張 辰, 陸建忠*, 陳曉玲,2
(1.武漢大學(xué) 測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430029;2.江西師范大學(xué) 鄱陽(yáng)湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南昌 330022)
基于輸出系數(shù)模型的云南洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究
張 辰1, 陸建忠1*, 陳曉玲1,2
(1.武漢大學(xué) 測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 武漢 430029;2.江西師范大學(xué) 鄱陽(yáng)湖濕地與流域研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南昌 330022)
以洱海流域北部羅時(shí)江、彌苴河、永安江3個(gè)子流域作為實(shí)驗(yàn)區(qū),利用輸出系數(shù)模型對(duì)子流域內(nèi)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮、磷污染進(jìn)行估算,結(jié)合羅時(shí)江、彌苴河、永安江水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)模型輸出系數(shù)進(jìn)行率定和驗(yàn)證,得到一組適用于洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染估算的輸出系數(shù).利用該組輸出系數(shù),對(duì)洱海流域范圍內(nèi)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮、磷污染負(fù)荷進(jìn)行估算.研究表明:氮、磷污染空間分布具有一致性,鄉(xiāng)鎮(zhèn)污染輸出于地域分布中呈現(xiàn)出“南北高中間低”的趨勢(shì).不同非點(diǎn)源氮污染貢獻(xiàn)率依次為大牲畜養(yǎng)殖>農(nóng)村生活排放>種植業(yè)>生豬養(yǎng)殖,不同非點(diǎn)源磷污染貢獻(xiàn)率依次為種植業(yè)>農(nóng)村生活排放>生豬養(yǎng)殖>大牲畜養(yǎng)殖.
輸出系數(shù)模型; 農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染; 洱海流域; TN; TP
在農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū),農(nóng)業(yè)活動(dòng)排放的氮、磷是區(qū)域內(nèi)非點(diǎn)源氮、磷污染的主要來(lái)源.農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染具有空間尺度大、時(shí)間跨度大、過(guò)程復(fù)雜且難以控制的特點(diǎn),基于物理原理的建模困難較大、要求條件較高,且一般只適用于該區(qū)域[1].輸出系數(shù)模型對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染產(chǎn)匯輸移的過(guò)程進(jìn)行了黑箱式的處理,規(guī)避了其過(guò)程的復(fù)雜性與隨機(jī)性,運(yùn)算簡(jiǎn)便,所需參數(shù)少,且能保證一定的精度[2].20世紀(jì)70年代初期,美國(guó)、加拿大在研究土地利用-營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷-湖泊富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)系的過(guò)程中,首次提出并應(yīng)用了輸出系數(shù)法.英國(guó)學(xué)者Johnes于1996年對(duì)輸出系數(shù)法進(jìn)行了優(yōu)化,將模型進(jìn)一步細(xì)分為土地利用、牲畜養(yǎng)殖、人口等項(xiàng),并考慮了空氣沉降等因素,提高了模型應(yīng)用的可靠性[3].蔡明等考慮了流域內(nèi)污染物輸移的損失及降雨的影響,引入了流域損失系數(shù)及降雨影響系數(shù),使模型機(jī)理更明確,模擬更符合實(shí)際[4].丁曉雯等在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步考慮了地形的影響,引入了地形影響因子,模型在大尺度流域的模擬精度得到明顯提高[5].
云南洱海流域農(nóng)業(yè)活動(dòng)顯著,農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染呈現(xiàn)出日益嚴(yán)重的趨勢(shì).本研究基于輸出系數(shù)模型,考慮入河系數(shù),利用子流域?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出系數(shù)的率定,以期得到適用于整個(gè)流域的輸出系數(shù).在此基礎(chǔ)上,對(duì)全流域的氮、磷污染負(fù)荷進(jìn)行估算,并進(jìn)行污染源類別及空間分布的分析,為云南洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染估算提供參考方法,并對(duì)污染控制提供技術(shù)支持.
1.1研究區(qū)域概況
洱海位于云南省大理白族自治州境內(nèi),地跨洱源縣、大理市兩縣市,流域面積約2 565 km2,其中湖泊面積約249.4 km2.流域北部有羅時(shí)江、彌苴河、永安江等3條江河匯入洱海,東部有海潮河、玉龍溪等注入,西部則有蒼山十八溪流入,南部接納波羅江來(lái)水.其中,北部羅時(shí)江、彌苴河、永安江三條江河入湖量之和占洱海地表徑流入湖總量的50%[6],且該三條江河流域內(nèi)農(nóng)業(yè)活動(dòng)顯著,農(nóng)田用水、居民生活污水等多以地表徑流的方式排入河道.洱海流域?yàn)樾×饔騾^(qū)域,羅時(shí)江、彌苴河、永安江3個(gè)子流域率定得到的輸出系數(shù)同樣適用于整個(gè)流域范圍[7].洱海流域水系及水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)如圖1所示.
