基于流域单元的营养盐输出与景观异质性影响研究_李兆富
HSPF水文水质模型应用研究综述_李兆富
．
图1 Fig． 1
16 ］ HSPF 模型结构与功能［14 ，
Structure and function chart of HSPF
GIS 集成分析工 除了模型核心组分 WinHSPF， 具（ BASINS GIS ） 、 工具分析软件 （ WDMUtil ） 、 决策 支持分析工具 （ GenScn ） 等做为支撑部分用于模型 BASINS 采用了开 数据准备与模拟结果分析． 目前， 将 GIS 核心插件与 源的 MapWindow 作为 GIS 平台， 模型整合起来， 自动叠加和处理 DEM、 土壤、 土地利 用数据， 表征地形、 覆被特性， 并设定参数， 提取河段 信息， 完成水文响应单元准备， 为 HSPF 模型提供完 备的空间属性数据信息； WDMUtil 程序主要用于时 间序列文件的检验、 运行以及 WDM 文件的生成， 是 气象水文时间序列数据的有效分析处理工具 ； 决策 支持 分 析 工 具 GenScn （ Generation and Analysis of Model Simulation Scenarios） 是一项人机交互数据处 — — —“产生模拟情景分析模型 ” ． 该工具交互 理模型 式提供改变输入序列的能力、 运行水文模型、 观察绘
（ 1. College of Resources and Environmental Sciences， Nanjing Agricultural University， Nanjing 210095 ， China； 2. College of Geography，Nanjing Normal University，Nanjing 210046 ，China） Abstract： Hydrological Simulation ProgramFORTRAN （ HSPF） ，written in FORTRAN，is one of the best semidistributed hydrology and water quality models，which was first developed based on the Stanford Watershed Model． Many studies on HSPF model application were conducted． It can represent the contributions of sediment， nutrients， pesticides， conservatives and fecal coliforms from agricultural areas，continuously simulate water quantity and quality processes，as well as the effects of climate change and land use change on water quantity and quality． HSPF consists of three basic application components： PERLND （ Pervious Land Segment ） ， IMPLND （ Impervious Land Segment ） ，and RCHRES （ freeflowing reach or mixed reservoirs ） ． In general，HSPF has extensive application in the modeling of hydrology or water quality processes and the analysis of climate change and land use change． However， it has limited use in China． The main problems with HSPF include： ① some algorithms and procedures still need to revise， ② due to the high standard for input data，the accuracy of the model is limited by spatial and attribute data，③the model is only applicable for the simulation of wellmixed rivers，reservoirs and onedimensional water bodies，it must be integrated with other models to solve more complex problems． At present，studies on HSPF model development are still undergoing，such as revision of model platform，extension of model function，method development for model calibration，and analysis of parameter sensitivity． With the accumulation of basic data and improvement of data sharing，the HSPF model will be applied more extensively in China． Key words： HSPF model； simulation of hydrology and water quality； nonpoint source pollution； land use； climate change； watershed
养分专家系统推荐施肥在番茄上的应用效果
养分专家系统推荐施肥在番茄上的应用效果作者：山楠，串丽敏，李明悦，刘继培来源：《中国瓜菜》2022年第04期摘要：為提高番茄科学施肥水平，通过田间试验，研究了养分专家系统推荐施肥对番茄产量、纯收益和养分利用率的影响，为番茄方便快捷进行施肥决策提供理论、技术和工具支撑。
养分专家推荐施肥处理（OPT）确定的番茄试验地N、P2O5和K2O施用量分别为390、166和410 kg·hm-2。
与农民习惯施肥处理（FP）相比，该方法分别减少氮、钾肥用量17.20%和34.19%，增施了9.57%的磷肥用量，番茄经济产量显著提高13.83%，纯收益提高26 503.68元·hm-2，并且提高了肥料的农学效率1～5倍和养分回收率10.72～30.75个百分点，促进了养分的高效利用。
有机肥替代20%化肥氮处理（OPT+OM）较OPT外的其他处理可以提高番茄生物产量（15.83%～31.65%）。
养分专家系统推荐施肥充分利用了土壤的基础养分供应，调控了氮磷钾养分的合理施用量，从而达到降低化肥投入、提高番茄产量和肥料利用效率的效果。
关键词：番茄；产量反应；农学效率；推荐施肥；养分吸收量；肥料利用率中图分类号：S641.2 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2022）04-045-06Application effects of Nutrient Expert fertilizer recommendation on tomato productionSHAN Nan1， CHUAN Limin2， LI Mingyue3， LIU Jipei4（1. School of New Materials and Chemical Engineering， Tangshan University， Tangshan 063000， Hebei， China; 2. Institute of Data Science and Agricultural Economics， Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Beijing 100097， China; 3. Tianjin Institute of Agricultural Resources and Environment， Tianjin 300192， China; 4. Daxing Soil and Fertilizer Workstation， Beijing 102600， China）Abstract： A field experiment was conducted to study the application effects of a decision support system named Nutrient Expert on yield， profits and fertilizer use efficiency. The system could be a quick tool to provide technical support of fertilization recommendation for tomato production. Treatments included farmer practice （FP）， fertilizer recommendation based on Nutrient Expert （OPT）， 20% chemical N substitution with organic fertilizer （OPT+OM），and N， P and K omission based on OPT. OPT recommended fertilizer application for N， P2O5 and K2O were 390， 166 and 410 kg·hm-2， respectively. Compared with farmer practice fertilization，Nutrient Expert recommendation reduced 17.20% of nitrogen and 34.19% of potassium， increased 9.57% of phosphate， significantly increased the tomato economic output by 13.83%， increased the net income by 26 503.68 yuan·hm-2， and improved fertilizer use efficiency by 1-5 times and nutrient recovery efficiency 10.72-30.75 percentage points. The results also showed that substitution of 20% chemical N with organic fertilizer improved tomato biological yield 15.83%-31.65%. Nutrient Expert recommendation based on soil nutrients， yield response and fertilizer use efficiency improved yields， fertilizer use efficiency and profitability of tomato production.Key words： Tomato; Yield response; Agronomic efficiency; Fertilizer recommendation; Nutrient taken; Fertilizer use efficiency集约化农业生产模式能够有效为人类社会生存和发展提供充足的产品供应。
长江口营养盐结构特征及其对浮游植物的限制_李亚力
秋季长江
NO3
NO 2
-N、
NH 4
调查结果与以往的研究结果类似 [10] 。春季表、底层
2 -Si 输出通 了与径流输送有关外 (春、秋季长江 SiO3 2 SiO3 -Si 浓度在口门内、 外都远低于秋季 , 其原因除
-N 的输出通量分
别为 37.65、0.12、0.04 kg/s 和 33.20 、0.08、0.8 kg/s, 说明 3 种 DIN 季节变化受长江输送影响较大。从图 2 看出 , 春、秋季
-N、 NO 门外 NO3 2 -N 表、底层浓度均为春季高于秋
也有所增加 [9]。
2 -Si 浓度均较高 , 其等 春、秋季口门内、外 SiO3
值线分布与海岸线基本平行 , 浓度从河口向外海逐
2 -Si 主要受长江径流的影响 , 该 渐降低 , 表明 SiO3
季, 而
NH 4
-N 表、底层浓度秋季远远高于春季 , 春、 -N、
限制 , 限制情况较上世纪 90 年代更为突出。 关键词 : 营养盐 ; 营养盐结构 ; 绝对限制 ; 潜在相对限制 ; 长江口 中图分类号 : P734 文献标识码 : A 文章编号 : 1000-3096(2015)04-0125-10 doi: 10.11759/hykx20140714001
量减小 , 进而导致 N/P 升高、 Si/N 下降。 水体营养盐 含量和结构变化会带来浮游植物群落组成的响应 , 以及浮游植物生长的区域差异和生物群落演替等一 系列生态效应 。近年来研究报道 , 在长江口外东海 赤潮高发区 , 硅藻赤潮的比例在逐渐降低 , 而甲藻 赤潮则呈逐渐增多趋势 [4]。因此 , 研究长江口营养盐 结构特征 , 探讨其对浮游植物的限制情况 , 对认识 水体富营养化的发展和赤潮的防治以及了解人类活 动的生态学效应等都具有重要意义。 本文根据 2013 年春季和秋季两个航次最新调查 数据 , 分析了长江口营养盐浓度及其结构的分布变 化 , 并在此基础上探讨了营养盐对浮游植物的限制 情况 , 为该水域生态学研究提供背景支撑 , 为长江 口生态系统保护提供科学依据。
2014年度山东省水利软科学优秀成果奖拟授奖成果目录
2014年度山东省水利软科学优秀成果奖拟授奖成果目录（排序不分先后）一等奖36项1、定陶县刘楼水库工程可行性研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：陈立峰、姜尚堃、曹冬云、王辉、王尚、李小焕、杨依民、陈起川、张游、杨东东、朱龙腾2、济南至徐州公路济宁至鱼台（鲁苏界）段梁济运河等9座跨河桥梁优化方案及其补救措施补充设计完成单位：山东省海河流域水利管理局勘测设计研究院主要完成人员：刘炳兰、李洪福、周建军、李连海、程霞、辛宝美、渠群英、钱秀红、徐华3、德惠新河干流重点段清淤工程可行性研究完成单位：山东省海河流域水利管理局勘测设计研究院主要完成人员：韩民、赵兴淼、徐华、王晓莉、渠群英、刁汇文、刘长林、许春萌、郭秋峰、白露4、全国抗旱规划实施方案（2013-2017年）山东部分完成单位：山东省人民政府防汛抗旱总指挥部办公室、山东省水利科学研究院主要完成人员：赵琳、黄乾、于静、冯国红、吕宁江、王震、王佳甜、于晓蕾、孙力5、水利移民生产开发项目管理模式与产权管理、利益分配机制研究完成单位：山东省水利移民管理局主要完成人员：白玉慧、赵延凤、魏振峰、邵明明、李森、何雪涛、李军、孙嘉泽、仲崇旺、刘光、邹晓庆6、潍坊市创建水生态文明城市实施方案完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：郑良勇、齐春三、曹先玉、陈朋、张峰、孟令宽、张永平、陈淑媛、张盈7、日照钢铁精品基地项目水土保持方案报告书完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：孔令法、张卫、侯新民、宋炜、孙文鹏、陈梦华、张平、张佳、温国梁8、山东省庄里水库工程水资源论证研究报告完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：花金祥、史文美、李维硕、张军、孔令法、陈梦华、徐萌伟、周冉9、烟台港西港区至淄博重质液体化工原料输送管道项目穿北胶莱河、泽河、淄阳河工程防洪评价报告研究报告完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：史文美、江崇安、刘建生、杨湘云、李珂、周冉、张雪晶、刘顺10、峡山水库灌区昌邑市灌域续建配套与节水改造工程建设模式完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：王华、高峰、李璨、齐春三、张启振、刘国印、张凤英、娄西国、张兴珏、王坤辉11、济南市历城区中小河流治理重点县综合整治及水系连通试点规划完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：冉令贺、齐春三、马钊、赵培青、张启振、李伟、姜荟锦12、山东省水生态保护与修复对策研究完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：高华、刘磊、耿敏、李贵清、崔培学、杨治军、马明方、蔡保国13、城市人工湿地需水计算与补水技术研究完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：田守岗、杨小凤、刘海娇、仕玉治、张欣、陈华伟、范明元14、商河县"旱能浇、涝能排"高标准农田建设规划（2011-2020年）完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：王昕、楚冬梅、王金叶、郭磊、孙福华、安凯军、马海燕、于志刚、张玉燕15、乐陵市"旱能浇、涝能排"高标准农田建设规划完成单位：山东省水利科学研究院、乐陵市水务局主要完成人员：于晓蕾、曲宝恒、吕宁江、黄乾、孙力16、山东高速绿城玉兰花园项目水土保持方案完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：赵莹、耿灵生、周士勇、刁希全、宗萍萍17、山东省小清河防洪预案完成单位：山东省小清河管理局主要完成人员：张美、孙新收、张贵民、赵国斌、纪瑶、张海坤、王敏、时昀、李伟18、青岛市水资源综合规划完成单位：青岛市水利勘测设计研究院有限公司主要完成人员：于诰方、李春佐、王一鸣、王军召、温鲁哲、李继华、汤杰、孙晋富、陈甜甜、曹敏19、淄博市高青县现代水网建设规划完成单位：淄博市水利勘测设计院主要完成人员：刘小进、姜岷、李淑芹、许飞、张盼、赵泮杰、崔连芸20、淄博市黄土崖平原水库工程可行性研究完成单位：淄博市水利勘测设计院主要完成人员：李国伟、姜岷、高莉莉、卢明锋、王宁、陈战军、徐俊霞、张盼、王东祥、范杰利、宋庆华21、山东省峄城区高效节水灌溉试点县建设实施方案（2013年度）完成单位：枣庄市水利勘测设计院主要完成人员：刘伟、邢涛、宋洪武22、烟台市创建水生态文明城市总体规划完成单位：烟台市水利建筑勘察设计院主要完成人员：龚福荣、韩业珍、薛峰、王建丽、赵业、宗学波23、济宁市防旱抗旱对策研究完成单位：济宁市水利局主要完成人员：刘文峰、陈吉星、王雪芹、张海腾24、济宁市现代水网建设规划完成单位：济宁市黄淮水利勘测设计院主要完成人员：田文书、黄晶、轩航、郑莉莉、郑彩霞、李守兵、李建军、朱庆辉25、济宁市引黄补源工程调研报告完成单位：济宁市黄淮水利勘测设计院主要完成人员：轩航、郑莉莉、李守兵、张开河、石宁、郝伟、姜志伟、屈昂26、泰安市水功能区划完成单位：泰安市水利和渔业局主要完成人员：李雪梅、吴希龙、庞鲁、周升泽、郑黎明、李清文27、山东省东明县菜园集水库工程可行性研究完成单位：山东农业大学勘察设计研究院、东明县水务局主要完成人员：王爱福、孙庆磊、毛素军、岳荣宾、夏翠萍、王建英、程亮、刘凤玲、王增奇28、康王河石横、桃园段生态治理工程研究完成单位：山东农业大学勘察设计研究院、肥城市河道管理局主要完成人员：岳荣宾、陈生、程亮、孙庆磊、潘保存、陈宪梅、武海磊、赵剑、徐传锦29、肥城市城区饮用水水源保护区划分研究完成单位：肥城市水资源办公室山东省水利科学研究院主要完成人员：刘圣利、罗勇、许崇斌、赵忠科、张吉圣、刘冬梅、李玉30、矿井水综合利用专项规划完成单位：肥城市水资源办公室、山东省水利科学研究院主要完成人员：刘圣利、罗勇、许崇斌、赵忠科、张吉圣、刘冬梅、李玉31、大直径牙轮钻头结合筒状钻头深水井施工中应用可行性论证完成单位：肥城市打井队主要完成人员：陈文明、周汝标、董民、徐同鹏、赵炎、赵启新、梅延斌、周庆昌、陈庆胜、邵辰曦、李晓庆、梅洋、王浩然、朱锋、杨海峰、冯圣军、路则宾32、临沂市水生态文明建设试点实施方案完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：任广云、高正鹏、胡遵福、闫成山、王晓娟、李欣、张晓强、李娜、吴淑凤33、山东省临沂市莒南县陡山水库除险加固工程初步设计完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：张锋、孙海超、赵琳、路红英、程守金、戚洪鹏、李秀娟、林娜、贾涛、潘士勇34、山东省临沂市苍山县会宝岭灌区续建配套与节水改造工程可行性研究报告完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：刘刚、贾运岗、李亮、朱逢春、潘正松、胡遵福、李栋、郁章文、高飞、赵晨光、全洪玲35、沂蒙山区土坎梯田田坎防护补偿评价体系研究完成单位：临沂市水利局主要完成人员：陈新军、刘青松、刘得力、刘涛、许士欣、王铭利36、定陶县基层水利服务体系建设的探索完成单位：定陶县水务局主要完成人员：王昌杰、苏子文二等奖73项1、山东省定陶县田集水库工程水资源分析研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：刘友春、张游、朱龙腾、陈起川、杨东东、姜尚堃、王尚、李小焕、杨依民、王辉2、山东省淮河流域重点平原洼地南四湖片治理地下水环境影响研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：陈立峰、杨依民、李小焕、朱龙腾、王辉、陈起川、张游、王尚、杨东东3、曹县现代水网建设规划研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：李飞、李方俭、曹利军、史丽艳、李慧、宗亮、王福良、成侠、王福德、刘合振4、山东省洙赵新河徐河口以下段治理工程可行性研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：曹利军、王茜、吕艳、王伟、马晓超、白玉、李莹、李莎莎、徐文、孟霖5、荣成市中小河流治理重点县综合整治及水系连通试点规划完成单位：山东省海河流域水利管理局勘测设计研究院主要完成人员：辛宝美、徐华、闫军红、程霞、钱秀红、李洪福、宋艳、孙宝航、殷进华6、日照地区混凝土桥梁耐久性调查及维护加固策略研究完成单位：山东水利职业学院主要完成人员：李燕飞、杜守建、刘廷、尹恒世、赵洪利、娄善华7、基于术科的水利高职教育发展理论与实践研究完成单位：山东水利职业学院主要完成人员：蒋茂东、殷荣庆、胡刚、孔锋、柴换成、张彦鹏、王健、王海龙、董昌艳、刘青果8、枣庄市区域水功能区水质监测报告(2013年度)完成单位：枣庄市水文局主要完成人员：韩梅、赵剑辉、朱祥、王桂花、赵立冬、綦隽娜、赵慧9、莱芜市2013年灌溉水有效利用系数测算分析成果报告完成单位：莱芜市水文局主要完成人员：巩玉军、宋西文、黄锋、侯秋晨、李飞、程慧、刘冰、宋科东10、淄博市2013年度区域用水总量监测报告完成单位：淄博市水文局主要完成人员：范宁、王盼秋、孟凡宇、王丽云、武鹏11、中国石化集团日照原油商业储备基地工程水土保持设施验收评估报告完成单位：山东省水利勘测设计院、中国石化集团石油商业储备有限公司主要完成人员：张佳、孔令法、侯新民、宋炜、陈梦华、张卫、孙文鹏、於庆丰、刘可新12、莱芜市莱城区中小河流治理重点县综合整治及水系连通试点规划完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：