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农业非点源磷流失潜在风险评价——磷指数法研究进展

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地理科学进展 2010年第11期29卷 1360-1367页

作者：李娜郭怀成北京大学环境科学与工程学院北京100871

农业非点源污染主要输出污染物——磷已经成为决定水体富营养化的关键因子,但农业非点源污染具有空间分布的广泛性、不确定性等特点,对其控制和治理难度较大。目前通过识别农业非点源磷流失潜在高风险区,从而更加有的放矢的制定相应的... 详细信息

农业非点源污染主要输出污染物——磷已经成为决定水体富营养化的关键因子,但农业非点源污染具有空间分布的广泛性、不确定性等特点,对其控制和治理难度较大。目前通过识别农业非点源磷流失潜在高风险区,从而更加有的放矢的制定相应的管理措施已经成为提高农业非点源磷控制效率的有效途径。磷指数法(Phosphorus Index,PI)是考虑多因子协同作用,通过构建指标体系来评估磷流失潜在风险的有效方法,该方法简单、实用,并且注重与GIS的结合使评估结果具有更好的可视性和可操作性。本文对PI法的提出、因子选取、计算方法等关键技术环节的改进进行系统的评述,并总结该方法目前应用的范围和尺度,以促进该方法在中国的发展和应用。

关键词：磷指数风险评估农业非点源高风险区识别

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国内外磷指数评价指标体系研究进展

土壤通报 2016年第2期47卷 489-498页

作者：李文超刘申刘宏斌翟丽梅王洪媛雷秋良崔超李华蕾农业部面源污染控制重点实验室北京100081 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 沈阳农业大学土地与环境学院辽宁沈阳110866

磷是水体富营养化的关键影响因子之一,且农业面源流失的磷是水体中磷的主要来源之一。通过对面源磷的流失风险进行评价,识别其关键区,进而进行针对性管理,是控制面源磷流失的有效手段之一。作为一种评价面源磷流失风险的简单方法,自20世... 详细信息

磷是水体富营养化的关键影响因子之一,且农业面源流失的磷是水体中磷的主要来源之一。通过对面源磷的流失风险进行评价,识别其关键区,进而进行针对性管理,是控制面源磷流失的有效手段之一。作为一种评价面源磷流失风险的简单方法,自20世纪90年代以来,磷指数已经在美国、中国及欧洲一些国家得到了广泛的应用。通过采用磷指数法,在评价其流失风险空间分布特征的基础上,可以方便快速地识别出田块或流域内磷流失的关键区。各个国家或地区根据本研究区的情况建立了不同的指标体系,但缺乏统一的磷指数建立标准。从源因子、迁移因子等组成因子及因子等级划分与磷指数计算等几个方面,对国内外的磷指数评价指标体系进行了分析评述,并对其发展进行了展望,旨在为目标研究区磷指数的建立和应用提供借鉴。

关键词：磷指数评价体系流失风险源因子迁移因子

美国应用经济性磷指数法控制非点源污染的研究

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水土保持科技情报 2004年第3期22卷 13-14页

作者：陈奇伯岳冬香西南林学院云南昆明650224

农业生产中的养分排放一直是全美水污染的主要污染源。控制磷污染的最常用的方法是磷指数的目标控制。美国经济学家***等提出了经济性磷指数的概念,并与传统的磷指数控制方法进行了比较。与传统的磷指数比较,使用经济性磷指数的磷排放... 详细信息

农业生产中的养分排放一直是全美水污染的主要污染源。控制磷污染的最常用的方法是磷指数的目标控制。美国经济学家***等提出了经济性磷指数的概念,并与传统的磷指数控制方法进行了比较。与传统的磷指数比较,使用经济性磷指数的磷排放目标控制流域,节约了潜在磷排放控制费用的50％。如果把农业纯收入与磷潜在排放联系起来,与无磷排放目标控制区域相比,平均潜在磷排放控制费用可节约60％以上。这对我国研究农业生产中磷的施用和排放标准有一定的借鉴作用。