圖1 洱海流域水系及水質(zhì)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)示意圖Fig.1 Schematic diagram of water system and water quality monitoring stations in Lake Earhai watershed
1.2數(shù)據(jù)準(zhǔn)備
本研究中用到的數(shù)據(jù)包括2010年洱海流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)普查數(shù)據(jù)中的畜禽養(yǎng)殖及人口數(shù)據(jù)、行政村空間分布數(shù)據(jù)、洱海流域水文水系數(shù)據(jù)、洱海流域地形數(shù)據(jù)(DEM,Digital Elevation Model,數(shù)字高程模型)及羅時(shí)江、彌苴河、永安江等3條江河水質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).
研究中利用洱海流域內(nèi)各行政村空間分布數(shù)據(jù)(經(jīng)緯度坐標(biāo))、洱海水系數(shù)據(jù)及洱海流域DEM,進(jìn)行羅時(shí)江、彌苴河、永安江3條江河子流域的范圍劃分,及各行政村子流域歸屬的劃分.
2.1模型原理
輸出系數(shù)模型是一種基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的線性數(shù)學(xué)模型,模型僅考慮應(yīng)用對(duì)象中的輸入量及輸出量,而對(duì)復(fù)雜的中間過(guò)程不予考慮.輸出系數(shù)模型的一般表達(dá)式為:
(1)
式中,Li為污染物i在該研究區(qū)域的總負(fù)荷量;Eij為污染物i在第j種土地利用或牲畜、人口中的輸出系數(shù);Aj為第j種土地利用類型的面積或牲畜、人口數(shù)量;P為由降雨輸入的污染物負(fù)荷量.
研究中進(jìn)一步考慮入河系數(shù)的影響,入河系數(shù)是指流域出口斷面非點(diǎn)源污染負(fù)荷實(shí)測(cè)值與流域非點(diǎn)源污染實(shí)際輸出量之比,表征了非點(diǎn)源污染物輸移過(guò)程中的損失程度.由于目前洱海流域缺乏入湖系數(shù)的相關(guān)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn),因此通過(guò)參考相似區(qū)域研究成果以確定入河系數(shù)[8-9],其數(shù)值如表1所示.
表1 洱海流域非點(diǎn)源污染入河系數(shù)
因此,對(duì)上述模型修正為:
(2)
式中,λj為第j種土地利用或牲畜、人口等的入河系數(shù),其余各量的意義未變.
2.2輸出系數(shù)的確定
輸出系數(shù)模型規(guī)避復(fù)雜的物理過(guò)程而著重考慮經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,因此確定合理輸出系數(shù)顯得尤為重要.就國(guó)內(nèi)該模型的應(yīng)用研究而言,主要有3種方法確定輸出系數(shù):查閱文獻(xiàn)法、野外監(jiān)測(cè)法及數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法[10].研究中采用查閱文獻(xiàn)的方法,選取與研究區(qū)域自然、地理、人文等條件相似的云南滇池、四川、重慶等區(qū)域已有研究成果,作為輸出系數(shù)選取的初始條件及率定范圍,然后通過(guò)比較模擬值與實(shí)測(cè)值,調(diào)整輸出系數(shù),對(duì)羅時(shí)江、彌苴河、永安江三個(gè)子流域進(jìn)行綜合分析對(duì)比,規(guī)避某一子流域模擬值與實(shí)測(cè)值誤差過(guò)大的情況,以選取一組較適用于整個(gè)研究區(qū)域范圍內(nèi)的輸出系數(shù).此外,參考《第一次全國(guó)污染普查畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊(cè)》及朱建春[11]等研究結(jié)果,確定大牲畜、豬、羊、家禽的輸出系數(shù)值(相同單位條件下)依次遞減,并以此作為輔助率定條件.相應(yīng)的資料及率定結(jié)果如表2所示.