柏文、郑良勇、曹先玉、陈淑媛、孟令宽、齐春三、王欣、王华、翟丽丽、孙德强13、平原区河道治理模式研究完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：刘喜珠、齐春三、张涛、赵培青、姜葵红、刘洪伟、王建众14、山东省寿光市现代水网建设规划完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：孙常磊、赵培青、李光吉、张永平、孟令宽、刘艋、张涛、袁西锐15、西藏日喀则吉隆县局域网建设工程水土保持方案报告书完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：付海燕、陈梦华、孔令法、侯新民、周子蒙、王俊杰、孙文鹏、宋炜、张卫16、国核压水堆示范工程水土保持方案报告书完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：张卫、宋炜、孔令法、张军、李莉、孙文鹏、李晓静、吴炼石、白梅荣17、高唐县现代水网建设规划完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：王翊人、花金祥、李光吉、邵英超、赵培青、李楠、刘艋、宋军、陈娜、周冉18、济宁都市区水资源配置及供水规划主要完成人员：张军、花金祥、周冉、王翊人、谭乐彦、卢岳、郑言峰19、济宁市金乡县石佛中型灌区节水配套改造项目可行性论证报告完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：刘国印、赵培青、张启振、孙承福、李璨、王建众20、诸城市水生态文明城市创建规划完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：王树荣、王建众、齐春三、赵培青、隋栋梁、任传栋、邵英超、张培健、周传宝21、滕州市现代水网规划完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：郑良勇、刘德东、曹先玉、田志胜、崔永、张峰、姚双彦、张原培、单来阳22、龙口市创建山东省水生态文明城市实施方案研究完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：高华、刘德东、张军、邓雅敏、王亮、张峰、翟丽丽、李莉23、石家庄至济南铁路客运专线对水利工程影响分析及补救方案研究完成单位：山东省水利勘测设计院主要完成人员：王爽、张秀梅、邱华、李贵清、张志超、吴先敏、翟子昊、赵琳、刘庆义、李鸿24、山东省农村饮水安全工程维修养护经费落实情况调研报告完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：马移军、金丽、郑强、赵玉庆、王荣勇、毕华军、朱军、于志刚、薛雁25、山东省冠县高效节水灌溉试点县建设方案完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：黄乾、刘涛、李殿涛、吕宁江、王冬云、孙力、于晓蕾、吴芳、张凌晓26、山东省平原地区节水灌溉调研报告主要完成人员：王薇、孙福华、黄乾、马海燕、宫永波、吕宁江27、保障粮食安全和农产品有效供给水利调研报告完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：倪新美、王薇、黄乾、于晓蕾、马海燕28、山东省平原区和山丘区高效节水灌溉模式调研报告完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：孙力、孙福华、于晓蕾、宫永波、王薇、黄乾、董大鹏29、山东省农村生活排水和饮用水水源地保护调研报告完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：金丽、赵玉庆、郑强、李庆国、庄庆贺、薛雁、毕华军、张凌晓、于晓蕾30、山东大唐临清热电厂"上大压小"新建项目水土保持方案报告书完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：宗萍萍、周士勇、李思菊、耿灵生、黄延军、马良、赵莹、刁希全、郑桂姿31、山东国电泰安热电厂"上大压小"新建项目水土保持方案报告书完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：陈凤琴、韩合忠、赵莹、田增刚、周士勇、管西伟32、2012年国家水土保持重点建设工程沂水县跋山项目区郭庄小流域设计研究完成单位：山东省水利科学研究院、沂水县水土保持服务中心主要完成人员：宗萍萍、马良、苗德志、郭磊、邓海瑜、迟小军、郑桂姿、李国会33、新疆兵团十三师瑞虹（2×660MW）煤电项目水土保持方案报告完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：田增刚、耿灵生、周士勇、刁希全、韩合忠、马良34、山东国华寿光电厂"上大压小"新建项目水土保持方案报告主要完成人员：田增刚、李玉国、王玉太、周士勇、陈风琴、黄延军35、山东省青岛平度市大中型水库移民后期扶持政策实施情况（2012）监测评估完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：张立新、张钊、张燊、姜晓莲、戈文利、韩仲凯、吕方黎36、山东省威海文登市大中型水库移民后期扶持政策实施情况（2012）监测评估完成单位：山东省水利科学研究院主要完成人员：李勇、牛景涛、于海洋、林涛、张钊、韩仲凯37、济阳县水生态文明建设规划完成单位：济南市水利建筑勘测设计研究院主要完成人员：朱晓燕、李森焱、周跃、姜旭、秦岭、谢飞38、章丘市水生态文明建设规划完成单位：济南市水利建筑勘测设计研究院主要完成人员：翟锋、朱晓燕、张晓东、翟宗真、杨娇丽、韩睿39、济南市历下区水生态文明建设规划完成单位：济南市水利建筑勘测设计研究院主要完成人员：翟宗真、夏本超、孙磊、朱晓燕、翟锋、谢飞40、山东省田山引黄灌区续建配套与节水改造（四期）工程可行性研究完成单位：济南市水利建筑勘测设计研究院主要完成人员：朱晓燕、翟锋、翟宗真、蒋文清、闫允坤、曹秀英41、青岛西海岸新区规划建设总体方案水资源论证报告书完成单位：青岛市水利勘测设计研究院有限公司主要完成人员：李春佐、王一鸣、王军召、孙晋富、鹿文杰、陈甜甜、陈举、鲁建龙、宫天骐、焦志勇42、中国铝业山东分公司第二赤泥堆场改扩建项目水土保持方案报告书完成单位：淄博市水利勘测设计院主要完成人员：毛云、王萌、刘小进、孙军、李刚、陈艳芳43、微山湖古镇建设项目防洪影响评价报告完成单位：枣庄市水利勘测设计院主要完成人员：王艳春、田源、孙佩44、枣庄市市中区农业综合开发周村水库中型灌区节水配套改造项目实施计划完成单位：枣庄市水利勘测设计院主要完成人员：刘伟、宋洪武、邢涛45、枣庄市现代水网规划完成单位：枣庄市水利勘测设计院主要完成人员：赵胜、史仁朋、张强、田家琳、刘鹏、卞龙波、王薇46、招远生活垃圾无害化处理焚烧发电项目水资源论证完成单位：烟台市水利建设勘察设计院主要完成人员：宗学波、韩业珍、闫庆峰、王建丽、乔兵、王远林47、莱州市现代水网建设规划完成单位：莱州市水务局、山东省水利科学研究院主要完成人员：王卫山、陈学群、戴文涛、王爱芹、王潘平、季曙光、卜庆伟、刘健、陈华伟48、入河排污口监督管理科学体系研究完成单位：济宁市水资源办公室主要完成人员：郭德伟、陆继东49、济宁市引汶补源入济工程调研报告完成单位：济宁市黄淮水利勘测设计院主要完成人员：黄晶、郑彩霞、王辉、张开河、孟玮、韩秀丽、石宁、朱庆辉、李建军50、湖东大堤微山县城区段生态建设一期工程防洪评价报告完成单位：济宁市黄淮水利勘测设计院主要完成人员：李守兵、陆夏轶、孔国伟、叶蓬、韩秀丽51、宁阳县城市水系规划完成单位：山东农业大学勘察设计研究院、宁阳县水务局主要完成人员：刘经强、孙庆磊、王跃坤、李东生、程亮、潘保存、李霆、薛明明、杨永娥52、山东省宁阳县水利事业发展规划完成单位：山东农业大学勘察设计研究院、宁阳县水务局主要完成人员：刘经强、孙庆磊、孟荣华、程亮、潘保存、罗晓、车凤君、倪国、孙智勇53、山东天然气管网工程泰安～青岛段干线莱城区方下河穿越工程防洪评价完成单位：山东农业大学勘察设计研究院主要完成人员：孙庆磊、岳荣宾、冯淑梅、李明雷、刘轶、徐传锦、马伟54、宁阳县城庞庄后备水源地水资源调查评价完成单位：泰安市水文局主要完成人员：钱丽丽、周爱民、张春霞、张江波55、大陡山生态清洁小流域工程可行性论证完成单位：泰安市水土保持生态环境监测站主要完成人员：宋元、陈赫男、郭莹莹、单国红、王军、陈光磊、王燕56、城乡供水一体化技术应用研究完成单位：新泰市水利科技推广中心主要完成人员：刘继华、王成强、李天虎、倪灿军、刘海滨、李兴达57、东平县现代水利发展规划完成单位：东平县水利局主要完成人员：吴同春、于化伟、王军、王凯、宋轩、卢广鼎、马杰、冯林、吴伟峰、王振58、县级抗旱服务队建设及发展对策研究完成单位：肥城市抗旱服务队主要完成人员：陈文明、徐同鹏、梁如蒙、王浩然59、临沂市现代水网建设规划完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：朱逢春、胡娜、李亚红、张丽静、蒋有雷、刘佩楼、刘昱恒、杨倩倩60、山东省临沂经济技术开发区沭河大桥防洪评价报告完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：潘正松、张丽静、闫成山、桑运秀、丁荣浩、张志勇、刘杰61、临沂市苍山县小岭闸除险加固工程初步设计完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：王德臣、刘敏红、陈士全、许旺、王友红、刘明、李文霞、何秋艳、陈蓉蓉、孙东东62、山东省临沂市临沭县苍源河(15+930～23+160段)治理工程初步设计报告完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：刘明、潘士勇、刘敏红、何秋艳、陈蓉蓉、许旺、孙东东、李文霞、陈士全、王德臣63、山东省费县三和水源工程可行性研究报告完成单位：山东省临沂市水利勘测设计院主要完成人员：路红英、张家松、戚洪鹏、李秀娟、王忠诚、陈鸿飞、胡遵福、孙海超、赵琳、贾涛64、聊城市创建山东省水生态文明城市实施方案完成单位：聊城市水利勘测设计院主要完成人员：王庆印、李群智、杨成忠、王娟、孙艳武、梁伟、宋秀宏65、聊城市现代水网建设规划完成单位：聊城市水利勘测设计院主要完成人员：马喜堂、王庆印、李群智、赵长征、杨成忠、王娟、宁红喜、王一秋66、保障聊城市区饮水安全对策研究完成单位：聊城大学聊城市水利局主要完成人员：傅奇蕾、陈炳山、栾磊、薛永兵、张超、杨潇67、山东省阳谷县高效节水灌溉试点县建设方案（2013-2015年）完成单位：阳谷县水务局山东省水利科学研究院主要完成人员：许书刚、牛文彬、徐晶博、杨红娟、张瑞红、王薇68、滨州市2013年灌溉水有效利用系数测算分析成果完成单位：滨州市农村水利供水管理站主要完成人员：曹景迎、孙所英、张勇、牟同峰、于传宁、刘宁、徐建辉、庞启航69、山东省邹平县高效节水灌溉试点县建设方案（2013～2015年）完成单位：邹平县水利局、山东省水利科学研究院主要完成人员：时成功、明凯、赵丽丽、左宏、吕宁江、李君、李振邦70、无棣瑞峰纸业有限公司利用废纸生产10万吨年高强瓦楞纸和30万吨年牛皮挂面箱板纸项目水资源论证报告书完成单位：滨州市水利勘测设计研究院主要完成人员：吴洪礼、张宗坤、巩玉成、王华、谭增英、田新卫、辛英华、李西忠、王莹71、平原地区水系生态治理现状与措施探究完成单位：菏泽市洙赵新河流域工程管理处主要完成人员：李青英72、单县农田水利建设规划完成单位：单县水务局主要完成人员：张金东、刘东旭、孟宪龙73、定陶县城乡一体化供水信息化方案研究完成单位：定陶县水务局主要完成人员：苏子文、王昌杰三等奖98项1、山东省文登市中小河流治理重点县综合整治试点规划研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：王忠华、刘占敏、李玥璿、付明勇、沈宁、宗亮、李霞、曹冬云、杨依民、李小焕2、菏泽市鄄城县箕山河水库工程可行性研究完成单位：山东省淮河流域水利管理局规划设计院主要完成人员：曹利军、王茜、李宝东、孟霖、徐文、王伟、李莎莎、李莹、白玉、马晓超3、山东省龙口市大中型水库移民后期扶持政策实施情况监测评估完成单位：山东省海河流域水利管理局勘测设计研究院主要完成人员：田志伟、王晓莉、渠群英、赵兴淼、韩民、程霞、王克磊4、德惠新河治理工程水土保持方案报告书完成单位：山东省海河流域水利管理局勘察设计研究院主要完成人员：王晓莉、韩民、程霞、白露、闫军红、渠群英、宋艳、赵兴淼、刘长林5、济南市福景佳苑房地产建设项目水土保持方案报告书完成单位：山东省海河流域水利管理局勘察设计研究院主要完成人员：王晓莉、程霞、赵兴淼、刘长林、吴淑清、渠群英、白露6、山东省栖霞市大中型水库移民后期扶持政策实施情况监测评估报告（2011年度）完成单位：山东省海河流域水利管理局勘察设计研究院主要完成人员：程霞、渠群英、钱秀红、闫军红、李洪福、刘长林7、徒骇河黄桥拦河闸工程项目建议书完成单位：山东省海河流域水利管理局勘测设计研究院主要完成人员：辛宝美、徐华、刁汇文、赵兴淼、钱秀红、闫军红、程霞、宋艳、渠群英8、日照市水生态文明城市建设研究与实践完成单位：山东水利职业学院。
夏冬季三沙湾海水营养盐含量的时空变化特征及与环境因子的相关性
夏冬季三沙湾海水营养盐含量的时空变化特征及与环境因子的相关性沈林南;李超;吴祥恩;龚凌;郝赛赛【期刊名称】《应用海洋学学报》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】Continuous field data were taken at 6 stations in August,2012 and January,2013 in Sansha Bay.Tem-poral and spatial variation characteristics of inorganic nitrogen and active phosphorus,as well as their correlations were presented.The results confirm that the content of inorganic nitrogen varies from 0.059 to 1.669,from 0.569 to 0.940 mg/dm3 ,and the average values are 0.582 and 0.676 mg/dm3 in summer and winter,respectively.The content of PO4-P are in ranges from 0.036 to 0.071,from 0.050 to 0.070 mg/dm3,the mean value are 0.056 and 0.060 mg/dm3 ,respectively.The high values of DIN and PO4-P appeared in areas receiving the terrestrial runoff and areas of the cage culture,the value trends down from northern area to the entrance of the bay.The value is higher in surface water than the bottom and higher in winter than in summer,with most of areas exceed the fourth grade of seawater quality standard of China.The result of CN/CP ratio shows that most phytoplankton growths are ni-trogen limited.The correlation analysis shows that DIN is significantly correlated with NO3-N (r=0.989),salinity (r=-0.923 )and temperature (r=0.939 ).PO4-P is also positive correlation with NH4-N and NO2-N.This study supplies basicinformation for the eutrophication research in Sansha Bay.%根据2012年8月和2013年1月对三沙湾海域开展的海域水质现场连续调查数据，阐述了无机氮和活性磷酸盐含量时空变化特征及其与环境因子的相关性．结果表明，三沙湾海域夏冬季无机氮含量范围分别为0．059～1．669、0．569～0．940 mg/dm3，均值为0．582、0．676 mg/dm3，活性磷酸盐含量范围分别为0．036～0．071、0．050～0．070 mg/dm3，均值为0．056、0．060 mg/dm3．无机氮和活性磷酸盐含量的高值区出现在陆源径流入海区及大量网箱养殖区，总体呈湾顶向湾口递减趋势，氮磷含量表层高于底层，冬季高于夏季，大部分海域都超过第四类海水水质标准．根据CN/CP比值评价结果显示，三沙湾大部分海域浮游植物的生长为氮限制．相关性分析表明，三沙湾海域无机氮与硝酸盐含量相关性极显著（r＝0．989），表明硝酸盐是无机氮的主要存在形态；无机氮还与盐度（r＝-0．923）和温度（r＝0．939）有极显著的相关性，论证了沿岸径流对三沙湾营养盐的输入有重要影响．活性磷酸盐与铵盐、亚硝酸盐含量存在显著的正相关．本次调研结果为三沙湾海域富营养化研究提供基础数据．【总页数】9页(P553-561)【作者】沈林南;李超;吴祥恩;龚凌;郝赛赛【作者单位】厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361102; 国家海洋局第三海洋研究所，福建厦门361005;厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361102;厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361102【正文语种】中文【中图分类】P734【相关文献】1.三沙湾海水中磷的分布和富营养化研究 [J], 刘义峰2.三沙湾夏、冬季节温、盐分布特征及影响因素分析 [J], 林宏阳;安佰超;陈照章;孙振宇;陈海阳;朱佳;黄凌风3.夏冬季三沙湾海水营养盐含量的时空变化特征及与环境因子的相关性 [J], 沈林南;李超;吴祥恩;龚凌;郝赛赛;4.兴化湾表层海水氮磷营养盐含量的时空变化及富营养化状况 [J], 白娅舒;蔡榕硕5.2014年春季和冬季渤海海水营养盐时空变化特征及富营养化评价 [J], 隋琪;夏斌;谢寒冰;崔毅;陈碧鹃;崔正国;丁东生因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
211235487_基于InVEST模型的伊洛河流域水源涵养能力评估
第37卷第3期2023年6月水土保持学报J o u r n a l o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o nV o l .37N o .3J u n .,2023收稿日期:2022-09-26资助项目: 十四五 国家重点研发计划项目(2021Y F C 3201104);国家自然科学基金项目(U 2243228,52121006,41961124007) 第一作者:贾雨凡(2000 ),女,硕士研究生,主要从事水文水资源方面的研究㊂E -m a i l :J y f 20000509@163.c o m 通信作者:王国庆(1971 ),男,博士,教授,主要从事气候变化㊁水文水资源等方面的研究㊂E -m a i l :g q w a n g@n h r i .c n 基于I n V E S T 模型的伊洛河流域水源涵养能力评估贾雨凡1,2,3,王国庆2,3,4(1.河海大学水文水资源学院,南京210098;2.河海大学水安全与水科学协同创新中心,南京210098;3.长江保护与绿色发展研究院,南京210098;4.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京210029)摘要:水源涵养是生态系统最重要的服务功能之一,黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要强调聚焦重点区域,恢复重要生态系统,对强化水源涵养能力提出了新的要求㊂收集并分析伊洛河流域1975-2019年的气象及下垫面资料,采用I n V E S T 模型产水模块计算1975-2019年伊洛河流域每5年1期共9个时段的产水量,采用流速系数㊁土壤饱和导水率等对产水量进行修正,估算流域的水源涵养量,具体分析伊洛河流域降水㊁产水与水源涵养的特征及其相关关系㊂结果表明:1975-2019年,伊洛河流域多年平均水源涵养量为11.3mm ,多年平均产水量为143.2mm ,产水量及水源涵养量整体呈现先增后减的变化趋势,在1980-1984年达到峰值;流域水源涵养能力空间分布特征为上游植被丰富㊁土石山区水源涵养能力强,中下游相对较弱;对流域气象要素单相关及复相关分析,水源涵养能力与降水显著正相关,与参考作物蒸散发相关性不显著;流域内土地利用变化在一定程度上影响水源涵养能力空间分布,上游水源涵养高值区及退耕还林还草区受影响显著㊂研究结果可为相似流域水源涵养能力的评估提供参考㊂关键词:水源涵养能力;I n V E S T 模型;伊洛河流域中图分类号:Q 948.1 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2023)03-0101-08D O I :10.13870/j.c n k i .s t b c x b .2023.03.014A s s e s s m e n t o fW a t e rC o n s e r v a t i o nC a p a c i t y ofY i l u o R i v e rB a s i nB a s e do n t h e I n V E S T M o d e lJ I A Y u f a n 1,2,3,WA N G G u o q i n g2,3,4(1.C o l l e g e o f H y d r o l o g y a n d W a t e rR e s o u r c e s ,H o h a iU n i v e r s i t y ,N a n j i n g 210098;2.C o o p e r a t i v e I n n o v a t i o nG e n t e r f o rW a t e rS a t e f y a n d H y d r oS c i e n c e ,H o h a iU n v e r s i t y ,N a n j i n g 210098;3.Y a n g t z e I n s t i t u t e f o rC o n s e r v a t i o na n dD e v e l o p m e n t ,N a n j i n g 210098;4.S t a t eK e y L a b o r a t o r y o fH y d r o l o g y -W a t e rR e s o u r c e s a n d H y d r a u l i cE n g i n e e r i n g ,N a n j i n g H y d r a u l i cR e s e a r c hI n s t i t u t e ,N a n j i n g 210029)A b s t r a c t :W a t e r c o n s e r v