关键词：非点源污染磷指数流域管理

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基于氮磷指数的小流域氮磷流失风险评价

生态环境学报 2011年第6期20卷 1018-1025页

作者：张平高阳昕刘云慧段美春宇振荣中国农业大学资源与环境学院北京100193

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区... 详细信息

识别区域氮磷流失综合风险分布状况并对氮磷流失进行综合调控是控制非点源污染的有效措施。但传统的研究往往局限于氮或磷流失风险的单独评估和调控,以密云水库沿湖集约化农区东庄小流域为例,应用氮指数、磷指数及氮磷综合指数法,对区域氮磷流失风险进行综合评价。结果表明:流域氮、磷流失风险总体上较小,80%以上的区域均处于氮、磷流失的无风险或低风险区,但氮、磷流失的空间分布存在较大差异。其中氮流失的高度风险区集中在山地中土壤侵蚀指数较大的果园;而磷流失的高风险区域主要分布在河流沿岸的农业用地。氮磷综合风险指数显示,93.1%的区域处于无风险和低风险区,中度以上风险区占总面积的6.9%,主要集中在流域中部有着较高的肥料施用、地势陡峭且处在河流沿岸的农业用地或山地中。单独考虑氮指数或磷指数都难以反映区域氮磷流失的综合风险状况,容易忽略磷指数高氮指数低、氮指数高和磷指数低以及氮、磷风险在中等的区域。因此,在氮、磷流失风险评估基础上,进行氮磷流失风险的综合评价,可为氮磷流失的综合调控提供指导。

关键词：小流域氮指数磷指数综合指数氮磷流失风险评价

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巢湖流域非点源磷流失关键源区识别

环境科学 2008年第10期29卷 2696-2702页

作者：周慧平高超南京大学国际地球系统科学研究所南京210093 南京大学地理与海洋科学学院南京210093

农业非点源磷污染是水体富营养化的重要原因,识别流域内各类景观中土壤磷向水体流失风险最大的关键源区并加以重点控制是流域非点源磷污染治理的重要手段.以巢湖流域为研究区,尝试采用改进的磷指数法在较大的流域尺度开展非点源磷流失... 详细信息

农业非点源磷污染是水体富营养化的重要原因,识别流域内各类景观中土壤磷向水体流失风险最大的关键源区并加以重点控制是流域非点源磷污染治理的重要手段.以巢湖流域为研究区,尝试采用改进的磷指数法在较大的流域尺度开展非点源磷流失风险评价及关键源区识别.在影响磷流失的污染源因子中增加了土壤磷吸持指数和磷饱和度指标,以反映土壤磷在水土界面迁移能力的差异;在迁移因子中又考虑了污染源与巢湖的距离,以反映污染源对最终受纳水体的影响;同时根据研究区特征及研究尺度对磷指数各指标分级与等级值进行了修改.结果表明,流域土壤磷吸持指数空间差异较小,总体上偏低,具有较高的流失风险;而土壤磷饱和度空间差异较显著,饱和度>25%的高风险区域超过流域面积的40%.巢湖流域非点源磷污染风险指数空间差异显著,风险等级最高(占流域面积5%)的区域分布在主要入湖河流下游的两岸平原地区,应作为磷污染重点控制的关键源区.磷指数法能够快速而方便地识别非点源磷污染的关键源区,应用于较大尺度流域可以从宏观上掌握非点源磷污染的空间差异并实施有效治理.

关键词：农业非点源污染磷指数关键源区巢湖流域

高原农业流域磷流失风险评价及关键源区识别——以凤羽河流域为例

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农业环境科学学报 2014年第8期33卷 1591-1600页

作者：李文超刘申雷秋良翟丽梅王洪媛罗春燕刘宏斌任天志农业部面源污染控制重点实验室北京100081 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所北京100081 农业部环境保护科研监测所天津300191

以Iowa磷指数模型为基础,根据中国高原特征并参考其他磷指数模型评价体系对其进行简化和修正,建立了中国高原农业流域磷指数评价体系,并以洱海源头典型小流域凤羽河流域为例,分别对溶解态磷和颗粒态磷面源流失风险进行了评价及关键源区... 详细信息