將文獻(xiàn)[14-15]、[18]中模型模擬結(jié)果與率定結(jié)果進(jìn)行對(duì)比(見(jiàn)表5、表6),結(jié)果表明:永安江子流域誤差均較大,這與子流域劃分及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集有關(guān);系數(shù)率定對(duì)模型于各子流域應(yīng)用起到了一定的平差作用,使輸出系數(shù)更適用于整個(gè)流域范圍,規(guī)避了模型應(yīng)用過(guò)程中于某處誤差較小而另一處誤差相對(duì)較大情況的發(fā)生.通過(guò)模型運(yùn)用發(fā)現(xiàn),輸出系數(shù)模型參數(shù)少且意義簡(jiǎn)單[20],模型運(yùn)算快速,可作為一種有效處理農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究的方法.但由于各輸出系數(shù)物理意義的欠缺,為了保證模型應(yīng)用的穩(wěn)定性,系數(shù)率定顯得尤為必要.
表2 相關(guān)流域TN輸出系數(shù)取值
表3 相關(guān)流域TP輸出系數(shù)取值
表4 率定后農(nóng)業(yè)源污染輸出系數(shù)表
表5 小流域TN率定前后結(jié)果比較
表6 小流域TP率定前后結(jié)果比較
確定洱海流域輸出系數(shù)后,可對(duì)洱海流域內(nèi)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染負(fù)荷進(jìn)行估算.結(jié)果表明,對(duì)入湖TN貢獻(xiàn)較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別為三營(yíng)鎮(zhèn)、茈碧湖鎮(zhèn)、右所鎮(zhèn)、上關(guān)鎮(zhèn)、喜洲鎮(zhèn)、鳳羽鎮(zhèn)及鳳儀鎮(zhèn),依次為73.19、70.51、63.58、45.88、42.49、40.48及37.45t/a.對(duì)入湖TP貢獻(xiàn)較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)分別為三營(yíng)鎮(zhèn)、茈碧湖鎮(zhèn)、右所鎮(zhèn)、喜洲鎮(zhèn)、鳳儀鎮(zhèn)、鳳羽鎮(zhèn)及上關(guān)鎮(zhèn),依次為8.07、6.90、6.32、5.33、4.87、4.86t/a.就鄉(xiāng)鎮(zhèn)空間分布而言(見(jiàn)圖2),上述農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染貢獻(xiàn)較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)多集中在流域北部及南部地區(qū),這與該區(qū)域農(nóng)業(yè)活動(dòng)發(fā)達(dá),而中部地區(qū)旅游業(yè)發(fā)達(dá)的實(shí)際相一致.
研究表明(見(jiàn)圖3),大牲畜養(yǎng)殖、農(nóng)村生活排放、水田旱地種植、生豬養(yǎng)殖對(duì)流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染排放貢獻(xiàn)較大并依次遞減,輸出量依次為243.89、150.23、114.50、40.39t/a,對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染輸出的貢獻(xiàn)比依次為:44.07%、27.14%、20.69%、7.30%.水田旱地種植、農(nóng)村生活排放、生豬養(yǎng)殖、大牲畜養(yǎng)殖對(duì)流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源磷污染排放貢獻(xiàn)較大并依次遞減,輸出量依次為27.87、18.03、7.64、7.31t/a,對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染輸出的貢獻(xiàn)比依次為:44.77%、28.96%、12.27%、11.74%.因此,對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)污染源研究中,主要對(duì)農(nóng)村生活、水田旱地種植、大牲畜養(yǎng)殖及生豬養(yǎng)殖進(jìn)行分析對(duì)比.