a t i o n i s o n e o f t h em o s t i m p o r t a n t s e r v i c e f u n c t i o n s o f t h e e c o s ys t e m ,a n d t h e o u t l i n e o f t h eY e l l o w R i v e rB a s i nE c o l o g i c a l P r o t e c t i o na n d H i g h -q u a l i t y D e v e l o p m e n tP l a ne m p h a s i z e s f o c u s i n g on k e y a r e a s a n d r e s t o r i n g i m p o r t a n t e c o s y s t e m s ,w h i c h p u t s f o r w a r d n e wr e q u i r e m e n t s f o r s t r e n g t h e n i n g w a t e r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t y .W e c o l l e c t e d a n d a n a l y z e dm e t e o r o l o gi c a l a n d s u b s u r f a c e d a t a o f t h eY i l u oR i v e r b a s i n f r o m1975t o 2019,c a l c u l a t e d t h ew a t e r y i e l do f t h eb a s i n f o r a t o t a l o f n i n e t i m e p e r i o d s i ne v e r y f i v e -y e a r p e r i o dd u r i n g 1975t o2019u s i n g th ew a t e r y i e l dm o d u l eo f t h e I n V E S T m o d e l ,a n d t h ew a t e r c o n s e r v a t i o n w a s o b t a i n e d b y u s i n g t h e f l o wr a t e c o e f f i c i e n t a n d s o i l s a t u r a t i o n c o n d u c t i v i t y t o c o r r e c t t h ew a t e r yi e l d .T h i s s t u d y s p e c i f i c a l l y a n a l y z e dt h ec h a r a c t e r i s t i c sa n dc o r r e l a t i o n sb e t w e e n p r e c i p i t a t i o n ,w a t e r y i e l da n dw a t e r c o n s e r v a t i o n i n t h eY i l u oR i v e rB a s i n .T h er e s u l t ss h o wt h a t f r o m 1975t o2019,t h ea n n u a l a v e r a gew a t e r c o n s e r v a t i o n i n t h eY i l u oR i v e rB a s i n i s 11.3mm ,a n d t h e a n n u a l a v e r a g ew a t e r y i e l d i s 143.2mm ,a n d t h e o v e r a l lw a t e r y i e l da n d w a t e rc o n s e r v a t i o ns h o w at r e n do f f i r s t i n c r e a s i n g a n dt h e nd e c r e a s i n g ,r e a c h i n ga p e a kf r o m 1980t o1984.T h es p a t i a ld i s t r ib u t i o n o f w a t e rc o n s e r v a t i o nc a p a c i t y int h er i v e rb a s i ni s c h a r a c t e r i z e db y a b u n d a n t v e g e t a t i o n i n t h e u p s t r e a ma n d s t r o n g w a t e r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t yi nm o u n t a i n o u s a r e a s o f e a r t h a n d r o c k ,w h i l e t h em i d d l e a n d l o w e r r e a c h e s a r e r e l a t i v e l y w e a k .T h e r e s u l t s o f s i n g l e -c o r r e l a t i o n a n d c o m p l e xc o r r e l a t i o n a n a l y s i so f m e t e o r o l o gi c a le l e m e n t si nt h e b a s i n s h o w t h a tt h e w a t e rc o n s e r v a t i o n Copyright ©博看网. All Rights Reserved.c a p a c i t y i s s i g n i f i c a n t l yp o s i t i v e l y c o r r e l a t e dw i t h p r e c i p i t a t i o n,b u t n o tw i t he v a p o t r a n s p i r a t i o no f r e f e r e n c e c r o p s.T o a c e r t a i ne x t e n t,t h e c h a n g eo f l a n du s e i n t h e r i v e rb a s i na f f e c t s t h e s p a t i a ld i s t r i b u t i o no fw a te r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t y,a n d t h e a r e a sw i t hh i g hv a l u e o fw a t e r c o n s e r v a t i o n i n t h e u p p e r r e a c h e s a n d t h e a r e a s w h e r ef a r m l a n di sr e t u r n e dt of o r e s ta n dg r a s s l a n da r es i g n i f i c a n t l y a f f e c t e d.Th er e s u l t sc a n p r o vi d ea r e f e r e n c e f o r t h e a s s e s s m e n t o fw a t e r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t y i n s i m i l a r r i v e r b a s i n s.K e y w o r d s:w a t e r c o n s e r v a t i o n c a p a c i t y;I n V E S T m o d e l;Y i l u oR i v e rB a s i n联合国政府间气候变化专门委员会(i n t e r g o v e r n-m e n t a l p a n e l o n c l i m a t e c h a n g e,I P C C)第六次评估报告[1]明确指出,2010 2019年全球平均气温较1850 1900年升高1.07ħ,气候变化已是毋庸置疑的事实[2]㊂工业革命以来,随着科学技术的发展,人类活动对于生态环境的影响日趋显著㊂如何应对人类活动和气候变化共同影响下的变化环境成为生态及水文等多学科多领域的研究重点㊂水源涵养作为水文生态交叉学科 生态水文学的研究范畴,是生态系统服务功能的重要内容之一㊂水源涵养功能是一个动态的㊁不断发展的概念[3-4],主流观点[5]认为,水源涵养功能是指生态系统在特定时间㊁特定条件下的保水能力,进一步可细分为狭义和广义2种定义㊂狭义的水源涵养功能通常指林地㊁草地等生态系统拦蓄降水㊁调节径流的功能;广义的水源涵养功能则考虑森林㊁草地㊁林地㊁沼泽㊁湖泊多种生态系统,以及水㊁土㊁气多种生态因子,涵盖拦蓄降水㊁调节径流㊁净化水质㊁水土保持㊁减少植被退化㊁改善下垫面条件㊁保护生物多样性㊁调节气候等多方面的生态环境保护功能㊂厘清水源涵养能力的概念和内涵㊁系统分析影响水源涵养能力的驱动因素㊁科学认识水源涵养能力评价方法的适应条件,不仅是环境科学㊁生态科学和水文科学交叉研究的核心内容,而且对生态恢复措施建设㊁区域水土保持和水资源合理调配具有相当重要的意义[6]㊂如何有效评估生态系统水源涵养能力是水源涵养功能研究的重点㊂主流的评估方法包括传统水文学方法和水文模型法2大类[7]㊂传统方法注重试验,结果相对准确,但多以点尺度为主,无法很好反映空间分布情况㊂典型的方法如林冠截留剩余量法[8]㊁降水储存法㊁年径流量法[9]等均存在类似缺陷㊂相对完善的是综合蓄水能力法,该法统筹考虑林冠层㊁枯落物层和土壤层,将3个层面的总拦蓄降水作为森林水源涵养量,全面分析森林生态系统的各个水文过程㊂但由于层次较多,实测资料需求复杂,实际操作存在困难[10]㊂与传统方法相对的水文模型法则在大尺度研究中具有显著优势,但计算准确度受计算资料的精度和长度控制,对资料的要求较高[11]㊂目前,国内外学者常用的水文模型包括美国农业部水土保持局开发的S C S模型[12]㊁生态系统服务和权衡的综合评估模型[13]㊁温度植被干旱指数模型[14]和S WA T模型[15]等,以斯坦福大学环境研究所㊁世界自然保护基金会等联合开发的I n V E S T模型在水源涵养评估领域应用最为广泛㊂通过收集到的气象站点数据及下垫面资料分析伊洛河流域降水的演变特征㊂在此基础上,采用I n V E S T 模型产水模块对伊洛河流域1975 2019年每5年1期的产水量进行计算㊂对计算得到的产水量数据,采用土壤饱和导水率㊁流速系数等进行修正,得到伊洛河流域9期平均水源涵养量并分析其时空分布特征,以期为流域水源涵养能力的评估与提升提供参考㊂1材料与方法1.1研究流域伊洛河流域发源于河南省栾川县(34ʎ49'30ᵡN, 111ʎ28'01ᵡE),是黄河三门峡以下最大的支流,同时也是河南省境内最大的黄河支流㊂河流分有伊河㊁洛河两支,全长447k m,总面积18881k m2㊂流域大部分隶属于华北山地丘陵区和华北平原区,上游为土石山区,植被丰富;下游多低山丘陵㊁河谷平原㊂伊洛河地处湿润半湿润区,是黄河流域重要的水源涵养区之一,属大陆性季风气候区,夏季炎热多雨,冬季寒冷多雪[16]㊂研究区域多年平均降水量为660mm,其中6 9月汛期降水占全年的60%㊂从空间分布上看,上游降水相对丰沛,下游偏少[17]㊂流域多年平均参考作物蒸散发为1100mm,东西部蒸散较中部偏少㊂研究区域地理位置及气候站点分布情况见图1㊂图1伊洛河流域地理位置及气象站点分布研究采用地理空间数据云提供的D E M(90mˑ90 m)数据和基于美国陆地卫星L a n d s a tT M影像的1k m 栅格数据,将流域的主要土地利用分为耕地㊁林地㊁草201水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.地㊁水体㊁建设用地以及未利用地6种类型㊂收集整理研究区域及周边共11个气象站点逐日降水资料㊁最高和最低气温资料,采用改进H a r g r e a v e s公式计算参考作物蒸散发(E T0)[18]㊂土壤数据采用国家科技基础条件平台 国家地球系统科学数据中心 土壤分中心(h t t p://s o i l.g e o d a t a.c n)提供的资料[19]㊂植物可利用水量由周文佐[20]提出的土壤质地相关公式计算㊂1.2I n V E S T模型I n V E S T模型是由斯坦福大学环境研究所㊁世界自然保护基金会等联合开发的生态系统服务评估与权衡模型,模型产水模块基于B u d y k o水热耦合公式及水量平衡方程对区域各网格产水进行评估,其基本原理见图2㊂I n V E S T模型产水模块计算的基本公式为:Y x=(1-A E T x P x)㊃P x(1)式中:A E T x表示栅格单元x的实际蒸散发(mm); P x栅格单元x的年降水量(mm)㊂图2I n V E S T模型产水模块水量平衡示意产水水量平衡公式中土地利用为植被的实际蒸散由Z h a n g等[21]提出的B u d y k o水热耦合公式计算,公式为:A E T xP x=1+P E T xP x-[1+(P E T xP x)ωx]1ωx(2)式中:A E T x表示潜在蒸散发量(mm);ωx表示自然气候-土壤性质的非物理参数㊂其他土地利用/覆被类型(开放水域㊁城市㊁湿地)的实际蒸散发通过参考作物蒸散发直接计算,由降水量决定其最大值,计算公式为:A E T x=M i n(K c(l c)㊃E T0,P x)(3)式中:K c(l c)为特定土地利用类型对应的植被蒸散系数,通过生物物理系数表进行匹配㊂模型得到的产水还需利用地形指数等将其进行修正为水源涵养量[22],修正公式为:WR=M i n(249/V,1)ˑM i n(1,0.9ˑT I/3)ˑM i n(1,K/300)ˑY(4)式中:WR为研究区域水源涵养量(mm);T I为地形指数;V为流速系数;K为土壤饱和导水率(c m/ d a y);Y为模型计算的产水量(mm)㊂地形指数通过流域D E M计算得到,公式为:T I=l o g(D/SˑP)(5)式中:D为集水区栅格数量,无量纲;S为土层深度(mm);P为百分比坡度,由流域D E M计算得到㊂流速系数根据植被类型查阅参考文献[23]获得,水田㊁水体㊁建设用地取2012,林地㊁草地㊁岩石及裸地分别取200,500,1500㊂土壤饱和导水率采用C o s b y土壤传递公式计算[24],公式为:K s=1.148ˑ10(-0.6+1.26ˑ10-2c2-6.4ˑ10-3c1)(6)式中:K s为土壤饱和导水率(m/d);c1㊁c2分别为土壤的黏粒和砂粒含量(%)㊂研究区域土壤饱和导水率计算结果见图3㊂图3伊洛河流域土壤植被参数空间分布2结果与分析2.1伊洛河流域降水演变特征伊洛河流域多年平均降水量为669m m,由图4可知,1975 2019年流域年降水量及其5年滑动平均过程,年降水量呈现非显著性下降趋势,降水量最低值为443m m,出现于1997年;最大值为944m m,出现于1984年㊂从滑动平均过程来看,1983年前后明显偏高,达940 m m,此后,年降水量总体稳定在660m m左右㊂对研究区域各栅格单元的降水及参考作物蒸散发45年数据进行线性拟合,拟合斜率即为研究时段内流域降水及蒸散变率㊂由降水变率的空间分布情况(图5a)可知,年降水量呈现自西南向东北㊁自上游向下游递减的空间格局;从多年平均降水量的空间分布(图5b)来看,1975 2019年伊洛河降水量在流域下游表现出较显著的下降趋势,而在上游则有所增加,二者互相抵消,流域整体降水量变化不大㊂301第3期贾雨凡等:基于I n V E S T模型的伊洛河流域水源涵养能力评估Copyright©博看网. All Rights Reserved.图41975-2019年伊洛河流域年降水量变化过程降水是影响流域水源涵养能力的重要气象要素,由图6可知,1975 2019年伊洛河流域5年平均降水量的空间分布情况,伊洛河源头区2005年以前降水呈现明显的先增加后减少的趋势,此后稳定在675m m左右㊂其中,2000 2004年源头区降水显著减少,流域下游降水显著增加,呈现出与整体相反的趋势㊂对该特殊规律进行进一步分析发现,上游华山站在2001 2002年降水量均在600m m以下,明显低于该站多年平均值(783 m m)㊂相对应的是,中游孟津站在2003年降雨则罕见地达到1000m m以上㊂这一降水分布规律同时对该时段产水及水源涵养造成一定的影响㊂图5伊洛河流域多年平均降水量及年降水变率的空间分布图6伊洛河流域降水空间分布情况2.2伊洛河流域产水量时空变化以5年为1个时段,将1975 2019年划分为9个时段,采用伊洛河流域气象资料5年平均栅格数据及对应时段末年份的土地利用资料,输入I n V E S T 模型计算流域的5年平均产水量㊂由于缺少1979年的土地利用资料,1975 1979年土地利用资料采用1980年的资料替代㊂研究采用伊洛河流域控制站黑石关站多年平均天然径流数据对模型产水模块进行校准㊂图7和图8分别为伊洛河流域产水量的年代际变化过程和流域9个时段产水量的空间分布状况㊂由图7可知,伊洛河流域多期平均产水量为143.2 m m㊂其中,1980 1984年流域产水量最高,达222.1m m; 1995 1999年产水量最低,仅为107.3m m㊂流域整体产水量呈现先增后减的趋势,1985年及1980年降水量较高,对应的产水在1980 1984年达到峰值㊂同理可见, 1985 1994年连续的降水减少使产水在1990 1994年跌入低谷㊂从年际变化上看,产水和降水呈现高度一致,表明模型在产水模拟上准确性较高㊂由图8可知,流域产水量在1975 2019年间呈现相似的规律为上游降水丰沛的地区产水量高,中下游产水相对较少㊂源头区产水量呈现先减少后略增加的趋势㊂2000 2004年受华山站附近降水的减少及孟津降水剧烈增加的影响,源头区产水呈现明显的降低趋势,2005年以后降水恢复平均水平,源头区产水逐步回升㊂产水的9期空间分布规律基本与降水分布对应,进一步论证I n V E S T模型在该流域的适应性㊂401水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.图7 伊洛河流域降水量及产水量过程2.3 伊洛河流域水源涵养量时空分布研究采用土壤饱和导水率㊁流速系数等对模型计算的产水量进行修正,进而估算各期水源涵养量㊂图9和图10分别为伊洛河流域水源涵养量年代际变化过程和9个时段水源涵养量的空间分布特征㊂伊洛河流域多年平均水源涵养量11.30m m ㊂其中,1980 1984年水源涵养量最大,达18.98m m ;1995 1999年水源涵养量最低,仅为8.26mm ㊂水源涵养量在45年间变化趋势与产水量基本一致,水源涵养量与产水量比值在8%左右,波动不大,且该比值与降水量的正相关关系㊂图8 伊洛河流域产水量空间分布图9 伊洛河流域水源涵养量及降水量年代际变化过程图10为伊洛河流域水源涵养量的空间分布情况,伊洛河水源涵养高值区出现在流域上游西北部,低值区广泛分布于流域中部和东北部地区,整体呈现自东向西增加趋势,这一趋势与降水空间变化基本一致㊂此外,流域内不同地区水源涵养量存在较大的差异㊂降水量大且蒸散相对较小的地区水源涵养能力显著高于其他地区㊂相反,从年际分布上看,流域水源涵养量整体下降,1975 1984年以后出现明显下降趋势㊂3 讨论为进一步分析水源涵养量时空分布变化的原因,研究对评估过程各要素进行具体分析㊂水源涵养能力的空间分布主要受气候条件和土地利用变化的影响㊂由图9可知,水源涵养量较高的时期降水量较大,随着降水减少和温度逐年上升,流域水源涵养量出现逐期下降的趋势㊂为量化体现降水对水源涵养量的影响程度,对二者进行单相关和偏相关分析,由图11可知,气象要素与水源涵养量的相关系数分布情况,降水量在流域绝大部分地区与水源涵养量存在显著的正相关关系㊂为分析人类活动影响下土地利用变化对流域水源涵养功能的影响过程,选取受人类活动影响前的土地利用资料(1980年)计算当前气象条件(20152019年)背景下的伊洛河流域水源涵养量(图12)㊂结果显示,流域整体水源涵养量变化不大,平均水源涵养量较变化前降低0.08mm ,仅占2020年水源涵养的0.15%㊂表1为1980-2019年间流域土地利用501第3期 贾雨凡等:基于I n V E S T 模型的伊洛河流域水源涵养能力评估Copyright ©博看网. All Rights Reserved.的变化情况,由表1可知,1980 2020年虽然耕地和林地草地总面积变化幅度不大,但相互转化面积较多㊂西部水源涵养高值区和退耕还林还草区水源涵养量变化相对剧烈,其余地区则变化较小㊂图10伊洛河流域水源涵养量空间分布注:a㊁b㊁c㊁d分别为降水量与水源涵养量单相关系数分布㊁参考作物蒸散发与水源涵养量单相关系数分布㊁降水量与水源涵养量偏相关系数分布㊁参考作物蒸散发与水源涵养量偏相关系数分布㊂图11气象要素相关分析图12水源涵养量变化量分布基于水文模型对区域水源涵养能力进行大时空尺度评估是生态系统服务功能中水源涵养研究的未来发展方向㊂其中,I n V E S T模型在湿润半湿润地区水源涵养能力评估具有良好的适应性,能够有效反映区域水源涵养的空间分布情况㊂不同学者采用I n-V E S T模型的水源涵养评估存在一定的差异,刘树锋等[26]在杨溪河流域的研究显示流域水源涵养在一定程度上高于流域产水;刘宥延等[27]在黄土高原评估的水源涵养则占产水的12%左右㊂本文计算的水源涵养量大约占产水的8%,该占比随降水波动轻微变化㊂水源涵养与产水的数量关系主要受产水修正公601水土保持学报第37卷Copyright©博看网. All Rights Reserved.式中参数取值的影响,修正公式中的流速系数与土壤饱和率和地形指数为主要控制指标㊂针对不同地区选取不同流速系数和地形指数可能对水源涵养评估结果产生较大的影响㊂表1伊洛河流域土地利用变化年份农田面积/k m2占比/%林地面积/k m2占比/%草地面积/k m2占比/%水体面积/k m2占比/%建设用地面积/k m2占比/%未利用地面积/k m2占比/%1980644434.94889848.25262114.213561.931230.6710.01 1990642034.75894048.38265814.393371.821200.6520.01 1995635834.36888248.00269714.583842.081820.9800 2000634934.31887347.95270614.623892.101861.0100 2005628933.99887547.97271214.664142.242131.1500 2010626633.91887248.02270014.614132.242241.2120.01 2015619233.46886547.91272414.724492.432731.4800 2020590831.91881647.62284615.375633.043802.05004结论为进一步分析水源涵养量时空分布变化的原因,研究对评估过程各要素进行具体分析,水源涵养能力的空间分布主要受气候条件和土地利用变化的影响㊂本文根据I n V E S T模型[25]输入数据对降水量㊁蒸散发和土地利用类型3种水源涵养能力影响因素进行分析㊂由降水与水源涵养逐期演变(图9)可见,水源涵养量较高时期降水量较大,随着降水减少和温度逐年上升,流域水源涵养量出现逐期下降趋势㊂温度升高在I n V E S T模型产水计算中主要体现为参考作物蒸散发的变化,为量化体现降水和参考作物蒸散发对水源涵养量的影响程度,对二者分别进行单相关和偏相关分析,由图11气象要素与水源涵养量的相关系数分布情况可知,降水量在流域绝大部分地区与水源涵养量存在显著正相关关系,参考作物蒸散发的影响相对较小㊂为分析人类活动影响下土地利用变化对流域水源涵养功能的影响过程,研究选取受人类活动影响前土地利用资料(1980年)计算当前气象条件(2015-2019年)背景下的伊洛河流域水源涵养量(图12)㊂结果显示,流域整体水源涵养量变化不大,平均水源涵养量较变化前降低0.08mm,仅占2020年水源涵养量的0.15%㊂由1980-2019年流域土地利用的变化情况(表1)可知,1980-2020年建设用地和水体增加显著,农田面积有所减少,林地草地总面积变化幅度不大,但二者和耕地间相互转化较多㊂由于伊洛河流域1980年至今各土地利用类型相互转换多,总量变化少,因此,研究模拟的水源涵养量空间分布变化大,总量下降不显著㊂与土地利用变化相对应的西部水源涵养高值区和退耕还林还草区水源涵养量变化剧烈,其余地区变化较小㊂参考文献:[1]I n n v a eS,V i s tG,T r o m m a l d M,e t a l.H e a l t h p o l i c y-m a k e r s'p e r c e p t i o n s o f t h e i r u s e o f e v i d e n c e:As y s t e m a t i c r e v i e w[J].J o u r n a l o fH e a l t hS e r v i c e sR e s e a r c ha n dP o l i c y,2002,7(4): 239-244.[2]赵晓涵,张方敏,卢琦,等.未来气候情景内蒙古蒸散和产水量的变化特征[J].水土保持学报,2022,36(4):151-159. 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泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析
