏琳.川中紫色丘陵區(qū)徑流泥沙SWAT模型的模擬應(yīng)用分析[J].地球信息科學(xué)學(xué)報(bào),2013,15(3):401-407.

ZENG Yun,WEI Lin.Simulation and application of SWAT model for runoff and sediment in purple hilly area[J].Journal of Geo-Information Science,2013,15(3):401-407.

[31]袁長兵,谷文書,邱學(xué)榮.盱眙縣蔬菜產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展對策[J].吉林蔬菜,2007(4):80-81.

YUAN Chang-bing,GU Wen-shu,QIU Xue-rong.Present situation and development countermeasures of vegetable industry in Xuyi County [J].Jilin Vegetables,2007(4):80-81.

[32]趙培勤,于文化.盱眙蔬菜產(chǎn)業(yè)適度規(guī)模經(jīng)營調(diào)查[J].江蘇農(nóng)村經(jīng)濟(jì),2010(5):30.

ZHAO Pei-qin,YU Wen-hua.Investigation on moderate scale operation of vegetable industry[J].Jiangsu Rural Economy,2010(5):30.

[33]沈連峰,苗蕾,韓敏,等.河南省淮河流域不同土地利用類型氮磷流失的特征分析[J].水土保持學(xué)報(bào),2012,26(4):77-80.

SHEN Lian-feng,MIAO Lei,HAN Min,et al.Characteristics analysis of nitrogen and phosphorus loss about different land use types of Huaihe River basin in Henan Province[J].Journal of Soil and Water Conservation,2012,26(4):77-80.

[34]向速林.贛江流域農(nóng)田地表徑流氮磷遷移與流失研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào),2013,22(7):1204-1207.

XIANG Su-lin.Study on the movement and loss of nitrogen and phosphorus in surface runoff of farmland in Ganjiang river basin[J].Ecology and Environmental Sciences,2013,22(7):1204-1207.

[35]李恒鵬,劉曉玫,黃文鈺.太湖流域浙西區(qū)不同土地類型的面源污染產(chǎn)出[J].地理學(xué)報(bào),2004,59(3):401-408.

LI Heng-peng,LIU Xiao-mei,HUANG Wen-yu.Non-point source pollution output of different land types in the west of Taihu Lake[J].Geographica Sinica,2004,59(3):401-408.

[36]張韶華.基于GIS與SWAT模型的滇池流域不同坡度下土地利用/覆被變化對農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染的影響研究[D].昆明:云南師范大學(xué), 2014.

ZHANG Shao-hua.Effects of land use and land cover change on agricultural non-point source pollution at different slopes in Dianchi Lake basin based on GIS and SWAT model[D].Kunming:Yunnan Normal University,2014.

[37]姜采藍(lán),袁孝春,李光明.盱眙:真金白銀綠化造林[N].淮安日報(bào), 2014-03-28B01.

JIANG Cai-lan,YUAN Xiao-chun,LI GUANG-ming.Xuyi:Real money and afforestation[N].Huaian Daily,2014-03-28B01.

Temporal and spatial distribution characteristics of NPS particulate phosphorus driven by land use in Hongze Lake tributary basin

YE Zu-xin1,2,LIN Chen2*,AN Yan-ling1,WU Qi-xin1,LIU Bin3,SUI Xue-yan3,MA Rong-hua2
(1.Key Laboratory of Karst Environment and Geohazard Prevention,Guizhou University,Guiyang 550003,China;2.Key Laboratory of Watershed Geographic Sciences,Institute of Geography and Limnology,Chinese Academy of Sciences,Nanjing 210008,China;3.Land Development and Consolidation Center of Jiangsu Province,Nanjing 210017,China)

Land use changes greatly influence non-point source particulate phosphorus pollution.Here,the effect of land types changes non-point source particulate phosphorus pollution was studied based on remote sensing image(Landsat TM/ETM)in 1990,2000,2005 and 2010 using the method of sediment delivery-distribution model.The results showed:There was a close relationship between land use types and non-point source(NPS)particulate phosphorus load.In the region of NO.2 and NO.3 sub-basins,constructed land and forest had significant positive correlation with particulate phosphorus load.Driven by the demand of Xuyi and surrounding cities.The arable land which in NO.2 and NO.3 sub-basins were conversed from the original cultivation of rice to vegetables and other high added value crops.For increasing application rate of phosphorus fertilizer,particulate phosphorus load increased which is close to the change trend of constructed land and forest.Dry land had negative correlation with particulate phosphorus load in NO.4 sub-basin,which is resulting of changing crop types.In the other sub-basins,mostly appearing that paddy field and dry land had significant positive correlation with particulate phosphorus load,but forest and constructed land reversed.

particulate phosphorus;land use;correlation;SEDD model

X524

A

1672-2043(2017)04-0734-09

10.11654/jaes.2016-1371

2016-10-27

葉祖鑫(1991—),江蘇南京人,碩士研究生,主要從事流域面源污染研究。E-mail:244334038@qq.com

*通信作者:林晨E-mail:clin@niglas.ac.cn

國家自然科學(xué)基金面上基金項(xiàng)目(41671284)

Project supported:The National Natural Science Foundation of China(41671284)

葉祖鑫,林晨,安艷玲,等.土地利用驅(qū)動(dòng)下洪澤湖支流流域非點(diǎn)源顆粒態(tài)磷流失時(shí)空變化特征[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2017,36(4):734-742.

YE Zu-xin,LIN Chen,AN Yan-ling,et al.Temporal and spatial distribution characteristics of NPS particulate phosphorus driven by land use in Hongze Lake tributary basin[J].Journal of Agro-Environment Science,2017,36(4):734-742.

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