圖2 洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)入湖TN、TP量(2010)Fig.2 Agricultural TN and TP contribution of every administrative village in Lake Erhai watershed(2010)
圖3 洱海流域內(nèi)主要農(nóng)業(yè)污染源貢獻(xiàn)示意圖Fig.3 Schematic diagram of the main agricultural pollution sources in Lake Erhai watershed
對(duì)洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染來(lái)源研究發(fā)現(xiàn)(見(jiàn)圖4),大牲畜養(yǎng)殖對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染貢獻(xiàn)均較為突出,鄧川鎮(zhèn)、上關(guān)鎮(zhèn)、茈碧湖鎮(zhèn)大牲畜養(yǎng)殖對(duì)各自鄉(xiāng)鎮(zhèn)氮排放的貢獻(xiàn)比依次達(dá)到60.24%、56.15%、55.74%,銀橋鎮(zhèn)、挖色鎮(zhèn)、大理鎮(zhèn)大牲畜養(yǎng)殖貢獻(xiàn)相對(duì)降低,但對(duì)本鄉(xiāng)鎮(zhèn)氮排放的貢獻(xiàn)也依次達(dá)到24.98%、23.21%、15.36%.大牲畜養(yǎng)殖對(duì)氮排放貢獻(xiàn)較大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)多集中在流域北部,環(huán)洱海各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中農(nóng)村生活貢獻(xiàn)則較大,其中,大理鎮(zhèn)、鳳儀鎮(zhèn)、喜洲鎮(zhèn)、銀橋鎮(zhèn)、挖色鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)農(nóng)村生活排放占本鄉(xiāng)鎮(zhèn)氮排放的比例依次為:52.92%、42.65%、40.13%、37.49%、37.33%、34.71%,這與該區(qū)域旅游業(yè)較發(fā)達(dá)且有關(guān),與翟玥等[21]研究成果一致.就種植業(yè)而言,水田種植對(duì)洱海西部灣橋鎮(zhèn)、銀橋鎮(zhèn)、大理鎮(zhèn)影響最大,其貢獻(xiàn)占本鄉(xiāng)鎮(zhèn)氮排放的比例依次為25.09%、23.77%、20.82%,這與該區(qū)域河網(wǎng)分布密集有關(guān).流域內(nèi)整體而言,旱地種植對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染影響均較小,就其空間分布,洱海流域北部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的影響大于洱海流域中部及南部各鄉(xiāng)鎮(zhèn).生豬養(yǎng)殖的影響主要見(jiàn)于洱海流域東部各鄉(xiāng)鎮(zhèn),挖色鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)生豬養(yǎng)殖貢獻(xiàn)比最大,依次為18.75%、13.29%,這與該鄉(xiāng)鎮(zhèn)形成仔豬養(yǎng)殖示范區(qū)[22]有一定的關(guān)系.
圖4 洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染源貢獻(xiàn)比Fig.4 Contribution ratio of agricultural NPS source Nitrogen pollution sources in Lake Erhai watershed
與洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染相比,種植業(yè)對(duì)磷污染的貢獻(xiàn)明顯增加(見(jiàn)圖5),其中,三營(yíng)鎮(zhèn)、鳳羽鎮(zhèn)、牛街鄉(xiāng)種植業(yè)的貢獻(xiàn)比可分別達(dá)到58.22%、54.11%、52.78%,雙廊鎮(zhèn)、挖色鎮(zhèn)、上關(guān)鎮(zhèn)種植業(yè)貢獻(xiàn)比相對(duì)較低,但也依次達(dá)到了34.31%、34.16%、32.56%.農(nóng)村生活磷排放僅次于種植業(yè),同樣呈現(xiàn)出一定的環(huán)洱海分布的趨勢(shì),其中,大理鎮(zhèn)、鳳儀鎮(zhèn)、喜洲鎮(zhèn)、挖色鎮(zhèn)、上關(guān)鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)、雙廊鎮(zhèn)、灣橋鎮(zhèn)農(nóng)村生活磷排放的貢獻(xiàn)均達(dá)到了30%以上.大牲畜養(yǎng)殖與生豬養(yǎng)殖磷排放的空間分布與氮排放呈現(xiàn)出一定的一致性,但大牲畜養(yǎng)殖磷排放貢獻(xiàn)比呈現(xiàn)出較大的下降趨勢(shì).
對(duì)氮排放而言,大牲畜養(yǎng)殖單位輸出系數(shù)較大.參考大理市年鑒[23]及朱婷[22]等研究成果,大理市2010年牧業(yè)、種植業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的54.54%、40.52%,說(shuō)明該區(qū)域畜牧業(yè)較發(fā)達(dá),這與研究結(jié)果中大牲畜養(yǎng)殖等的貢獻(xiàn)較種植業(yè)大相一致.磷排放而言,參考單位輸出系數(shù)及農(nóng)業(yè)產(chǎn)值貢獻(xiàn),一定程度上驗(yàn)證了種植業(yè)貢獻(xiàn)較大的研究結(jié)果.
圖5 洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源磷污染源貢獻(xiàn)比Fig.5 Contribution ratio of agricultural NPS source Phosphorus pollution sources in Lake Erhai watershed
輸出系數(shù)模型作為一種經(jīng)驗(yàn)?zāi)P?,很難找到一組大范圍適用的輸出系數(shù),因此,在總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上,對(duì)輸出系數(shù)進(jìn)行率定是一項(xiàng)非常必要的工作.本文以模型模擬值與實(shí)測(cè)值的相對(duì)誤差作為率定基礎(chǔ),并加入了一些先驗(yàn)知識(shí)作為輔助率定條件,得到了一組適用于洱海流域的輸出系數(shù),并對(duì)洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮、磷污染進(jìn)行研究,得出如下結(jié)論.
洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮、磷污染中,就TN、TP而言,其空間分布呈現(xiàn)出高度相關(guān)性,其中,TN量:三營(yíng)鎮(zhèn)>茈碧湖鎮(zhèn)>右所鎮(zhèn)>上關(guān)鎮(zhèn)>喜洲鎮(zhèn)>鳳羽鎮(zhèn)>鳳儀鎮(zhèn),TP量:三營(yíng)鎮(zhèn)>茈碧湖鎮(zhèn)>右所鎮(zhèn)>喜洲鎮(zhèn)>鳳儀鎮(zhèn)>鳳羽鎮(zhèn)>上關(guān)鎮(zhèn),呈現(xiàn)出洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)“南北各高而中間低”的趨勢(shì),這與洱海流域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)有關(guān).
對(duì)洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮污染而言,大牲畜養(yǎng)殖貢獻(xiàn)顯著,尤以流域北部各鄉(xiāng)鎮(zhèn)為甚.沿洱海各鄉(xiāng)鎮(zhèn),農(nóng)村生活貢獻(xiàn)則明顯高于流域內(nèi)其他鄉(xiāng)鎮(zhèn).水田、旱地種植貢獻(xiàn)低于前兩者貢獻(xiàn),但灣橋鎮(zhèn)、銀橋鎮(zhèn)、大理鎮(zhèn)水田種植貢獻(xiàn)均較高,與該區(qū)域河網(wǎng)密布、種植業(yè)發(fā)達(dá)有關(guān).生豬養(yǎng)殖貢獻(xiàn)較高鄉(xiāng)鎮(zhèn)多集中于環(huán)洱海區(qū)域,尤以挖色鎮(zhèn)、海東鎮(zhèn)為甚,這與該區(qū)域形成種豬養(yǎng)殖示范區(qū)有關(guān).
對(duì)洱海流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源磷污染而言,種植業(yè)影響最大,農(nóng)村生活次之,牲畜養(yǎng)殖貢獻(xiàn)則明顯下降,但其空間分布與氮污染有較高的相關(guān)性.
[1] 樊 娟, 劉春光, 石 靜, 等. 非點(diǎn)源污染研究進(jìn)展及趨勢(shì)分析[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 27(4):1306-1311.
[2]JOHNESPJ.Evaluationandmanagementoftheimpactoflandusechangeonthenitrogenandphosphorusloaddeliveredtosurfacewaters:theexportcoefficientmodelingapproach[J].JournalofHydrology, 1996, 183:323-349.
[3] 李懷恩, 莊詠濤. 預(yù)測(cè)非點(diǎn)源營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷的輸出系數(shù)法研究進(jìn)展與應(yīng)用[J].西安理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 19(4):307-311.
[4] 蔡 明, 李懷恩, 莊詠濤, 等. 改進(jìn)的輸出系數(shù)法在流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷估算中的應(yīng)用[J].水利學(xué)報(bào), 2004(7):40-45.
[5] 丁曉雯, 沈珍瑤, 劉瑞民, 等. 基于降雨和地形特征的輸出系數(shù)模型改進(jìn)及精度分析[J].長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境, 2003, 19(4):306-309.
[6] 翟 玥. 洱海流域入湖河流污染分析及人工濕地處理技術(shù)研究[D].上海:上海交通大學(xué), 2012:1-3.
[7] 陸建忠, 陳曉玲, 肖靖靖, 等. 改進(jìn)的輸出系數(shù)法在農(nóng)業(yè)污染源估算中的應(yīng)用[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 46(3):373-378.
[8] 楊立夢(mèng). 茫溪河流域(井研段)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染研究[D].成都:西南交通大學(xué), 2014:50-51.
[9] 紀(jì)丁愈, 王慶安, 佘紅英, 等. 川中丘陵地區(qū)小流域農(nóng)業(yè)面源污染特征及水環(huán)境容量研究——以黃蠟溪小流域?yàn)槔齕J].水資源與水工程學(xué)報(bào), 2011, 22(4):81-84.
[10] 馬亞麗, 敖天其, 張洪波, 等. 基于輸出系數(shù)模型瀨溪河流域?yàn)o縣段面源分析[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2013, 31(1):53-59.
[11] 朱建春, 張?jiān)鰪?qiáng), 樊志民, 等. 中國(guó)畜禽糞便的能源潛力與氮磷耕地負(fù)荷及總量控制[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2014, 33(3):435-445.