以Iowa磷指数模型为基础,根据中国高原特征并参考其他磷指数模型评价体系对其进行简化和修正,建立了中国高原农业流域磷指数评价体系,并以洱海源头典型小流域凤羽河流域为例,分别对溶解态磷和颗粒态磷面源流失风险进行了评价及关键源区的识别。结果表明,两种形态的磷流失较高和最高风险区均分布于河流两侧100 m的范围内。溶解态磷流失较高和最高风险区主要为河流中下游的农田区,而颗粒态磷流失较高和最高风险区在河流上游草地和河流中下游的农田区均有分布;溶解态磷流失关键源区为中下游河流两侧100m范围的农田区,颗粒态磷流失关键源区为上中下游河流两侧100 m范围的草地和农田。研究结果为实现流域面源磷流失高效防控奠定了基础,同时表明新建立的磷指数评价体系适用于高原流域开展磷流失风险评价及关键源区识别。

关键词：磷指数磷流失溶解态磷颗粒态磷关键源区

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基于土壤有效磷水稻磷肥施用推荐体系的探讨

西北农业学报 2011年第2期20卷 81-84页

作者：邓九胜张炜朱荣松朱彩云储亚云李勇江苏省金坛市土壤肥料技术指导站江苏金坛213200 江苏省金坛市农林局农产品检验检测中心江苏金坛213200

通过田间试验,研究水稻磷肥（P2O5）施用量与土壤有效磷（P2O5）的关系,建立磷肥推荐体系。结果表明,磷肥施用可有效提高土壤有效磷,施磷量在0~112.5 ***-2,有效磷随施磷量增加而增加,施磷过量后有效磷不再提高。磷肥施用显著提高有效... 详细信息

通过田间试验,研究水稻磷肥（P2O5）施用量与土壤有效磷（P2O5）的关系,建立磷肥推荐体系。结果表明,磷肥施用可有效提高土壤有效磷,施磷量在0~112.5 ***-2,有效磷随施磷量增加而增加,施磷过量后有效磷不再提高。磷肥施用显著提高有效穗和千粒质量,使水稻增产11.4%~29%。施磷量与水稻产量呈一元二次回归关系,回归方程为y=-0.150 1x2＋34.716x＋7 125.6。本试验条件下,当土壤有效磷超过21.3 ***-1,水稻增产效果不明显,即土壤磷临界值为21.3 ***-1;每公顷土壤增加1 ***-1土壤有效磷,需施入磷肥（P2O5）9.6 kg,即土壤磷临界值为9.6 ***-2。应用一元二次回归方程与磷肥临界值推荐施肥,得出的适宜施磷量较为一致。

关键词：有效磷磷临界值磷指数水稻

密云县境内密云水库上游地区磷流失危险性评价

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密云县境内密云水库上游地区磷流失危险性评价

作者：王丽华首都师范大学

学位级别：硕士

人类活动导致的水体加速富营养化现象是当今世界的水污染难题，我国湖泊富营养化的问题也日益严重，大量的研究结果表明，富营养化现象的发生与农业非点源磷流失有着密切的关系。密云水库是北京市的主要地表饮用水源地... 详细信息

人类活动导致的水体加速富营养化现象是当今世界的水污染难题，我国湖泊富营养化的问题也日益严重，大量的研究结果表明，富营养化现象的发生与农业非点源磷流失有着密切的关系。密云水库是北京市的主要地表饮用水源地，处于中等富营养化程度，磷为其富营养化的限制性因子。非点源是主要的污染源，由于非点源污染具有随机性大、分布范围广、形成机理模糊、潜伏性强和管理控制难度大的特点，因此对本流域进行磷流失危险性评价，确定磷流失的关键源区和影响磷流失的关键因子，从而有针对性的控制磷的流失是非常必要的。本文采用磷指数法对密云县境内密云水库上游地区的磷流失危险性进行评价。通过地理信息系统信息数据提取、数据属性编辑法，野外采样、室内实验法，实地调查法以及到相关部门收集数据等方法获得影响磷流失的各个因子的数值，包括：土壤侵蚀量、距河流距离因子、地表径流因子、土壤养分磷背景值、施肥量因子、施肥方式和时间因子，土壤侵蚀量需要计算降雨侵蚀R值、土壤可蚀性K值、坡长坡度LS值、植被覆盖C值和水土保持P值，生成因子分布图，计算磷指数值。按照磷指数值的大小，将研究区域分为磷流失危险水平极低、低、中、高、极高5个等级，它们所占的面积分布为研究区域总面积的56.32％、36.26％、4.12％、2.50％、0.81％。磷流失等级高和极高的地区仅占研究区域的3.31％，这些地区主要分布在研究区域东部和中部的河流附近地区。这些地区距河流比较近，并且土壤中速效磷含量比较高。这些地区成为磷流失的关键源区（CSA）。影响磷流失的关键因子为土壤速效磷的含量。速效磷含量高的地区，磷指数值普遍偏高，反之，速效磷含量低的地区，磷指数值普遍偏低。速效磷含量相同的地区，距河流较近的地区磷指数值高，距河流较远的地区磷指数值较低。根据密云水库上游地区磷流失关键源区和影响磷流失的关键因子，提出养分管理措施和土地管理措施，以控制磷素向农田生态系统的投入和减少磷素从农田生态系统的输出。