第54卷 第4期 2024年4月中国海洋大学学报P E R I O D I C A L O F O C E A N U N I V E R S I T Y O F C H I N A54(4):106~115A pr .,2024泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析❋李明波1,2,张宇丰3,郭秀军3,4❋❋,吴 振1,2,武 斌1,2,马 健1,2,聂佩孝1,2(1.山东省第四地质矿产勘查院,山东潍坊261021;2.山东省地矿局海岸带地质环境保护重点实验室,山东潍坊261021;3.中国海洋大学环境科学与工程学院,山东青岛266100;4.山东省海洋环境地质工程重点实验室,山东青岛266100)摘 要: 本研究在莱州湾泥质潮滩开展测试,量化分析了环状电阻率探针监测沉积物电阻率与孔隙水盐度变化的能力,并使用该技术初步刻画了细粒沉积层中水盐运移过程㊂结果表明,环状电阻率探针监测结果可精细描述沉积物电阻率的分布及变化规律;基于监测结果换算的孔隙水盐度变化比与实际孔隙水盐度变化比存在ʃ10%的误差,环状电阻率探针具有粗略定量分析泥质潮滩水盐运移过程的能力;潮汐循环中泥质潮滩地下水水盐运移过程在涨潮时期,高盐度水体主要补给细粒沉积层的顶部与底部㊂高潮时期间,细粒沉积层顶部与底部的盐分逐步丧失,中部水体盐分累积速率加快㊂退潮时期,细粒沉积层盐分整体丧失,高盐度水体通过渗出面向外释放㊂关键词:环状电极电阻率探针;泥质海岸;水盐运移过程;监测效果;盐度变化比中图法分类号: P 345 文献标志码: A 文章编号: 1672-5174(2024)04-106-10D O I : 10.16441/j.c n k i .h d x b .20230008引用格式: 李明波,张宇丰,郭秀军,等.泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析[J ].中国海洋大学学报(自然科学版),2024,54(4):106-115.L i M i n g b o ,Z h a n g Y u f e n g ,G u o X i u j u n ,e t a l .H i g h -p r e c i s i o n m o n i t o r i n g e f f e c t a n a l y s i s o f r e s i s t i v i t y pr o b e i n t h e w a t e r a n d s a l t t r a n s p o r t p r o c e s s i n m u d d y t i d a l f l a t [J ].P e r i o d i c a l o f O c e a n U n i v e r s i t y of C h i n a ,2024,54(4):106-115. ❋ 基金项目:山东省第四地质矿产勘查院科技创新项目(K J 2106);山东省地矿局科技公关项目(K Y 202206);潍坊市财政基金项目(S D G P 370700202102000413);山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心(筹)开放基金项目(201703075-57)资助S u p p o r t e d b y t h e S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y I n n o v a t i o n P r o j e c t o f N o .4E x p l o r a t i o n I n s t i t u t e o f G e o l o g ya n d M i n e r a l R e s o u r c e s o f S h a n -d o n g P r o v i n c e (K J 2106);t h e K e y S c i e n t i f i c a n d T e c h n o l o g i c a l R e s e a r c h P r o j e c t ,S h a n d o n g P r o v i n c i a l B u r e a u o f G e o l o g y &Mi n e r a l R e s o u r c e s (K Y 202206);t h e W e i f a n g F i n a n c i a l F u n d P r o j e c t (S D G P 370700202102000413);t h e O p e n F u n d P r o j e c t o f S h a n d o n g Pr o v -i n c e G r o u n d w a t e r E n v i r o n m e n t P r o t e c t i o n a n d R e s t o r a t i o n E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y Re s e a r c h C e n t e r (201703075-57)收稿日期:2023-01-10;修订日期:2023-03-04作者简介:李明波(1986 ),男,高级工程师,研究方向为区域地质调查与矿产勘查㊂E -m a i l :l i m i n g b o @s d d k s y.c o m ❋❋ 通信作者:郭秀军(1972 ),男,教授㊂E -m a i l :g u o j u n qd @o u c .e d u .c n 泥质海岸是世界重要的海岸类型之一,广泛分布于海湾及河流入海区域㊂当前泥质海岸的关注问题集中在滨海湿地土壤盐渍化以及滨海卤水资源可持续开发上㊂厘清泥质海岸表层细粒沉积层中水体与溶质的分布㊁迁移规律,是解决以上环境及资源问题的基础㊂泥质海岸地下水水文过程模型的建立始于21世纪初,至今仍在修改㊁完善㊂当前研究该问题的主要方法包括地球化学分析㊁数值模拟及原位地球物理调查㊂传统研究主要基于地下水常规离子分析㊁氢氧同位素测试等地球化学分析结果,确定泥质海岸多层含水层系统中水㊁盐的来源,以此为基础建立地下水与溶质的补给模型[1-2];随着算法优化,数值模拟与原位水文观测结合的方法开始用于泥质海岸多层含水层中流场㊁溶质分布及变化规律的研究[3-9]㊂马倩㊁常雅雯与郭雪倩将多层含水层系统中各地层视为均质,初步模拟分析了多层含水层系统中流场与溶质的分布演化过程,评价了弱透水层中天窗区对越流补给的影响,量化了海底地下水排泄通量[5-7]㊂X i n 等[8]与X i a o 等[9]模拟了受生物活动影响更为复杂的地下水循环过程㊂证明了生物通道能够显著促进表层沉积物中海水的循环速率;地球物理电学观测是一类新兴的地下水文过程观测方法,S u 等[10]应用此方法分析了潮汐对泥质海岸沉积物电性的影响,并划分了莱州湾滨海含水层系统中的海水入侵通道㊂F u 等[11]基于电阻率层析成像(E l e c -t r i c a l r e s i s i t i v i t y t o m o g r a p h y,E R T )监测结果,建立了泥质海岸多层滨海含水层系统中的水盐运移模型;张宇丰等[12]基于E R T 与水文参数监测结果,讨论了表层细粒沉积层的渗透性差异对海水-潜水卤水交换过程的影响,初步量化了潮汐循环中多层滨海含水层内发生的盐分通量㊂综上可知,当前已有研究更多关注泥质海岸多层滨海含水层系统,并以此建立大尺度的水盐运移模型㊂事实上,潮间带生卤㊁土壤盐渍化及生物活动的区域多集中在表层细粒沉积层中[9,13-15]㊂在蒸发与潮汐循环4期李明波,等:泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析作用下,潮间带细粒沉积层中孔隙水盐度维持在较高水平的动态平衡中,每年每平方千米的表层细粒沉积层可为地下卤水资源补给16万m 3大于10波美度的卤水[15]㊂活跃的生物活动产生的通道能够增大表层细粒沉积物的渗透性与异质性,显著加快海水-地下水的交换速率,不仅为潮间带生卤补给浅层卤水资源提供优先路径,还促进了基质中孔隙水与海水等其他水体间的溶质交换,改变基质中孔隙水盐度,影响土壤盐渍化进程[8-9,11-13]㊂准确㊁细致认识细粒沉积层中水盐运移规律是揭示潮滩生卤补给潜水卤水机制与通量的基础,可为滨海地下卤水资源以及生态环境管理提供理论支持,但目前未有研究能够精细描述潮汐循环中细粒沉积层中水盐的运移过程㊂为精细刻画以上过程,要求监测技术对地下介质变化的反应有较高灵敏度,同时具有较高的空间分辨能力㊂由于不同含盐量沉积物存在明显电性差异,电学监测可基于此物理前提对水盐运移过程进行刻画[16-18]㊂电阻率探针技术在垂直方向上具有较高的分辨能力,其还能避免E R T 监测随探测深度增加探测灵敏度下降的缺点㊂目前电阻率探针技术主要应用于海底水土界面划分[19]㊁海洋土蚀积过程监测[20-21]㊁海底浅层气迁移过程监测[22-23]以及土壤盐渍化监测[24],但目前尚未对电阻率探针监测泥质潮滩水盐运移过程的能力进行分析㊂本研究选取莱州湾南岸泥质潮滩为研究区开展工作,分析环状电阻率探针(R i n g e l e c t r o d e r e s i s t i v i t ypr o b e ,R E P )监测潮汐过程表层细粒沉积物中水盐运过程的灵敏度,评价依据孔隙水盐度变化比量化分析孔隙水盐分累积与释放过程的误差,并基于R E P 监测结果初步描述潮汐过程中泥质海岸表层细粒沉积层中的水盐运移过程㊂1 研究区概况研究区位于中国山东省莱州湾南岸的淤泥质海岸㊂该区域地形平缓,平均坡度小于千分之三(<3ɢ),宽阔的潮滩向莱州湾内延伸5~20k m ,平均水平水力梯度1.64%,地下潜水位高程约为-0.8m [25-26]㊂该区域地层自上而下可分为表层细粒沉积层㊁潜水卤水层㊁弱透水层及承压卤水层四层,分别为厚约4~5m 的粘质粉土层;厚约6~8m 的中细砂层;厚5~7m 的粘质粉土层;中砂层与细砂层[26-28]㊂图1 研究区位置㊁工作布设位置及地质钻孔柱状图F i g .1 L o c a t i o n ,w o r k i n g p o i n t a n d g e o l o g i c a l c o l u m n s o f s t u d y ar e a 研究区潮汐属于不规则半日潮,平均潮差约为0.9m ,平均涨潮时间382m i n ,平均落潮时间366m i n㊂莱州湾南岸属暖温带大陆性季风气候,年均降雨量和蒸发量分别为559.5和1936.7m m [26],蒸发作用强烈㊂莱州湾海域自上更新世以来经历了三次海侵与海退,在滨海含水层系统内形成了水平带状分布的三至五层卤水㊂位于顶部的潜水卤水T D S 值在50~140g /L 之间[26,29]㊂2 工作布设与方法2.1R E P 参数设置及电阻率计算方法本研究中使用的环状电极探针总长4m ,数据采集段长3.45m ,24个不锈钢电极环(C 1 C 24)等间距分布,电极极距a 为0.15m ,电极环半径b 为0.03m ,装置示意图与实物图见图2㊂电学测量选用W e n n e r 排列,数据采集时两个供电电极发射电流,形成电场,电701中 国 海 洋 大 学 学 报2024年场大小正相关于供电电极间的距离,环电极探针所测电阻率数据为电场范围内介质整体的电阻率,根据W e n n e r 排列测量原理,有效测量半径为1.5倍的极距,即0.225m ㊂测量仪器为G e o pe n 公司生产的E 60D N 分布式电图2 R E P 监测系统示意图(a )及R E P 探杆实物图(b)F i g .2 S c h e m a t i c d i a g r a m o f R E P m o n i t o r i n gs y s t e m (a )a n d R E P p h y s i c a l ph o t o (b )法仪及多电极智能电缆㊂使用12V 直流电源对测量仪器及主机供电㊂测量供电时长为1s ,电流大小为1A ㊂每次测量分别以C i 与C i +3为供电电极A ㊁B ,以C i +1与C i +2为测量电极M ㊁N (i 为测量次数)㊂测量时记录电位差ΔV i 与电流I i ,基于公式(1)可计算得到细粒沉积层不同深度位置的沉积物电阻率ρi[23]㊂ρi =π2b ΔV iI il n 4a +2πb 4a +πb-1㊂(1)2.2R E P 测量精度验证分别在淡水及海水环境下测试R E P 测量精度㊂使用自来水与自配高盐度水(盐度为30)分别模拟淡水环境与海水环境㊂淡水及海水电阻率分别为23.64与0.251Ω㊃m ㊂使用R E P 测量不同环境中介质电阻率,每类环境中重复试验3组,取三组试验的均值与介质电阻率实测值对比,分析R E P 装置自身的测量误差㊂图3显示了两个R E P (R 1与R 2)在淡水及海水环境中的测量误差㊂在淡水环境中,R E P 的测量误差区间在ʃ1%之内;在盐度较高的海水环境中,电极受极化影响程度升高,R E P 测量误差区间虽有增大但未超过ʃ3%,约1/2的数据点落在误差区间ʃ1%之内㊂因此R E P 基本能够满足在不同类型地下水环境中开展监测工作的测量精度要求㊂图3 不同环境中两个R E P (R 1与R 2)测量误差图F i g .3 E r r o r d i a gr a m o f t w o R E P m e a s u r e m e n t s (R 1&R 2)i n d i f f e r e n t e n v i r o n m e n t s 8014期李明波,等:泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析2.3R E P 原位布设及数据采集方法在距离G 1点80及110m 位置分别布设电阻率探针R 1和R 2,具体点位如图1所示㊂采用旋转贯入的方式将电阻率探针置入沉积物中㊂装置布设完成后需稳定1周再进行测量㊂在单个潮汐循环内的不同潮时(a ㊁b ㊁c 与d 时刻)开展测量工作(测量时刻见图4)㊂a 与d 时刻海水未覆盖潮滩;b 与c 时刻,海水覆盖潮滩㊂每组测量工作总时长约为70s㊂图4 R E P 测量时刻及潮位信息F i g.4 R E P m e a s u r e m e n t t i m e a n d t i d e l e v e l 本研究利用重复测量与互异性测量的方法评估电阻率测量误差[30]㊂在不同潮时的测量工作包含2次顺序测量(重复测量)及1次逆序测量(互异性测量)㊂理论上,供电电极次序互换以及测量电极次序互换不会使某一位置处R E P 测量电阻率数值发生改变㊂在本次原位监测中,重复测量㊁互异性测量结果与三次测量结果均值的误差均在ʃ2.5%之内㊂本次研究最终采用三次测量结果的均值㊂2.4沉积物物理关系泥质潮滩沉积物中黏粒含量较高,表面电导率与孔液电导率会同时影响沉积物电阻率ρ[31]㊂N g u ye n 等人和S h a o 等人提出的阿尔奇公式的变形可分离表面电导率及ρw 对ρ影响,从而建立孔隙水电阻率(ρw )与ρ的关系[32-33]:1ρ=1F 'ρw+b ㊂(2)式中:F '为有效地层因子;b 为表面电导率对ρ的贡献,与流体电导率无关㊂莱州湾南岸泥质潮滩表层沉积物F '为2.5,b 为0.335[12]㊂代入公式(2)可建立ρ与ρw 的关系㊂2.5孔隙水盐度变化换算方法孔隙水盐度S 可依据M a n h e i m 公式(3)[34]由ρw换算得到,ρw 则是基于R E P 测量得到的ρ与沉积物物理关系换算得到:S =k ˑρ-1.0233w㊂(3)孔隙水盐度变化情况由相邻观测时刻的孔隙水盐度变化比(δS )体现,计算公式如下:δS =S t -S 0S 0㊂(4)式中:S 0为前一时刻孔隙水盐度;S t 为后一时刻孔隙水盐度㊂结合公式(3),(4),可将R E P 探测的ρ转化为孔隙水盐度变化比δS R E P :δS R E P =ρ-1.0233w t -ρ-1.0233w 0ρ-1.0233w 0㊂(5)式中:ρw 0为前一时刻ρ换算所得的ρw ;ρw t 为后一时刻ρ换算所得的ρw ㊂3 结果与讨论3.1R E P 探测细粒沉积物电阻率能力评价图5(a )显示了涨潮过程表层细粒沉积物ρ的变化情况㊂距离岸线不同位置的测量结果呈现出相近的分布及变化规律㊂a 时刻,自滩面向深部ρ逐渐降低,在高程-0.825~-2.475m 之间ρ稳定在0.68Ω㊃m 左右㊂在-2.475m 以深区域,由于接近潜水卤水层的顶界,ρ逐步降低;b 时刻,海水淹没潮滩,在高程-0.825m 以浅区域ρ显著降低(由0.82Ω㊃m 降低至0.63Ω㊃m ),在高程-0.825~-2.475m 之间ρ降低幅度较小,但在-2.475m 以深区域ρ降低幅度再次升高㊂图5(b)显示了退潮过程表层细粒沉积物ρ的变化情况㊂退潮过程中ρ整体升高(由0.63Ω㊃m 升高至0.7Ω㊃m ),在细粒沉积层顶部与底部ρ升高趋势显著㊂此外,在R 1测点高程-1.425m 处与R 2测点高程-1.725m 处,分别存在局部ρ显著升高区域㊂R E P 监测结果显示,表层细粒沉积物电阻率随深度加深发生复杂的变化㊂细粒沉积层的浅部与深部易受到海水以及深层卤水的影响,在潮汐循环中ρ出现了更大的波动㊂由于该区域沉积物渗透性普遍较低(10-7~10-6m s -1)[12],细粒沉积层中部的ρ波动幅度较小㊂在相同研究区㊁相同季节中,F u 等人使用E R T 技术观测到表层细粒沉积物ρ的波动范围为0.47~0.91Ω㊃m [11]㊂本次研究中R E P 测量ρ的波动范围(0.54~0.83Ω㊃m )与F u 等人基本一致㊂但R E P 监测结果与E R T 监测数据反演结果相比,前者数据点数量在垂向上更密集(21个v s 4个),垂向分辨率更高,ρ在垂直方向上具有更复杂的分布规律(见图5)㊂这说明虽然E R T 技术在水平方向上具有较高分辨能力,且E R T 与R E P 监测技术均能够准确㊁灵敏的捕捉到介质性质的改变,但在垂直方向上E R T 技术难以捕捉更细致的规901中 国 海 洋 大 学 学 报2024年图5 涨潮过程(a )及退潮过程中表层细粒沉积物电阻率变化规律(b)F i g .5 R e s i s t i v i t y v a r i a t i o n o f s h a l l o w f i n e -g r a i n e d s e d i m e n t s d u r i n g ri s e t i d e (a )a n d e b b t i d e (b )律㊂因此单纯采用E R T 数据对地下水水文过程进行分析时,可能由于数据垂向分辨率较低,难以对水盐运移过程做出精确解释㊂在未来分析泥质潮滩水盐运移过程时,可以采用E R T 与R E P 综合调查的方法,并依据研究尺度以及数据采集所需时长综合确定R E P 电极间距等其他测量参数,以达到调查㊁研究所需的期望分辨率㊂3.2δS R E P 准确度分析将不同潮时R E P 测量的ρ依次代入公式(2)建立的ρ与ρw 关系式中,计算得ρw (见图6)㊂再将相邻时刻的ρw 代入公式(5),计算得到涨潮过程㊁高潮时与退潮过程中的δS R E P (见图7)㊂随后将相邻潮时,各监测点位不同高程处(高程-0.14,-1.14及-2.14m )孔隙水样品实测盐度(S )代入公式(4),计算得到涨潮过程与退潮过程中实测孔隙水盐度变化比δS P (见图7)㊂最后将涨潮过程与退潮过程中的δS P 与相近高程范围内的三个δS R E P 数据均值δ S R E P 做对比(见图7,9),分析δS R E P 的准确度㊂图7显示,在不同高程位置处,δS P 与δS R E P 的数值大小基本一致㊂图8显示了δS P 与δ S R E P 数据关于δ S R E P =δS P 的拟合情况㊂其中R 2为0.9297,因此δ S RE P 能够基本准确反映孔隙水盐度的实际变化情况㊂图6 涨潮过程(a )及退潮过程(b )中沉积物电阻率ρ换算孔隙水电阻率ρw 的结果F i g .6 R e s u l t s o f c o n v e r t i n g ρi n t o ρw d u r i n g r i s e t i d e (a )a n d e b b t i d e (b )0114期李明波,等:泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析图7 潮汐过程δS R E P ㊁δS P 的对比结果F i g .7 ρw c a l c u l a t i o n r e s u l t s a n d δS R E P ㊁δS P c o m p a r i s o n r e s u l t s d u r i n g t i d a l c y c l e R E P 探测所得ρ经过拟合式与公式(5)转换的δS R E P 与实际的孔隙水盐度变化比(δS P )存在ʃ10%的误差㊂涨潮过程,孔隙水盐度升高,δS R E P 与真实值相比普遍偏小,约为0.9~1倍的δS P ;退潮过程,孔隙水盐度降低,δS R E P 与真实值相比普遍偏大,约为1~1.1倍的δS P ㊂依据以上R E P 探测方法及数据处理方法所得孔隙水盐度变化比,在定量分析孔隙水盐分释放与累积过程方面具有较高的可信程度㊂结合装置测量精度验证结果可知,造成这种误差的因素有多种,包括装置自身误差(ʃ3%),测量误差(ʃ2.5%)以及依据沉积物物理关系将ρ换算为ρw 所产生的误差㊂当进行区域孔隙水盐通量计算,特别是涉及大范围区域盐通量量化分析时(例如潮滩生卤产生盐分总量评价㊁滨海卤水111中 国 海 洋 大 学 学 报2024年资源盐分开采总量评价等),为避免产生较大误差,可结合原位实测孔隙水盐度变化,修正基于R E P 测量值计算的δS R E P㊂图8 δS P 与δ S R E P 的关系及误差区间F