[12] 任 瑋, 代 超, 郭懷成. 基于改進(jìn)輸出系數(shù)模型的云南寶象河流域非點(diǎn)源污染負(fù)荷估算[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2015, 35(8):2400-2408.
[13] 郝 旭, 張乃明, 史 靜. 昆明市云龍水庫(kù)徑流區(qū)氮磷非點(diǎn)源污染負(fù)荷分析[J].水土保持通報(bào), 2013, 33(6):274-278.
[14] 劉瑞民, 沈珍瑤, 丁曉雯, 等. 應(yīng)用輸出系數(shù)模型估算長(zhǎng)江上游非點(diǎn)源污染負(fù)荷[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 27(2):677-682.
[15] 丁曉雯, 劉瑞民, 沈珍瑤. 基于水文水質(zhì)資料的非點(diǎn)源輸出系數(shù)模型參數(shù)確定方法及其研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2006, 42(5):534-538.
[16] 丁曉雯, 沈珍瑤. 涪江流域農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染空間分布及污染源識(shí)別[J].環(huán)境科學(xué), 2012, 33(11):4025-4032.
[17] 魏新平, 劉洪雨, 李 華, 等. 四川白鹿河流域非點(diǎn)源氮磷負(fù)荷來(lái)源及控制對(duì)策[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電, 2012(3):36-38.
[18] 劉亞群. 旭水河貢井段非點(diǎn)源污染負(fù)荷估算研究[D].成都:西南交通大學(xué), 2014:36-39.
[19] 楊彥蘭, 申麗娟, 謝德體, 等. 基于輸出系數(shù)模型的三峽庫(kù)區(qū)(重慶段)農(nóng)業(yè)面源污染負(fù)荷估算[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 37(3):112-119.
[20]DINGXW,SHENZY,QIANH,etal.DevelopmentandtestsoftheexportcoefficientmodelintheupperreachofYangtzeRiver[J],JournalofHydrology, 2010, 383:233-244.
[21] 翟 玥, 尚 曉, 沈 劍, 等.SWAT模型在洱海流域面源污染評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].環(huán)境科學(xué)研究, 2012, 25(6):665-671.
[22] 朱 婷. 大理市農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)效應(yīng)與優(yōu)化研究[J].對(duì)外經(jīng)貿(mào), 2014(10):90-93.
[23] 大理市統(tǒng)計(jì)局. 大理市統(tǒng)計(jì)年鑒[M].昆明:云南民族出版社,2010.
Study of pollution from agricultural non-point sources in LakeErhai watershed in Yunnan Province based on export coefficient model
ZHANG Chen1, LU Jianzhong1, CHEN Xiaoling1,2
(1. State Key Laboratory of Information Engineering in Surveying,Mapping and Remote Sensing,Wuhan University,Wuhan 430079;2. Key Laboratory of Poyang Lake Wetland and Watershed Research of Ministry of Education,Jiangxi Normal University,Nanchang 330022)
The sub-watershed of Lake Erhai watershed, including Luoshijing, Mijvhe and Yonganjing, which are located in the north area, are served as the experimental area. The export coefficient is utilized to calculate the total nitrogen(TN) and total phosphorus(TP) loads from agricultural non-point sources(NPS) of this experimental area. The export coefficients of this model are calibrated and validated with the water quality monitoring data of the experimental area, aiming to get the export coefficients that could be used in the whole area of Lake Erhai watershed more effectively. The TN and TP loads from agricultural non-point sources of the whole Erhai watershed is calculated by the export coefficients. Our results suggest that the pollution from nitrogen and phosphorus have a high correlation, and their spatial distributions show the trend that the north and south of this area contribute more than the middle area. For TN loads, the magnitude order of the contribution was as follows: cattle breeding> rural life> farming> pig breeding. For TP loads, the magnitude order of the contribution was as follows: farming> rural life> pig breeding> cattle breeding.
export coefficient model; agriculture non-point source pollution; lake Erhai watershed; total nitrogen (TN); total phosphorus (TP)
2016-09-01.
國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2013ZX07105-005);國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41301366);江西省重大生態(tài)安全問(wèn)題監(jiān)控協(xié)同創(chuàng)新中心專項(xiàng)項(xiàng)目(JXS-EW-08);測(cè)繪地理信息公益性行業(yè)科研專項(xiàng)項(xiàng)目(201512026);測(cè)繪遙感信息工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目.
1000-1190(2017)01-0108-07
X501;X508
A
*通訊聯(lián)系人.E-mail:lujzhong@whu.edu.cn.