关键词：磷指数流失危险性 GIS 密云水库

基于GIS的流域非点源污染关键源区识别与控制

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基于GIS的流域非点源污染关键源区识别与控制

作者：欧洋首都师范大学

学位级别：硕士

密云水库是北京市的主要地表饮用水源地,处于中等富营养化程度,非点源污染是其主要的污染源。磷是富营养化的限制性因子,而且磷流失污染是农业非点源污染的重要组成部分,因此对本流域进行磷流失风险性评价,确定磷流失的关键源区和影响... 详细信息

密云水库是北京市的主要地表饮用水源地,处于中等富营养化程度,非点源污染是其主要的污染源。磷是富营养化的限制性因子,而且磷流失污染是农业非点源污染的重要组成部分,因此对本流域进行磷流失风险性评价,确定磷流失的关键源区和影响磷流失的关键因子,从而有针对性的控制磷的流失是非常必要的。本研究选择密云水库上游潮河流域为研究对象,通过深入分析流域的水文气象、土地利用、土壤、水利设施、农田管理等数据,在磷指数体系的基础上,针对当地的实际情况,构建了非点源关键源区（CSAs）的识别框架,并在磷流失风险识别基础上,对多种最佳管理措施效果进行预测,提出优化配置方案。主要结论如下: （1）建立了适用潮河流域磷流失风险评价的研究区非点源污染基础信息库,成功地实现了流域的空间参数化,为关键源区的识别和进一步研究的开展打下了良好的基础。（2）基于流域的自然地理、社会经济状况建立了修正的磷指数体系。把影响磷流失的因子分为源因子和迁移因子两类,考虑到禽畜养殖和农村生活为本区非点源污染的重要污染类型,在源因子中增加了禽畜粪便和人口密度两个因子。在磷风险分级时,进行了调整,以控制磷的高流失风险区面积所占的比例,为合理地分配现有的物力财力,有针对性地制定控制管理措施提供依据。（3）在径流因子的计算过程中,没有选择一般常用的入渗径流方程和SCS径流曲线法,而是通过对流域出口下会站点33年降雨概率分析,分别针对0-25%、25-75%、75-100%降雨概率下的降雨和径流深进行线性拟合,在此基础上对流域的径流深进行估算。其它因子的生成参数通过对本区相关研究的最新成果进行分析后确定,保证了本文的磷指数建立具有可靠的数据基础。（4）全流域的农业非点源磷污染危风险评价发现,磷流失高风险区即关键源区仅占流域的7.95%,中等风险区为19.63%,大部分区域都属于低风险区,占流域的72.43%。关键源区主要集中在两部分:一部分集中在河道两侧,贯穿整个流域,面积较大,占关键源区总面积的73.93%,主要是由于距离水体较近,耕地分布集中,化肥施用量大,速效磷本底值高造成的;另一部关键源区主要集中在下游,分布较分散,受畜禽养殖和人类活动影响较大。（5）在磷流失风险评价基础上,根据不同关键源区的特点和实际情况,提出了相应的最佳管理措施,其中,针对土壤侵蚀类污染的控制措施中,对比削减效率发现,非改变土地利用方式中的保护性耕作是兼顾经济和效率的最佳选择。针对畜禽养殖污染严重而设计的农村户用沼气池,控制效果磷流失可以达到该项总损失的19.88%。针对河道两侧耕地过多,化肥过量施用造成的养分流失污染,采用了测土施肥技术可节约磷肥67.09t,作为综合污染控制措施的河岸缓冲带,可以有效的拦截部分泥沙、总氮、总磷,其中对泥沙流失的控制效果最好为83%,总磷次之,总氮最差仅为27%。

关键词：磷指数关键源区风险识别最佳管理措施潮河流域