i g .8 R e l a t i o n s h i p b e t w e e n δS P a n d δ S R E P an d e r r o r i n t e r v a l 3.3基于R E P 探测结果的泥质潮滩细粒沉积层中水盐运移过程评价当前研究认为,泥质潮滩中分别存在细粒沉积层的盐分累积区和盐分释放区,各区域分布范围在短期内不会随潮位升降发生明显改变㊂潮汐过程中,潮滩大部分区域细粒沉积层深部的等效水头高于浅部,这意味着泥质潮滩大部分区域以地下水排泄释放盐分为主[6-7];在泥质潮滩局部存在高渗透性区域(10-4~10-5m /s),例如生物活动产生的洞穴集群分布区,在该区域主要发生高盐度海水与地下卤水的交换,当海水淹没滩面后,细粒沉积层将接受大量盐分补给[8-9,11-12]㊂周期性发生的风暴潮作用与旱季强烈的蒸发作用是细粒沉积层中孔隙水盐分再分配的重要因素[12,26]㊂然而本次调查研究结果显示(见图7),在细粒沉积物垂向渗透系数(10-6~10-7m /s)较低的区域内,高盐度海水与地下卤水仍能够在涨潮阶段补给细粒沉积层,补给的盐分会在退潮过程中释放㊂这意味着潮汐即为调控细粒沉积层中水盐再分配的重要因素,泥质潮滩中各区域均会随潮汐涨落发生盐分的累积与释放,其水盐运移过程如下㊂涨潮过程中(见图7(a )㊁(a ')),细粒沉积层累积盐分,其顶㊁底部盐分累积量较高㊂由滩面向细粒沉积层顶部补给的盐分主要来自蒸发盐的溶解下渗㊂上涨的海水携带滩面蒸发浓缩的盐分,通过表层沉积物中密集分布的生物通道向细粒沉积层中运移[9,12-13,26];从细粒沉积层底部向其内部补给的盐分主要来自越流的地下卤水㊂该区域浅层卤水水位高程高于细粒沉积层底面,具有微承压水性质㊂随潮位升高,浅层地下水水位随之升高,进一步促进了卤水自细粒沉积层底部向其内部补给[7]㊂对比细粒沉积层顶部与底部区域的ρw与δS R E P 可知,涨潮期间细粒沉积层中的盐分更多来自滩面的高盐度水体㊂高潮时期间(见图7(b )㊁(b ')),细粒沉积层顶㊁底部从累积盐分转变为释放盐分,沉积层中部区域开始快速累积盐分㊂在本阶段内,在滩面累积的蒸发盐被海水溶解稀释,海水盐度逐步降低㊂受此影响,细粒沉积层顶部孔隙水盐分通过滩面向海水中释放,另一部分盐分向细粒沉积层中部运移;地下卤水水位在本阶段持续升高但盐度降低,受此影响,细粒沉积层底部的盐分开始向卤水层中释放,另有一部分盐分在竖直向上的流场驱动下向细粒沉积层中部运移[6-7]㊂退潮过程中(见图7(c )㊁(c ')),细粒沉积层整体丧失盐分,其顶㊁底部的盐分释放速率小幅度升高,而中部区域盐分释放速率显著提升㊂随着潮位下降,海水从滩面快速退去,渗出面在潮滩范围内大面积发育,同样在竖直向上的流场驱动下,大量高盐度孔隙水通过潮滩渗出面向外排泄[5,12]㊂与已建立的水盐运移过程模型相比[6-9,11-12],本研究刻画的潮汐作用下泥质潮滩细粒沉积层水盐运移模型更符合实际情况㊂其体现在泥质潮滩各个区域中的孔隙水盐度不会随时间变化而无限制升高或降低,而在本研究刻画的水盐运移模型中,不同深度细粒沉积层中孔隙水普遍经历了盐分累积与丧失过程(见图7)㊂这主要得益于R E P 监测技术较高的时空分辨率㊂4 结论本研究基于原位测试结果,分析了R E P 监测技术对泥质潮滩细粒沉积物中孔隙水盐度变化的分辨能力,初步细致刻画了泥质潮滩细粒沉积层中水盐运移过程,所得主要结论如下:(1)R E P 监测结果能够准确反映泥质潮滩沉积物电阻率随潮汐涨落的变化㊂R E P 技术比E R T 技术拥有更高的垂向分辨能力,可捕捉到更细致的垂向电阻率分布及变化规律㊂将E R T 与R E P 监测技术结合可实现区域水盐运移过程精细刻画㊂(2)δS R E P 与δS P 存在ʃ10%的误差㊂造成该误差的原因包括系统自身误差,测量误差以及依据沉积物物理关系将R E P 测量的ρ换算为ρw 所产生的误差㊂虽然以上误差的存在对粗略定量分析细粒沉积层中水2114期李明波,等:泥质潮滩水盐运移过程电阻率探针高精度监测效果分析盐运移过程的影响不大㊂但应用该方法量化分析大范围区域的地下水盐通量时,需结合实测孔隙水盐度变化,修正基于R E P测量值计算所得δS R E P㊂(3)潮汐循环中细粒沉积层内水盐运移过程如下:涨潮时期为细粒沉积层顶㊁底部累积盐分的主要阶段㊂高盐度水体分别通过滩面入渗及浅层卤水越流的途径向细粒沉积层中补给;在高潮时期间,受盐度降低的海水与卤水影响,细粒沉积层顶㊁底部的盐分开始逐步丧失,但沉积层中部孔隙水盐分累积速率加快;退潮时期为细粒沉积层盐分丧失阶段,在竖直向上的地下水流场驱动下,高盐度水体通过潮滩渗出面向外释放㊂参考文献:[1] W o o d W W,S a n f o r d W E,H a b s h i A R S A.S o u r c e o f s o l u t e s t o t h e c o a s t a l s a b k h a o f A b u D h a b i[J].G e o l o g i c a l S o c i e t y o f A m e r i c aB u l l e t i n,2002,114(3):259-268.[2] H u s s a i n M,A l-S h a i b a n i A,A l-R a m a d a n K,e t a l.G e o c h e m i s t r ya n d i s o t o p i c a n a l y s i s o fb r i n e s i n t h ec o a s t a l s a b k h a s,E a s t e r n r e-g i o n,K i n gd o m o f S a u d i A r a b i a[J].J o u r n a l o f A r i d E n v i r o n me n t s, 2020,178:104142.[3] M a Q,L i H,W a n g 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生态修复措施对流域生态系统服务功能的提升
１５ 期
吴一帆 等：生态修复措施对流域生态系统服务功能的提升———以潮河流域为例
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ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｐｏｌｉｃｙ ｍａｋｅｒｓ ａｎｄ ｓｔａｋｅｈｏｌｄｅｒｓ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｃｏｍｅ ｏｆ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ａｎｄ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ．
１ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｕｒｂａｎ Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｙｃｌｅ ａｎｄ Ｓｐｏｎｇｅ Ｃｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００８７５， Ｃｈｉｎａ
Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ： Ｃｈａｏｈｅ Ｒｉｖｅｒ； ＩｎＶＥＳＴ ｍｏｄｅｌ； ｅｃｏｓｙｓｔｅｍ ｓｅｒｖｉｃｅ； ｌａｎｄ ｕｓｅ
生态系统服务功能是自然生态系统支撑和维持人类生存和发展的环境条件［１］ ，是人类直接或间接从生 态系统中获取的所有收益［２］ 。 “ 千年生态系统评估（ Ｍｉｌｌｅｎｎｉｕｍ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＭＡ） ” 将生态系统服务分为供给 服务、调节服务、文化服务以及支持服务四大类，其中水源涵养、土壤保持、水质净化、气候调节等由生态系统 自身属性直接完成的定义为调节服务［３⁃４］ 。 为了对生态系统的调节服务功能进行价值评估，ＵＮＥＲ 提出将生 态系统直接或间接产生的产品使用替代市场法和假想市场法［５⁃６］ ，根据产品的市场价格推算调节功能的市场 价值。 １９９７ 年 Ｃｏｓｔａｎｚａ 等［７］ ，对世界生态系统服务和自然资本的价值进行了评估，以当时的价格估算，每年 地球生态系统产生的价值约为 １６—５４ 万亿美金；我国学者欧阳志云等［８］ ，于 １９９９ 年首次运用影子价格、替代 工程法或损益分析方法对我国陆地生态系统在有机物质的生产、二氧化碳的固定、氧气的释放等方面进行了 价值评估，揭示了陆地生态系统的巨大生态、人文等价值。 随着近年来遥感等技术的发展，以及各种相关模型 的完善，生态系统服务功能的量化方法也愈发成熟，其中 ＩｎＶＥＳＴ 模型就是一种目前广泛应用于量化生态服 务功能及其价值的研究的工具［９］ 。 如 Ｋｅｌｌｅｒ 等［１０］ ，应用 ＩｎＶＥＳＴ 模型中的多个模块针对不同的土地利用变化 情况探究土地利用变化对生态服务功能干扰最小化的途径，并为未来土地管理提供科学的理论指导；吴瑞 等［１１］ ，对 １９９５ 至 ２０１０ 的北京官厅水库的水源涵养以及水质净化功能的时空变化进行了评估，并探讨了研究 区生态服务功能对政策法规的响应关系。 目前，国内大多数有关生态系统服务功能和价值的研究多以分析研 究区生态服务功能和价值受气候和土地利用影响的时空变化特征为主，极少考虑对生态系统服务价值进行核 算，然而在生态环境治理中成本与效益分析是决策者们制定政策的基础。 所以，为全面认识流域生态修复措 施的成本和效益，从经济性，高效性和长久性三方面共同指导生态修复工作，提升重点流域的生态服务功能， 开展流域生态系统价值核算的研究十分必要。
基于SRTMv4的异龙湖流域地形因子提取
基于SRTMv4的异龙湖流域地形因子提取刘韬;朱翔;李雯;杨艳俊【摘要】Both topographic factors of the border and hydrologic characteristics of the watershed have been extracted for the research area of Yilong lake watershed with the latest version SRTMv4 DEM as the basic data,and the expansion module of hydrologic analysis in ArcGIS 10 platform has been used. Through the comparison between the analyzed results and the corresponding hy-drographic data,the validation of this method has been proved:firstly,comparing to the surveyed data of river network and the maps at the scale of 1: 50000, we can see that the topographic factors of watershed extracted from SRTM DEM is reasonable and effective. Secondly,the comparison between the river networks extracted from SRTMv4 and that from the 1: 50000 scale DEM proved that the accuracy of the results based on SRTM DEM extraction is satisfactory.it is high consistent with the river network details performance in the same degree of SRTM DEM and DEM at the scale of 1:50000,and it is reliable.%以最新SRTMv4版DEM作为基础数据,选择异龙湖流域为研究区域,利用ArcGIS 10平台中的水文分析扩展模块提取异龙湖流域的流域边界和流域水文特征两方面的流域地形因子.根据提取结果与获取到的实测数据进行有效性检验:①与实际调查数据的水系网和1∶5万水系图对照比较,发现基于SRTM DEM所提取出的流域地形因子等信息是合理有效的.②与1∶5万DEM所提取流域水网进行对比发现基于SRTM DEM所提取的数据精度较为满意,在相同河网密度情况下,基于SRTM的DEM与1∶5万DEM的水网细节表现高度一致,具有可靠性.【期刊名称】《遥感信息》【年(卷),期】2012(027)004【总页数】6页(P44-49)【关键词】SRTM;地形参数;水系;异龙潮【作者】刘韬;朱翔;李雯;杨艳俊【作者单位】云南师范大学旅游与地理科学学院,昆明650092;云南省环境科学研究院,昆明650034;云南师范大学旅游与地理科学学院,昆明650092;云南师范大学旅游与地理科学学院,昆明650092【正文语种】中文【中图分类】TP791 引言流域的地形因子由流域的地表基本形态如河网特征、坡向、坡度和高程差等反映。
白洋淀地区农田径流中氮磷与重金属元素变化规律的模拟研究
白洋淀地区农田径流中氮磷与重金属元素变化规律的模拟研究张秀梅章申唐以剑陈喜保郁明（中国科学院地理研究所，北京，100101）降雨形成的地表径流是河湖水体污染物汇集的主要途径之一。
随着农药与化肥用量的增加，农田径流带出的水沙中污染物质流失量也成为水体污染的一个重要来源。
因此研究降雨期间地表物质迁移及污染物质流失量，对相关水体的非点源污染控制及水资源保护具有重要意义。
我们采用野外模拟降雨试验，探讨了不同条件下农田径流水沙中氮磷等营养盐与重金属元素含量水平及其随时间的变化规律，为区域环境治理、污染控制及开发利用提供基础依据。
一、野外模拟试验与研究方法1．野外模拟降雨试验与采样试验采用加拿大多伦多大学地理系与中国科学院地理研究所研究坡地侵蚀与水土流失试验时所采用的实验设备[1]，在野外试验场通过调压控制降雨强度；产生均匀的类似天然降雨特性的标准条件的模拟降雨。
选择了井灌与污灌两种类型不同的农田作野外试验场。
井灌区在安新县城北的北六村，选择植被覆盖率不同的荒草地和玉米地。
污灌区在保定市清苑县望亭乡府河岸边，选择长期引用府河污水灌溉的农田翻耕后进行裸地冲刷试验。
试验小区样方均为（5m×2m）。
为防止降雨时水分侧向流动，在试验小区四周加设边框，于底侧接-“V”形集水槽，以便采集产流后不同时间间隔流出的径流水及泥沙混合样品。
同时采集模拟雨水及降雨前、后的表层土壤样品，以供对照研究。
2. 样品的处理水沙混合样品经现场沉淀后立即进行水、沙分离。
部分水样现场加适量硝酸及不同类型保护剂以备测总量之用。
另一部分水样经0．45μm滤膜过滤、酸化加保护剂保存以备测溶解态之用。
水样应及时测定，或放冰箱内短期保存，尽快测定。
分离后的泥沙以及土壤样品经自然风干后按常规法处理为100目及240目样品，以备测定。
3．样品的室内分析样品经HNO3－HF－HClO4。
消解后采用美国JARRELL_ASH_9000型等离子体光谱仪测定Cu、Zn、Pb、Cr、Fe、Co、Ni、V、Mn等元素含量。
溪源水库蓄水前后冬春季水体营养盐和浮游植物特征研究
溪源水库蓄水前后冬春季水体营养盐和浮游植物特征研究林佳;李赫龙;苏玉萍;胡雅丽;林婉珍;董敏;蓝米湖【摘要】于2007-2008年溪源水库蓄水前,2014-2015年溪源水库蓄水后对溪源宫水源地水体进行采样,分析了冬春季水体的理化指标、浮游植物生物量及群落组成.蓄水前共鉴定出浮游植物6门26属43种,水体水质状况较好,浮游植物细胞密度平均为7.31×105 cells/L,以硅藻、绿藻门为优势门类,两者占浮游植物总生物量的比例约为54.7％、32.2％,水体呈贫-中营养状态.蓄水后,水体氮、磷营养盐浓度分别约为蓄水前的2.4倍、3倍,浮游植物细胞密度平均为1.42 × 107 cells/L,约为蓄水前的20倍,且群落结构发生改变,优势门类为硅藻、蓝藻、绿藻,所占比例分别为40.2％、38.7％、14.4％,蓝藻门比例有显著提高,约为蓄水前的5倍.说明建库蓄水对浮游植物的影响显著.【期刊名称】《中国环境监测》【年(卷),期】2016(032)006【总页数】7页(P43-49)【关键词】浮游植物;蓄水前后;冬春季;富营养化;溪源水库【作者】林佳;李赫龙;苏玉萍;胡雅丽;林婉珍;董敏;蓝米湖【作者单位】福建师范大学环境科学与工程学院,福建福州350007;福建师范大学环境科学与工程学院,福建福州350007;福建师范大学环境科学与工程学院,福建福州350007;福建省污染控制与资源循环重点实验室(福建师范大学),福建福州350007;福建师范大学环境科学与工程学院,福建福州350007;福建师范大学环境科学与工程学院,福建福州350007;福州青源供水有限公司,福建福州350007;福建师范大学环境科学与工程学院,福建福州350007【正文语种】中文【中图分类】X824饮用水是城市重要的水资源，直接影响着人们的健康，保护饮用水源对城市发展起着重要的保障作用[1]。
近年来，经济的快速发展导致了污染物排放量的急剧增加[2]，一些水源地受到了不同程度的污染，开始出现富营养化现象[3-6]。
考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型
中国环境科学 2017,37(11)：4312~4322 China Environmental Science 考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型张彦1,2,窦明1*,李桂秋1,孟猛1(1.郑州大学水利与环境学院,河南郑州 450001；2.中国农业科学院农田灌溉研究所,河南新乡 453002)摘要：基于水体光学原理,确定了光照衰减系数与透明度之间的定量关系式;基于质量守恒原理,描述了氮磷营养盐与藻类之间的转化关系;耦合光因子和盐因子对藻类生长的驱动机制,建立了考虑光盐交互作用的富营养化数学模型.结合2015年4～7月在眉湖开展的水质监测数据,对模型进行了参数率定与验证.通过正交设计与情景模拟相结合,研究了光盐条件变化对藻类生长的驱动作用.结果表明,建立的富营养化模型能够较好的模拟不同光盐条件下藻类的生长趋势;低光照强度下营养盐浓度增加对藻类生长起到了抑制作用,营养盐浓度增加相同的倍数时TP浓度变化对藻类生长的影响作用要比TN浓度变化对藻类生长的影响作用大;整体上藻类的生长受到光照强度的影响高于营养盐,受到总磷的影响高于总氮,在设置的情境中光照强度、TP和TN浓度分别为89.6klx、0.168mg/L和2.72mg/L时最利于藻类生长. 关键词：富营养化模型；水体光学；营养盐转化；交互作用中图分类号：X524 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2017)11-4312-11A mathematical model of eutrophication lake accounting for the light-nutrients interaction. ZHANG Yan1,2, DOU Ming1*, LI Gui-qiu1, MENG Meng1 (1.College of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China；2.Farmland Irrigation Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xinxiang 453002, China). China Environmental Science, 2017,37(11)：4312~4322Abstract：A quantitative relation between light attenuation coefficient and water transparency was established based on the principle of water optics; described the relationship between nitrogen-phosphorus nutrients and algae based on the principle of mass conservation; constructed an eutrophication model accounting for the interaction effect of light and nutrients, which coupled the driving mechanisms of light and nutrients on algae growth. The model was calibrated and verified using water quality data monitored from April to July 2015 in the Meihu Lake. The model was then used to analyse the effect of change in light-nutrient content on algae growth, under different scenarios. Results showed that the algae had a good growth tendency under different light-nutrient conditions which was simulated by the established eutrophication model; there was an inhibitory action for algae under low light intensity when the nutrient concentrations increased, the effect of TP concentration was more important than TN concentration on algal growth when nutrient concentrations increased the same multiple; as a whole, algae growth is more affected by light intensity than nutrients, and more affected by total phosphorus than total nitrogen. The best scenario for algae growth is where illumination is 89.6klx, TP concentration is 0.168mg/L and TN concentration is 2.72mg/L.Key words：eutrophication model；water optics；nutrient transformation；interaction富营养化是湖泊、水库和海湾等封闭性或半封闭性水体中氮、磷营养元素富集,水体生产力提高,某些特征性藻类(通常为蓝藻、绿藻)异常繁殖,使水质恶化的过程[1];对富营养化特征、差异分析以及主导机制目前进行了一定的研究[2-3].充足的营养盐是水体富营养化的必要条件,氮是藻细胞的组成物质,磷则参与了藻类的光合作用和能量转化过程[4-5].同时,水体中氮含量受藻类生长死亡和地球化学环境的强烈影响,磷含量也受到季节性水文过程变化的一定影响[6-7].除了营养盐条件外,光照条件是藻类生长收稿日期：2017-05-05基金项目：国家自然科学基金面上项目(51679218);河南省高校科技创新人才支持计划项目(17HASTIT031);郑州大学优秀青年教师发展基金资助项目(1521323001)* 责任作者, 教授, dou_ming@11期 张 彦等：考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型 4313的限制因子[8].光合作用是活体藻类的基本生命活动,而水体透明度变化对藻类生长有直接影响[9].相关研究表明太湖蓝藻暴发与氮磷浓度峰值出现时间的关系以及氮磷比对蓝藻优势形成的影响[10-11];当水体中营养盐充足时,光照和温度在一定范围内增加能明显促进水体富营养化的进程[12-13];水温和光照强度对微囊藻水华的生消过程也起到了一定的作用[14-15].总体来看,前期研究从不同角度探析了光照和营养盐对藻类生长的影响机制,但从光盐因子交互作用方面来研究其对藻类生长的驱动作用成果不多.本文在借鉴前期相关研究成果[16-22]的基础上,建立了考虑光盐交互作用的湖泊富营养化模型,以郑州大学人工湖眉湖为研究对象,研究在光照和营养盐条件变化下的湖泊藻类生长规律及主要限制因子,其研究成果可为湖泊水环境治理工作提供参考.1 模型建立1.1 模型构建基本原理本文提出的富营养化模型主要由二维湖泊水动力学模型[23]和考虑光盐因子驱动的富营养化模型两部分组成.水动力模型是模拟溶质随水流迁移转化过程的基础,结合研究水域特点进行计算单元的划分,并应用二维非恒定流圣维南方程组来模拟水位、流量和流速等水动力学指标的变化过程.富营养化模型是在作者前期研制的汉江富营养化动态模型[21]基础上,增加了对浊度、透明度指标的模拟,并建立了光照衰减因子与透明度之间的定量关系,此外耦合营养盐在“溶解相-生物相-底泥相”等不同相态间转化机制的描述[24-25],由此反映光盐条件变化对藻类生长死亡过程的影响.其内部作用机制如图1所示.图1 富营养化数学模型结构框架Fig.1 The structure of eutrophication mathematical model富营养化模型的基本方程是平移—扩散质量迁移方程,该方程能够描述水质指标在时间和空间上的变化规律.在方程里除了平移和扩散项外,还包括由生物、化学以及物理作用引起的源漏项S . 水质变量的基本表达式为:2222x y C C C C Cu v E E S t x y x y ∂∂∂∂∂++=++∂∂∂∂∂ (1) 式中:C 为水质指标的浓度,mg/L;u 、v 分别为流速在x 、y 方向上的分量,m/s;E x 、E y 分别为扩散系数在x 、y 方向上的分量,m 2/s;S 为总源漏项,正为源、负为漏,g/(m 3·d).藻类生长动力学过程在水体富营养化模型中占有重要的位置,直接影响到其他水质变量的转化过程.藻类的源漏项S 1可表示为:4314 中 国 环 境 科 学 37卷1114()P Y T P P S S G D K =−−× (2) 式中:G P 1为藻类的生长率,d -1;D P 1为藻类的衰减率,d -1;K S 4为藻类的降解率,d -1;PYT 为藻类在水体中的浓度,cell/mL.藻类生长率G P 1是一个复杂的非线性函数,主要受水温、光照强度和营养盐浓度等外部环境条件的制约.Di -Toro 等[26]研究认为,藻类生长率G P 1可表示为上述因素的乘积,即1max ()()()P G G G T G I G N =⋅⋅⋅ (3) 式中:G max 为藻类的最大生长率,d -1;G (T )为温度调节因子,opi opi ()exp(1)T T G T T T =⋅−;T 和T opi 分别为实际水温和藻类生长最佳水温,℃;G (I )为光照衰减因子,opi opi ()exp(1)I I G I I I =⋅−,无量纲;I 和I opi 分别为水下实际光照强度和藻类生长最佳光照强度,klx;G (N )为营养限制因子,根据Liebig's 最小元素限制定律,藻类生长情况取决于环境所能提供的最少的营养元素,则()G N =mn mp TN TPmin(,)TN TPK K ++,无量纲;K mn 、K mp 分别为藻类生长摄入氮和磷的半速常数,mg/L;TN 、TP 分别为水体中总磷和总氮浓度,mg/L.1.2 光因子驱动机制描述受天气、水体透明度以及水深等因素的影响,水下的光照强度变化较大,因此需弄清光强在水下变化规律.水下光照强度的变化规律可用比尔定律来表示[27]:0e h h I I λ−= (4)式中:I h 、I 0分别为水体表层和水深h 处的光照强度, klx;h 为水下深度,cm;λ为光照衰减系数,该参数与水体透明度呈反比关系,无量纲.研究表明[27],水体透明度对水下光照强度的衰减具有主导作用,而透明度自身又受到叶绿素a 、COD 等有关水质指标的影响.因此,本文根据实际监测的水下1cm 和20cm 处光照强度,结合式(4)求出研究水域的光照衰减系数,并建立光照衰减系数与水体透明度的数学关系式.针对水体透明度的变化规律研究,首先根据实验数据识别影响透明度变化的主要水质因子,进而建立水体透明度与主要因子之间的定量关系式,再将该关系式耦合到湖泊富营养化模型中,由此来模拟光照强度变化对藻类生长过程的影响效果. 1.3 盐因子驱动机制描述水体中氮、磷等营养物质富集是水体富营养化以及藻类生长的重要驱动因素.其中,氮循环过程从藻类对氨氮、硝酸盐氮等无机氮的摄入开始,通过该环节藻类获取能量、合成自身细胞组织,当藻类死亡后沉降到沉积物中,分解转化为有机氮,有机氮通过矿化作用转化为氨氮,氨氮再通过硝化作用转化为硝酸盐氮,由此进行不断地循环转化.各类氮素的源漏项可表示为:氨氮: 3(20)(20)271123711211NH NCON NH ()PYTT T P P S K K D G P a θθ−−=−+− (5) 硝酸盐氮: 3(20)3123121NH NC NH (1)PYTT P S K G P a θ−=−− (6) 有机氮: (20)41NC 7171PYT ON T P S D a K θ−=− (7) 33NH 3mn 3mn 3mn 3mn 3mn 3NO NH (NH )(NO )NH (NH )(NO )P K K K K K =+++++ (8)式中:K 71为有机氮的矿化系数,d -1;Θ71为矿化系数的温度系数,无量纲;K 12为硝化系数,d -1;Θ12为硝化系数的温度系数,无量纲;a NC 为藻类的氮碳比,无量纲.总磷: 511PC ()PYT P P S D G a =− (9) 式中:a PC 为藻类的磷碳比,无量纲. 1.4 光盐交互作用情景设计采用正交设计和情景模拟相结合的方式,来研究光照和营养盐条件变化对藻类生长的驱动效果.正交设计是一种研究多因素影响的试验设计方法,它是从全面试验中挑选出部分有代表性的因素组合来进行试验分析[28].其特点是仅通过少数代表性很强的试验即可摸清各因子对试验结果的影响程度,筛选出较好的试验条件组合[29].为了描述光盐因子交互作用下藻类的生长规律,分别设定原始监测光照强度的0.5倍、1倍、1.5倍和2倍4种情况,总氮或总磷为原始监测数据11期张彦等：考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型 4315的1倍、2倍、3倍和4倍4种情况,进而根据正交试验设计原理,得到在3个因素(光照强度、总磷浓度和总氮浓度)、4个不同水平条件下的16组光盐条件组合情景(表1).表1光盐因子交互影响情景设计Table 1 Scenarios designed to study effect of the light--nutrient factors interaction情景光照强度(klx) 总磷(mg/L) 总氮(mg/L) 情景光照强度(klx)总磷(mg/L) 总氮(mg/L) 情景1 0.5倍/22.4 1倍/0.056 1倍/1.36 情景9 1.5倍/67.2 1倍/0.056 3倍/4.08 情景2 0.5倍/22.4 2倍/0.112 2倍/2.72 情景10 1.5倍/67.2 2倍/0.112 4倍/5.44 情景3 0.5倍/22.4 3倍/0.168 3倍/4.08 情景11 1.5倍/67.2 3倍/0.168 1倍/1.36 情景4 0.5倍/22.4 4倍/0.224 4倍/5.44 情景12 1.5倍/67.2 4倍/0.224 2倍/2.72 情景5 1倍/44.8 1倍/0.056 2倍/2.72 情景13 2倍/89.6 1倍/0.056 4倍/5.44 情景6 1倍/44.8 2倍/0.112 1倍/1.36 情景14 2倍/89.6 2倍/0.112 3倍/4.08 情景7 1倍/44.8 3倍/0.168 4倍/5.44 情景15 2倍/89.6 3倍/0.168 2倍/2.72 情景8 1倍/44.8 4倍/0.224 3倍/4.08 情景16 2倍/89.6 4倍/0.224 1倍/1.36 注:各指标均用“倍数/平均值”表示,其中光照强度、总磷和总氮平均值表示为各情景下指标系列监测数据的平均值.2应用研究2.1实验设计与数据收集本文以郑州大学新校区人工湖—眉湖为研究对象,该湖是一个典型的人工景观湖泊,湖泊水面宽度30~60m,湖长约为500m,湖面面积约为2.2万m2.眉湖中配置了水循环系统,包括局部喷泉和上扬式曝气管循环和整体的南北循环.供水水源包括地下水和雨水两部分,并以地下水补给为主,雨水则来自处理过的贮存雨水.湖水分为北、中、南3 段,中段较长且水流缓慢,北端地势较高,南端设有高低阶梯.监测实验的范围为整个湖面,共设置了5个监测断面(I、II、III、IV、V)、5个取样点(1#、2#、3#、4#、5#),监测断面以及取样点的布设如图2所示.监测断面采样点图2 监测断面及取样点分布示意Fig.2 Locations of monitoring sections and sampling sites2015年4~7月,作者在眉湖先后开展了10次监测实验,对I、II、III、IV和V断面进行了现场监测.监测指标包括光照强度、透明度(SD)、浊度、溶解氧(DO)、水温、叶绿素a(Chl-a)、藻类(PYT)、水深和流速;4月30日、5月28日和6月29日分别在取样点1#、2#、3#、4#和5#处进行水体取样,5月16日和6月15日分别在取样点2#、3#和5#处进行水体取样,共采集了21个水样,对样品的化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、硝氮(NO3--N)等指标进行了检测.其中光照强度由便携式光照测定仪进行检测,主要测量水下1cm和20cm处的光照强度;4316 中 国 环 境 科 学 37卷透明度由SD -20塞氏盘测定,浊度由WGZ–2B 便携式浊度仪测定,藻类和叶绿素a 由HACH Hydrolab DS5X 多参数水质监测仪测定,其他水质指标由HACH 水质监测组件测定;水样指标的检测分析方法主要参照《水和废水监测分析方法》中的相关方法.2.2 光照衰减系数的获取光照衰减系数是计算水下光强的重要参数. 根据实验监测的水下1cm 处和20cm 处光照强度,应用式4计算出水体中光照衰减系数.通过分析光照衰减系数与水体透明度的相关性,得到二者间的拟合方程及拟合图,具体如式(10)和图3所示.拟合方程的拟合度为0.89,相关性较好.由式(9)可知,光照衰减系数与水体透明度呈负相关关系,即当水体透明度增大时,光照衰减系数减小.借助实验数据,对水体透明度和其他水质指标之间进行相关性分析后发现,水体透明度与浊度、Chl -a 、COD 和TN 均呈现显著性相关,且相关系数也比较大.依据水体透明度与各单因子间的拟合关系,对浊度、Chl -a 、COD 和TN 数据处理后再进行多元线性回归分析,得到数据处理前和处理后不同的多元线性拟合方程,其各因子和常量的非标准系数及显著性如表2所示.1.708420.00056SDλ=− (10)0.030.0350.040.0450.050.0550.060.0180.0240.03 0.036水体透明度的倒数(1/SD)光照强度衰减系数λ图3 水体透明度的倒数与光照衰减系数的拟合 Fig.3 The fitted regression relationship between water transparency reciprocal and light attenuation coefficient由表2可得,眉湖水体透明度与其影响因子间的多元回归方程如下,其中式(11)为各因子处理前即原始数据下得到的多元回归方程;式(12)为各因子处理后的多元回归方程,即水体透明度取自然对数值、浊度取四次方根、叶绿素和COD 取以10为底的对数值.表2 常量和影响因子的非标准系数和显著性Table 2 Unstandardized coefficients and statistical significance (p -value) of constant and influencing factorsSD(cm)常量X 1 (NTU) X 2 (µg/L) X 3 (mg/L) X 4 (mg/L) R 2非标准化系数 85.4220.03-0.44-0.785-12.83 处理前显著性 0 0.089 0.222 0.027 0.0010.703ln(SD)常量X 11/4 lg X 2 lg X 3 X 4 R 2 非标准化系数 4.7970.154-0.362-0.549-0.259处理后显著性 0 0.057 0.054 0.015 00.7171234SD 8542200304407851283..X .X . X . X =+−−− (11) 1/41234ln SD 4.7970.1540.362lg 0549lg 0.259X X .X X =+−−− (12) 式中:SD 为水体透明度,cm;X 1为浊度,NTU;X 2为叶绿素含量,µg/L;X 3为COD 浓度,mg/L;X 4为TN 浓度,mg/L.通过对比发现,处理前的水体透明度拟合方程式(11)与处理后的拟合方程式(12)拟合度分别达到了0.703和0.717,均满足要求,但总体来看处理后的拟合效果更好.根据处理前各因子的多元线性回归分析可知,浊度和Chl -a 的非标准化系数的显著性大小分别为0.089和0.222,显著性水平均大于0.05,说明在此回归方程中浊度和Chl -a 的非标准化系数的显著性不太明显;而根据处理后数据的多元线性回归分析可知,浊度和11期 张 彦等：考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型 4317Chl -a 的非标准化系数的显著性大小分别为0.057和0.054,显著性水平已经非常接近0.05,说明在处理后的回归方程中浊度和Chl -a 的非标准化系数的显著性较为明显.因此,在后续的计算过程中采用监测数据处理后得到的多元线性回归方程来模拟眉湖水体透明度指标的变化情况. 2.3 参数率定与模型验证2.3.1 水动力学模型参数率定与验证 根据2015年4~7月期间眉湖流量、水位等实测资料,选取不同的湖底糙率和阻力系数,并设定监测断面V 为入流断面、监测断面I 为出流断面,来模拟各个监测断面的水动力学指标数值.通过模型率定,当眉湖湖底糙率和阻力系数分别为0.024和0.6时,监测断面的流量和水位的模拟结果比较理想.图4是监测断面II 和IV 的模拟结果验证情况.4月30日 5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日 流量(m 3/s )0.20.40.60.811.21.44月30日5月16日5月28日6月15日6月29日7月8日 流量(m 3/s )4月30日 5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日水位(m ) 日期0.650.70.750.80.850.90.954月30日日期5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日水位(m )图4 水动力学模型参数率定和验证结果Fig.4 Results of the hydrodynamic model calibration and verification表3 富营养化数学模型的参数项 Table 3 Parameters of the eutrophication model符号 含义 单位数值 符号 含义单位 数值G max 藻类的最大生长率 d -12.6 Θ71 矿化系数的温度系数- 1.03 T opi 藻类生长的最佳水温℃ 25 a PC藻类的磷碳比 - 0.01 I opi 藻类生长的最佳光照强度 klx 43.01 a NC 藻类的氮碳比 - 0.08 K mn 藻类生长摄入氮的米氏常数 m g/L 0.3 K D 耗氧系数 d -1 0.15K mp 藻类生长摄入磷的米氏常数 m g/L 0.03 ΘD耗氧系数的温度系数- 1.047 K 1D 藻类的死亡率 d -10.5 K a 复氧系数 d -1 0.4K 1R 藻类的呼吸率 d -1 0.15 Θa复氧系数的温度系数 - 1.03 Θ1R 呼吸率的温度系数-1.1 α1藻类的光合作用产氧率 - 1 V S 4 藻类的沉降速率 m /d 0.2 α2藻类的呼吸作用耗氧率 - 1.5 K 12 硝化系数 d -10.09 α3 氨氮硝化作用时的耗氧率 - 3 Θ12 硝化系数的温度系数 -1.08 a OC藻类呼吸作用时的氧碳比- 2K 71有机氮的矿化系数d -10.04 DO S *饱和溶解氧 m g/L注:*表示该项为非恒定值; —表示该项为无量纲参数.4318 中 国 环 境 科 学 37卷采用最大相对误差和平均相对误差来分析水动力模型的模拟效果:监测断面II 和IV 流量的最大相对误差分别为16.12%和28.5%,平均相对误差分别为11.63%和19.8%;水位的最大相对误差分别为5.8%和4.78%,平均相对误差分别为2.96%和3.2%.总体来看,模型计算结果的误差相对较小,模拟精度满足要求.2.3.2 富营养化模型参数率定与验证 在开展富营养化模型模拟时,以4月30日各监测断面的实测资料作为初始条件,以监测断面V 的水质浓度变化过程作为边界条件,并将模型的时间步长设定为1d.由于本次建立的富营养化模型参数较多,逐个率定比较繁琐,因此首先进行参数敏感性分析,再根据相关研究成果给出的参数推荐值作为初始值,对敏感性参数不断调整其数值大小,并根据模拟结果分析取值合理性,而对不敏感性参数则维持初始值不变,最后将敏感性参数作为整体统一进行调整,以使模型的整体拟合效果达到最优,此时得到的参数值即为最终率定的参数(表3).同样采用最大相对误差和平均相对误差来分析水质模型的模拟效果:监测断面II 和IV 的PYT 最大相对误差分别为12.55%和13.75%,平均相对误差分别为5.46%和7.35%;TN 的最大相对误差分别为14.35%和9.18%,平均相对误差分别为4.96%和6.28%;TP 的最大相对误差分别为28.71%和12.5%,平均相对误差分别为9.35%和7.72%;COD 的最大相对误差分别为10%和11.18%,平均相对误差分别为6.89%和7.27%;SD 的最大相对误差分别为29.02%和17.03%,平均相对误差分别为14.15%和7.83%.总体来看,模型计算结果的误差相对较小,模拟精度满足要求.监测断面II 和IV 模拟验证结果如图5所示.P Y T (c e l l /L )4月30日 5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日P Y T (c e l l /L ) 4月30日5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日T N (m g /L )4月30日 5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日T N (m g /L )4月30日5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日T P (m g /L )4月30日 时间5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日T P (m g /L ) 4月30日时间 5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日11期 张 彦等：考虑光盐交互作用的湖泊富营养化数学模型 4319C OD (m g /L )4月30日 5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日14161820222426C O D (m g /L )4月30日5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日S D (c m )4月30日 时间5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日30405060708090S D (c m )4月30日时间 5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日图5 富营养化数学模型参数率定和验证结果Fig.5 results of the eutrophication mathematical model calibration and verification根据模拟结果可知,监测断面II 和IV 处PYT 模拟的平均含量分别为3845,2492cell/mL,TN 浓度模拟的平均值分别为1.34,0.97mg/L,TP 浓度模拟的平均值分别为0.056,0.039mg/L,COD 浓度模拟的平均值分别为27.76,17.46mg/L,SD 模拟的平均值分别为39.1,60.9cm.监测断面II 处各指标的模拟平均值比监测断面IV 处的模拟平均值大,这是由于监测断面II 处圈养了禽类和观赏鱼类,投放饵料和食物较多,使水体中的COD 、TN 和TP 浓度增加即水体中营养物质增加,SD 减小,进而促进了藻类生长使监测断面II 处水体中藻类含量增加;而监测断面IV 处有大量的水生植物,对水体具有一定的净化作用,降解了水体中相关的营养物质,在一定程度上抑制了藻类生长.对于PYT,整体上其含量呈现逐步上升的趋势,6月份藻类的含量明显比5月份藻类含量高,说明气象条件的变化对藻类生长也有较大的影响作用.监测断面II 处的TN 、TP 和COD 浓度的模拟结果呈现出先增加后减小的波动趋势;监测断面IV 处TN 浓度的模拟结果呈现出增加的趋势,而TP 和COD 浓度的模拟结果呈现出先减小后增加的波动趋势;SD 在监测断面IV 整体上呈现减小的趋势,而在监测断面II 呈现出先减小后增加的趋势.2.4 光盐交互对藻类驱动作用分析根据正交试验设计得到光照强度和营养盐交互的16种情景,并通过富营养化模型模拟得到监测断面II 光照强度和营养盐交互情景下眉湖中藻类生长的规律,具体情况如图6所示,16种情境下藻类模拟的平均值及峰值如表4所示.根据文献[22-23],当藻类含量超过10000cell/ mL 时则湖泊会出现水华现象.由表4给出的各情景藻类含量峰值可知,情景1、情景2、情景5、情景6、情景8、情景9以及情景11~16在模拟期中的某段时间内出现了水华现象,其中在情景15条件下模拟藻类含量的平均值和峰值均最大,分别为22384,49233cell/mL,说明在该情景条件下(即光照强度89.6klx 、TP 和TN 浓度分别为0.168,2.72mg/L),眉湖水体中藻类生长的最快.而在情景4条件下藻类生长模拟的平均值和峰值均最小,分别为3663,6261cell/mL,说明此时(光照强度22.4klx 、TP 和TN 浓度分别为0.224, 5.44mg/L),眉湖水体中藻类生长的最慢,即低光照强度和高营养盐条件下对藻类生长的抑制作4320 中 国 环 境 科 学 37卷用明显.从情景1~4可知,当光照强度的平均值为22.4klx 时,随着TP 和TN 浓度的增加,藻类含量模拟的平均值呈现减小的趋势,说明在光照强度较低的情况下,营养盐浓度增加对藻类生长起到了抑制作用,即此时光照强度对藻类的生长起到了重要的作用.从情景2和情景5、情景12和情景15对比分析,TN 浓度为2.72mg/L 时,光照强度增大时藻类模拟的平均值比TP 浓度增加时藻类模拟的平均值高,说明光照强度变化对藻类生长的影响作用比TP 浓度变化对藻类生长的影响作用大.从情景5和情景6、情景7和情景8对比可知,当TP 和TN 浓度都增加相同的倍数时,TP 浓度增加时藻类模拟的平均值比TN 浓度增加时藻类模拟的平均值高,即TP 浓度变化对藻类生长的影响作用要比TN 浓度变化对藻类生长的影响作用大,说明眉湖水体中促进藻类生长的营养盐TP 占较大的比重,另外在情景9和情景11、情景10和情景12、情景13和情景16、情景14和情景15的对比中也呈现出此种现象.P Y T (c e l l /L ) 4月30日 日期5月16日 5月28日6月15日6月29日7月8日P Y T (c e l l /L ) 4月30日日期5月16日5月28日6月15日 6月29日 7月8日图6 不同光盐交互下藻类生长模拟结果Fig.6 Simulation results of algae growth under different scenarios of light - nutrients interaction表4 不同情景下藻类模拟的平均值及峰值Table 4 The average and peak values of algae growth simulated under different scenarios平均值峰值平均值峰值 平均值峰值 平均值峰值情景(cell/mL) (cell/mL) 情景(cell/mL)(cell/mL)情景(cell/mL)(cell/mL)情景(cell/mL) (cell/mL)情景1 6534 12954 情景5 8091 16109 情景9 7329 14340 情景13 5937 10815 情景2 6029 12347 情景6 14767 31430 情景105351 9700 情景14 14362 30499 情景3 4647 8868 情景7 4555 8071 情景1120609 42224 情景15 22384 49223 情景4 3663 6261 情景8 7539 16144 情景1220415 48355 情景16 16531 31514从情景1、情景5、情景9和情景13可知,当TP 浓度为0.056mg/L 时,在一定范围内随着光照强度和TN 浓度的增加水体中藻类模拟的平均值增加,而光照强度和TN 浓度超出一定范围后水体中藻类的含量出现减少现象,说明一定范围内光照强度和TN 浓度有促进藻类生长的作用,而光照强度和TN 浓度相对较大时又呈现出抑制藻类生长的作用.从情景3、情景7、情景11和情景15可知,当TP 浓度为0.168mg/L 时,情景3和情景7条件下藻类模拟的平均值要比情景11和情景15条件下藻类模拟的平均值低,即当光照强度较高和TN 浓度较低时对藻类生长的促进作用要高于光照强度较低和TN 浓度较高时对藻类生长的促进作用,说明当TP 浓度增大到一定程度时,低光照强度和高浓度TN 对藻类生长的抑制作用更加显著.从情景1、情景6、情景11和情景16可知,当TN 浓度为1.36mg/L 时,在一定范围内随着光照强度和TP 浓度的增加水体中藻类模拟的平均值增加,而光照强度和TP 浓度超出一定范围后水体中藻类模拟的平均值出现。
基于NEWS模型的北江流域营养盐输出模拟
北京大学学报(自然科学版)第53卷第2期 2017年3月Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, Vol. 53, No. 2 (Mar. 2017)doi: 10.13209/j.0479-8023.2017.018基于NEWS模型的北江流域营养盐输出模拟李丽丽1栾胜基2,3,†1. 新加坡国立大学李光耀公共政策学院, 新加坡 259774;2. 北京大学人居环境科学与技术重点实验室, 深圳518055;3. 深港产学研基地环境模拟与污染控制重点实验室, 深圳518057; †通信作者, E-mail: luansj@摘要以珠江三大支流之一北江流域为研究区域, 应用国际上最新提出的流域营养盐输出模型 Global NEWS, 经调试后, 用其估算北江流域溶解态营养盐的输出总量。
通过收集文献统计资料并使用 ArcGIS 软件建立模拟所需数据库。
经率定和验证, 发现模型对 DIN 的模拟效率系数是 0.61, 具有一定的可靠性。
模拟结果表明: 1) 2010 年溶解态氮的输出总量为 3.75 万 t/a, 与2000年相比增加约 9.27%, 其中溶解态无机氮(DIN)占 83.51%, 溶解态有机氮(DON)占 16.49%; 2) 2010年溶解态磷的输出总量为 4.63 万t/a, 与2000年相比增加约 30.05%, 其中溶解态无机磷(DIP)占 86.21%, 溶解态有机磷(DOP)占13.79%; 3) 北江下游的绥江和中游的连江子流域营养盐输出总量最高, 应重视这些地区的营养盐污染; 4) 北江流域DIN输出量的主要贡献源是大气氮沉降, 其次是生物固氮和化肥施用, 而 DIP 的主要贡献源是养殖废水, 其次是化肥施用。
研究结果也表明, 模型对国内中小型流域具有一定的适用性。
关键词北江流域; 营养盐输出; 农业非点源; Global NEWS模型中图分类号X522Modeling Nutrients Exports by Rivers from Watersheds to River Mouth:Case Study of Beijiang River BasinLI Lili1, LUAN Shengji2,3,†1. Lee Kuan Yew School of Public Policy, National University of Singapore, Singapore 259774;2. Key Laboratory for Urban HabitatEnvironmental Science and Technology of Peking University, Shenzhen 518055; 3. PKU-HKUST Shenzhen-Hong Kong Institution, Key Laboratory of Environmental Simulation and Pollution Control, Shenzhen 518057;† Corresponding author, E-mail: luansj@Abstract Global NEWS (Global Nutrient Export from WaterSheds) is an international modeling effort with few Chinese application cases, and this essay applied the model with modifications to Beijiang River Basin, one of the three main sub-basins of the Pearl River, in order to estimate the river basin-level export of multiple nutrient elements and elemental forms from land sources within the river basin to river mouths. A reliable environmental database of Beijiang River Basin was established by literature review and statistics collection, and with the help of ArcGIS technology. Model calibration and verification showed that the Nash-Sutcliffe model efficiency was 0.61 on DIN (Dissolved Inorganic Nitrogen) loads (t/a) exported at the basin mouth, indicating that the model performs reasonably well for DIN. Modelling results show that 1) in 2010, dissolved nitrogen exports (load) from Beijiang River Basin was 37.5 thousand t/a, which was 9.27% higher than that in 2000, with DIN accounting for 83.51% and DON (Dissolved Organic Nitrogen) accounting for 16.49%. 2) In 2010, dissolved phosphorus exports (load) from Beijiang River Basin was 46.3 thousand t/a, which was 30.05% higher than that in 2000, and contained 86.21% of DIP (dissolved inorganic phosphorus) and 13.79% of DOP (dissolved organic phosphorus). 3) Spatially, nutrients exports (load) from Sui River Basin, one of the downstream sub-basins, and nutrients exports (load) from Lian River Basin, one of the midstream sub-basins, were relatively higher than those from other sub-basins, indicating国家国际科技合作专项(2012DFG92020)资助收稿日期: 2015-10-16; 修回日期: 2016-09-06; 网络出版日期: 2017-02-12369北京大学学报(自然科学版) 第53卷第2期 2017年3月370 the necessity of controlling nutrient pollution in the two sub-basins. 4) Atmospheric nitrogen deposition was the major source of DIN export load, followed by synthetic fertilizer and biological nitrogen fixation, while animal wastewater discharging was the major source of DIP export load, followed by synthetic fertilizer. The results also show that the NEWS model is applicable to China’s small-to-medium river basins.Key words Beijiang River Basin; nutrient exports; agricultural non-point pollution; Global NEWS model近年来, 我国主要流域内农业技术、农业结构和农业对环境的影响等都在发生着转变。
渤海湾西南部典型站位营养盐限制特性的加富培养实验研究
渤海湾西南部典型站位营养盐限制特性的加富培养实验研究穆迪;李清雪;陶建华;赵海萍;聂红涛【摘要】In October 2010, nutrient enrichment experiments were conducted at a sampling station in the south-western Bohai Bay to determine the limiting nutrient and to investigate the ecological responses of the phytoplankton to the different N/P ratios and different ways of nitrate additions under controlled conditions. The initial concentrations of dissolved inorganic nitrogen (DIN), phosphate, silicate and chlorophyll a were 20.68μmol/L, 0.24μmol/L, 4.58 μmol/L, and 1.05 μg/L, respectively and the phytoplankton cell density was 1080 cells/L The results showed that among the groups of single nutrient addition, the phytoplankton in group 1-3 (group with P addition) showed the most significant growth. The maximum concentration of chlorophyll a of group 1-3 reached 2.48 times of that of group 1-1 (group without nutrient addition) and reached 48 % of that of group 1-5 (group with N,P,Si addition). The maximum cell density of phytoplankton of group 1-3 reached 1.66 times of that of group 1-1 and reached 72 % of that of group 1-5. These results indicated a possible P limitation. The experiment with different N/P ratios revealed an increased growth of phytoplankton under low N/P ratios with an optimum range of 5-15, which was less than the global level-the Redfield ratio of 16. The results also revealed an increased growth of phytoplankton under continuous addition conditions, which may imply the significant impact of low level continuous nitrogen pollution load and an underestimation ofthe growth potential using the ordinary method.%2010年10月,对渤海湾西南部海域典型站位表层水体进行了模拟现场的营养盐加富培养实验.初始状态下,培养水样中溶解无机氮浓度为20.68μmol/L,磷酸盐浓度0.24 μmol/L,硅酸盐浓度4.58 μmol/L,叶绿素a浓度为1.05 μg/L.浮游植物细胞密度为1 080 cells/L.通过改进实验设计,研究了该水样的营养盐限制类型、水样中浮游植物对不同氮磷比以及不同硝酸盐添加方式的生态响应.实验结果表明,在单一添加营养盐的各组中,添加磷酸盐的1-3组叶绿素a浓度和浮游植物细胞密度的增长状况最显著,1-3组叶绿素a浓度峰值为空白对照组1-1组的2.48倍,达到营养盐全加组1-5组同期浓度的48％,其细胞密度峰值为1-1组的1.66倍,达到1-5组间期密度的72％,该水样为磷限制.在实验条件下,浮游植物的增长在总体上随着氮磷比的降低而增大,最适宜的氮磷比为5-15左右.略低于Redfield比值16.硝酸盐的连续性添加比一次性添加更有利于浮游植物的生长,暗示了低浓度长期持续性氮污染可能会比高浓度冲击性氮污染更有效地刺激浮游植物的增长,从而造成更严重的生态问题,而此时用以往的一次性添加培养实验可能会低估浮游植物的增长潜力.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2012(031)006【总页数】9页(P680-688)【关键词】渤海湾;浮游植物;营养盐限制;氮磷比;添加方式【作者】穆迪;李清雪;陶建华;赵海萍;聂红涛【作者单位】河北工业大学海水资源高效利用化工技术教育部工程研究中心,天津300130;河北工程大学分析测试中心,河北邯郸056038;天津大学环境科学与工程学院,天津300072;河北工程大学分析测试中心,河北邯郸056038;天津大学环境科学与工程学院,天津300072【正文语种】中文【中图分类】Q948.8近年来，随着一些海域富营养化和赤潮问题的加剧，以及利用海洋生物泵吸收CO2缓解温室效应问题的升温，营养盐对于浮游植物的限制作用再次成为海洋学研究的热点（刘慧等，2002）。
藻类富集水体重金属的机理及应用
藻类富集水体重金属的机理及应用郑蒙蒙;邵鲁泽;管幼青;周思齐;李非里【摘要】Algae are considered as ideal bioremediation materials because of their high enrichment ability, environmental friendliness and high repair efficiency, therefore become a hot spot in the environmental research. The article reviewed the research progress of algae removal of heavy metals in the water,introduced the classification of the alga biological adsorbent, focused on adsorption and enrichment mechanism of heavy metal on algae,and main factors affecting the adsorption of heavy metals (adsorption time,living algae and not living algae,algae size,dissolved organic matter),and the accumulation of heavy metals in the application of algae water restoration trend analysis.%由于藻类高的重金属富集能力、环境友好、修复效率高等特点,藻类被认为是理想的生物修复材料,并成为环境领域的研究热点.结合国内外藻类去除水体重金属的研究进展,介绍了各藻类生物吸附剂的分类,阐述藻类吸附和富集重金属机理,以及影响重金属吸附的主要因素(吸附时间、活体藻与非活体藻、微藻粒径、溶解性有机质),并对藻类富集重金属在水体修复应用的趋势进行分析.【期刊名称】《环境科技》【年(卷),期】2017(030)006【总页数】5页(P66-70)【关键词】生物修复;重金属;藻类【作者】郑蒙蒙;邵鲁泽;管幼青;周思齐;李非里【作者单位】浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014;浙江工业大学环境学院,浙江杭州310014【正文语种】中文【中图分类】X70 引言重金属污染在淡水生态系统日趋严重。
高密度养殖鱼鳑鲏鱼对水体营养盐浓度和浮游植物群落的影响
高密度养殖鱼鳑鲏鱼对水体营养盐浓度和浮游植物群落的影响喻倩;王金庆;刘娅琴;宋祥甫【期刊名称】《上海农业学报》【年(卷),期】2014(000)004【摘要】Taking local dominant species rose bitterling Rhodeus sinensis as the test materials,this paper analyzed the fish effects on water nutrient concentrations and phytoplankton communities by setting two treatments,i.e.,adult group and juvenile group.The results showed thatafter adding bitt-erling R .sinensis ,water nutrient,i.e.,totalnitrogen,ammonia nitrogen and total phosphorus concen-trations obviously increased,water quality deteriorated from Grade II to worse than Grade V,and a-dult showed a higher effect.Phytoplankton community structure presented some change,i.e.,biodi-versity decreased,while density and biomass significantly increased.Two treatments with bitterling fish were dominated by large-bodied Chlamydomonas ,and the control group dominated by small-bod-ied Kirchneriella .Therefore,as dominant fish of clear water,excessively high bitterling population density would result inthe increment of both water nutrient concentrations and phytoplanktonbio-mass,which would become the potential danger of water quality deterioration.%以本地优势种中华（Rhodeus sinensis ）为试验对象，设成鱼和稚鱼两组处理，研究了其对水体营养盐浓度和浮游植物群落的影响。
中国不同气候带盐风化作用的地貌特征
中国不同气候带盐风化作用的地貌特征吕洪波;苏德辰;章雨旭;冯雪东;李春旺【期刊名称】《地质论评》【年(卷),期】2017(63)4【摘要】Salt weathering is a type of physical weathering existing almost everywhere on the world land,damaging surface of rocks and building stones,forming geomorphological sceneries,such as tafoni or honeycomb structures because of the periodical salt crystal growth.Salt weathering is also one of the major forms of differential weathering.However,salt weathering process has been largely neglected by geologists and geographers and almost all the landscapes formed by salt weathering in China have been misinterpreted as the results of surf wash,running water erosion or eolian erosion etc.After almost a decade of field investigation,the authors of this paper have thoroughly understood the origin and mechanism of salt weathering.In this paper,several salt weathering scenarios have been selected from seacoast areas in Qingdao and Taiwan,arid areas in the northwest,semiarid areas in the north,humid areas in the south,of China.All these examples are discussed here to systematically demonstrate the mechanism of salt weathering and its behaviors in different climatic zones.The favorable conditions for salt weathering are the supply of soluble salts (such as Na2SO4,and NaCl) and the repeated change in temperature and humidity;and the suitable hostrocks to provide the pore spaces and micro-cracks for the saline solution to seep in and for the solid salts to crystallize are sandstones and conglomerates,granites and gneisses etc.Salt weathering commonly results in the formation of honeycomb structures on the surface of sandstone bedrocks and large tafoni on the vertical or near-vertical sides of granite outcrops along the coast area above sea level,the formation of tafoni of different sizes on the sunny sides of sandstone or granite/gneiss outcrops where there is little rainfall attacking in the arid and semiarid inland areas,and the formation of large tafoni/caverns or honeycomb structures on the sandstone cliffs of humid areas in southern China where rainfall frequently impacts the outcrop surfaces.We can conclude that salt weathering plays an important role in making the natural landforms or corroding the building stones.We should pay attention to the universal nature of salt weathering,update salt weathering information in the related geological textbooks or treatise,popularize the geological science to clear up the misunderstanding of salt weathering via all kinds of media.%盐风化作用是地球表面普遍存在的一种物理风化作用,由于盐类的周期性结晶作用而造成地表岩石和建筑材料的破坏,形成诸如风化穴或蜂窝石构造等地貌景观.盐风化作用也是差异风化的主要表现形式之一.然而,到目前为止盐风化作用在中国地学界仍然被严重忽视,以至于盐风化作用造成的地貌景观常常被地学研究者和科普人士误读为海浪冲蚀、流水侵蚀、风蚀作用等.经过近十年的野外观察与探讨,笔者等对盐风化的形成机理和表现形式有了深入的理解.本文以中国境内东部海岸带、华北半干旱区、西北干旱区和东南湿热气候带基岩露头为例,系统地分析了盐风化作用的机理及其在不同气候带的表现形式.盐风化的必要条件是:适当的可溶性盐类(如Na2SO4、NaCl等)供应、周期性的干湿交替和温度变化.盐风化作用主要在发育可渗性孔隙的砂砾岩类和富含微裂隙的花岗岩类之露头表面表现明显,可以形成特征显著的盐风化穴.盐风化作用形成的地貌景观在东部海岸带和西北干旱区表现尤为明显,常常形成蜂窝石构造和大型风化穴,与风蚀作用的痕迹明显有别;而在华北半干旱区和南方湿热气候带虽然受到降雨等其他因素的影响而常常遭受改造、叠加甚或清除,但在某些露头区仍然保留有重要的识别标志,形成大型风化穴以及小型蜂窝石构造.笔者等强调:地表各种地貌景观形成过程中都有盐风化作用的贡献,而建筑物和景观保护也必须考虑到盐风化作用的影响.建议地学同仁重视盐风化作用的普遍性和重要性,在相关教材中补充更新盐风化的概念,并以科普的方式通过多种媒体纠正过去的错误认识.【总页数】16页(P911-926)【作者】吕洪波;苏德辰;章雨旭;冯雪东;李春旺【作者单位】中国石油大学地学院,山东青岛,266580;中国地质科学院地质研究所,北京,100037;中国地质科学院,北京,100037;中国石油大学地学院,山东青岛,266580;北京市门头沟区教师进修学校,北京,102300【正文语种】中文【相关文献】1.我国不同气候带黄土中粘土矿物组合特征分析 [J], 师育新;戴雪荣;宋之光;张卫国;王立群2.不同气候带银杏叶角质层微观特征变化及其古气候意义 [J], 王安平;董曼3.不同气候带水稻土有机碳δ13C及胡敏酸结构特征变化 [J], 慈恩;杨林章;施林林;殷士学4.不同古地貌单元水下分流河道沉积特征及其意义\r——以准噶尔盆地夏盐地区三工河组二段为例 [J], 厚刚福;孙靖;王力宝;李亚哲;李啸;沈金龙;窦洋;陈扬;韩守华5.不同气候带海水灌溉下滨海盐土水盐运动特征 [J], 刘兆普;赵耕毛;刘玲;陈铭达;刘联;綦长海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
黄海春季贫营养和富营养水域浮游植物对灰霾添加的响应
黄海春季贫营养和富营养水域浮游植物对灰霾添加的响应王钦;张潮;贾世杰;金昊宇;高会旺【期刊名称】《中国海洋大学学报:自然科学版》【年(卷),期】2022(52)9【摘要】本文基于霾天采集的气溶胶样品,于2019年春季在黄海开展了灰霾添加的船基围隔培养实验。
在黄海中部贫营养海域采集的海水表现为氮(N)限制,而灰霾添加由于带来了大量的N营养盐,显著促进了总Chl-a浓度的增加。
小型浮游植物对总Chl-a的贡献率与水体中NO~-+NO~-浓度呈显著正相关(r=0.94),表明灰霾添加带来的N是促进浮游植物的粒级结构向大粒径转移的重要原因。
在黄海南部的富营养海域采集的海水无明显营养盐限制,灰霾添加对总Chl-a浓度影响较小,但浮游植物的粒级结构也发生了向大粒径的转移。
具有“高氮(N)低磷(P)”特征的灰霾添加使培养过程中的PO被逐渐耗尽,但灰霾添加组碱性磷酸酶活性(Alkaline Phosphatase Activity, APA)显著高于对照组,表明灰霾添加促进了浮游植物对溶解性有机磷(Dissolved Organic Phosphorus, DOP)的利用。
小型浮游植物对总Chl-a的贡献率与APA呈显著正相关(r=0.65),表明小型浮游植物对水体中DOP 利用存在优势,这可能是富营养水体中灰霾添加导致浮游植物粒级结构向大粒径转移的重要原因。
综上所述,本研究揭示了灰霾添加对贫营养和富营养水域浮游植物粒级结构发生转移的不同作用机制。
【总页数】9页(P20-28)【作者】王钦;张潮;贾世杰;金昊宇;高会旺【作者单位】中国海洋大学环境科学与工程学院;中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室【正文语种】中文【中图分类】X703【相关文献】1.南海浮游植物对沙尘和灰霾添加的响应2.东、黄海典型海区浮游植物对营养盐添加的响应3.运用稳定同位素技术研究长江口及南黄海水域春季拖网渔获物的营养级4.东、黄海典型海区浮游植物对营养盐添加的响应因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
黄东海沉积物中营养盐分布及交换通量研究的开题报告
黄东海沉积物中营养盐分布及交换通量研究的开题
报告
一、研究背景
近年来，随着人口和经济的快速增长，海洋生态环境遭受了严重破坏和污染，导致海洋中的营养盐含量不断上升。
营养盐是海洋中的重要生物元素，对海洋生态系统的稳定和健康具有重要的影响。
黄东海是我国重要的渔业水域之一，对于研究黄东海沉积物中营养盐分布及交换通量，具有重要的理论和实践意义。
二、研究目的
本研究旨在探究黄东海沉积物中营养盐的分布特征及其交换通量，为维护海洋生态平衡提供科学依据。
三、研究内容和方法
1.采集样品：根据黄东海近年来的水文、气象和生态环境状况，选择适当的采样点和采样时间，采集沉积物样品。
2.测定沉积物中营养盐含量：采用适当的实验方法，对采集的沉积物样品中的氮、磷等营养盐含量进行测定。
3.分析营养盐分布特征：通过对沉积物中营养盐含量的分析，探究营养盐在黄东海沉积物中的分布特征及其变化规律。
4.研究营养盐交换通量：通过计算沉积物与海水之间营养盐的转换速率，探究两者之间的交换量及其变化规律。
四、研究意义和预期成果
本研究将探究黄东海沉积物中营养盐分布特征及其交换通量，深入了解黄东海的生态环境状况，为维护海洋生态平衡提供科学依据。
预期
成果包括黄东海沉积物中营养盐的分布特征图谱、营养盐交换通量的数值结果及其变化规律等。
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第31卷第9期2010年9月环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCEVol.31，No.9Sep.，2010基于流域单元的营养盐输出与景观异质性影响研究李兆富1，刘红玉2，李恒鹏3，王晓旭1，刘焕金1，邬明伟1（1.南京农业大学资源与环境科学学院，南京210095；2.南京师范大学地理科学学院，南京210046；3.中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，南京210008）摘要：选择太湖上游西苕溪流域，利用GIS 、RS 及景观生态方法进行小流域划分和流域景观异质性分析，基于改进的输出系数模型估算小流域营养盐输出，并对流域单元主要景观类型空间异质性及多样性指数与营养盐输出的关系进行了分析.结果表明，西苕溪各小流域TN 、TP 输出强度变化范围分别为3.01 15.44kg /（hm 2·a ）与0.049 0.355kg /（hm 2·a ），营养盐输出水平空间差异性明显；小流域单元优势景观类型与营养盐输出关系明显，小流域林地面积增加10%，TN 、TP 输出强度分别降低0.2031、0.0152kg /（hm 2·a ）；小流域耕地面积增加10%，TN 、TP 输出强度分别增加0.5726、0.0273kg /（hm 2·a ）；西苕溪小流域景观多样性指数与氮磷输出水平关系呈二次多项式关系，营养盐输出强度随着SHDI 增大而增大，当SHDI 为1.5时，输出强度达到最大值，然后随着SHDI 增大而降低.研究结果将为流域非点源污染治理提供参考.关键词：营养盐；输出强度；景观异质性；流域；西苕溪中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：0250-3301（2010）09-2029-07收稿日期：2009-11-01；修订日期：2010-02-01基金项目：国家自然科学基金项目（40701174，40771089）；江苏省自然科学基金项目（SBK200920953）；湖泊与环境国家重点实验室开放基金项目（2008SKL009）；南京农业大学青年科技创新基金项目（KJ07007）作者简介：李兆富（1977 ），男，博士，副教授，主要研究方向为流域非点源污染、资源利用与环境效应，E-mail ：lizhaofu @Impacts on Nutrient Export by Landscape Heterogeneity Based onSub-watershedLI Zhao-fu 1，LIU Hong-yu 2，LI Heng-peng 3，WANG Xiao-xu 1，LIU Huan-jin 1，WU Ming-wei 1（1.College of Resources and Environmental Sciences ，Nanjing Agricultural University ，Nanjing 210095，China ； 2.College of Geography ，Nanjing Normal University ，Nanjing 210046，China ；3.State Key Laboratory of Lake Science and Environment ，Nanjing Institute of Geography and Limnology ，Chinese Academy of Sciences ，Nanjing 210008，China ）Abstract ：Landscape features of a watershed are important factors affecting non-point source （NPS ）pollution.Sub-watershed bounds were delineated and landscape heterogeneity was analyzed based on GIS and RS in Xitiaoxi watershed which located the upper reach of Taihu Lake area.Nutrient export intensity of sub-watersheds was estimated by revised export coefficient model.Then the relationships between nutrient export and main landscape types ，as well as Shannon diversity index （SHDI ）in sub-watershed units were analyzed.Results show ，TN and TP export intensity have obvious spatial difference ，which changed from 3.01kg /（hm 2·a ）to 15.44kg /（hm 2·a ）and 0.049kg /（hm 2·a ）to 0.355kg /（hm 2·a ）respectively.The dominated landscape types including cultivated land and forest land quantitatively related with nutrient export intensity.TN and TP export intensity will decrease 0.2031kg /（hm 2·a ）and 0.0152kg /（hm 2·a ）respectively with 10%increased of forest area ，and will increase 0.5726kg /（hm 2·a ）and 0.0273kg /（hm 2·a ）with 10%increased of cultivated land area.The relationship between nutrient export intensity and SHDI exhibited second-degree polynomial ，export intensity increased by SHDI increasing and to maximum when SHDI equals 1.5，then decreased with SHDI increasing.This research results will provide an important reference value for NPS management.Key words ：nutrient ；export intensity ；landscape heterogeneity ；watershed ；Xitiaoxi River由于非点源污染来源的复杂性、机制的模糊性和形成的潜伏性，在研究和控制非点源污染方面具有较大的难度［1］，作为非点源污染重要形式之一的氮磷营养盐输出研究日益受到关注［2］.已经有研究表明，景观空间异质性对水环境具有明显的影响［3］.河流、湖泊等受纳水体的水质与流域景观要素构成及其与空间异质性结构具有密切的关系［4，5］.流域内景观异质性是引起生态及水文条件的空间差异，进而影响河流、湖泊的污染物输入负荷的重要原因［6，7］.深刻理解景观空间异质性特征与地表水质之间的关系，将为预测流域污染潜力、开展流域综合管理、削减污染风险提供重要的信息.近年来，许多研究显示了流域景观结构与格局对河流营养盐浓度变化具有显著的影响［8 13］.Susanna 等［11］研究了俄亥俄州的土地利用对水文的影响，并发现土地利用/覆被类型与河流水质之间关系明显，尤其是对于氮和磷输出具有重要贡献.Kloiber ［12］构建了明尼苏达州的双城都市区的非点环境科学31卷源污染产出与景观特征的回归模型，预测该区域进入密西西比河的营养盐和悬浮物等非点源污染贡献.Xiao等［13］对景观特征与非点源关系研究表明，景观特征能解释77%的水质变量指标，单一景观要素，如比例能用来预测水质.由此可见，流域特征与河流水质的关系是非点源污染研究的重要领域，而且国外已有不少研究进行了景观与水质模型分析［14］，但国内基于流域单元的景观特征与非点源污染研究工作较少［15 17］.本研究选择太湖上游地区的西苕溪流域，通过小流域单元景观特征识别及流域营养盐输出模型估算，对各个小流域单元的景观异质性与营养盐输出关系进行分析，以期为流域景观规划和水环境保护提供科学参考依据.1研究区概况西苕溪流域位于浙江省北部的湖州市境内，太湖流域的西南部，东经119ʎ14ᶄ 120ʎ29ᶄ与北纬30ʎ23ᶄ 31ʎ11ᶄ之间（图1）.西苕溪干流总长约157 km，流域面积约2350km2，约占整个太湖流域（36500km2）的6%，但流域多年平均径流量大，是太湖流域重要的来水支流之一.流域地势西南高、东北低，依次呈山地、丘陵、平原的梯度分布，是一个界限相对比较完整封闭的流域.西苕溪流域属亚热带季风气候，加之地势相对较高，降雨径流时空差异较大［18］.红壤与黄红壤为流域地带性土壤，土地利用类型以林地和耕地为主，两者的面积占整个流域的90%以上.西苕溪水质监测与分析表明，以氮、磷污染为主要形式的非点源污染是影响西苕溪水质的重要因素，其主要非点源是农田、经济竹林和城镇径流及居民生活污水等［19］，这是西苕溪流域非点源污染研究及治理的重点.2研究方法2.1西苕溪小流域单元划分本研究采用ArcGIS的空间分析及其水文分析工具对西苕溪流域进行小流域单元划分.首先对西苕溪流域1ʒ50000地形图数字化，利用ArcGIS的空间分析工具将矢量化的高程点与等高线插值生成不规则三角网（TIN），再转换为单元大小为30mˑ30 m的栅格数据.然后，利用ArcGIS的水文分析功能，通过填充洼地、计算水流方向以及流水累积量，进一步划分子流域.在进行流域提取时本研究设定流域的最小栅格数为10000，把西苕溪流域自动划分为130个小流域.由于计算结果与实际流域情况存在图1西苕溪流域地理位置Fig.1Location of Xitiaoxi watershed一定误差，而且有的流域面积很小，需要进行合并，因此参考西苕溪流域水系图对自动划分的小流域单元进行人为干预修改，最终把西苕溪流域划分为面积从2.5 101.7km2不等的108个小流域单元，以用于进一步分析各小流域单元景观特征及营养盐输出水平.2.2小流域单元营养盐输出估算利用改进的输出系数模型及ArcGIS空间分析工具估算各小流域营养盐输出水平.输出系数模型是基于非点源污染负荷来源于流域内各种土地利用类型的产出总和的理论提出的［20］，随着输出系数模型的广泛应用［21 23］，许多学者通过全面考虑与输出系数分类密切相关的污染物来源［24］，以及增加对污染物在流域传输过程中的损失及降雨年际变化对污染物输出影响的考虑［25］，对其进行了改进与发展，但仍有不少不足之处.本研究将输出系数模型与地理信息系统（GIS）与遥感（RS）技术相结合，将原本属于经验统计模型的输出系数模型融入地理信息系统空间分析运算，改进成半分布式模型，经验证改进的输出系数模型精度有所提高，能较好地适用于西苕溪流域营养盐输出估算［26］.分别计算出西苕溪108个小流域单元2004年TN、TP的输出负荷及输出强度（单位面积输出负荷）.2.3流域单元景观结构空间异质性分析首先对西苕溪流域2004年Spot5的10m分辨率多光谱影像数据，参考1ʒ5万地形图进行几何精纠正，再利用人机交互目视解译的方法获得西苕溪流域的土地利用景观数据，并对遥感影像的分类结03029期李兆富等：基于流域单元的营养盐输出与景观异质性影响研究果进行精度检验，表明分类结果可信.同时，参考全国区域委员会1985年公布的土地利用分类标准，结合西苕溪流域土地利用的特点，将该区景观类型分类为耕地、林地、园地、草地、水域、居民建设用地（城镇居民及工矿用地）等6种.利用ArcGIS 空间分析功能，与划分的小流域单元边界叠加分区统计，计算得到各小流域单元景观类型数据.流域单元景观结构特征可以用很多指标衡量表达.本研究主要采用各流域单元主要景观类型面积比例，以及香农多样性指数（Shannon's diversity index ，SHDI ）来分析景观格局与营养盐输出的关系.其中，SHDI 在比较和分析不同景观单元异质性变化时是一个敏感指标，特别对景观中各斑块类型非均衡分布状况较为敏感，因而能反映景观异质性空间差异.香农多样性指数（SHDI ）的计算公式［27］为：SHDI =－Σmi =1（P i ln P i ）（1）式中，P i 表示某种景观类型面积占全流域的比例.SHDI 在景观级别上等于各斑块类型的面积比乘以其值的自然对数之后的和的负值.SHDI =0表明整个景观仅由一个斑块组成；SHDI 增大，说明斑块类型增加或各斑块类型面积在景观中呈均衡化趋势分布.如在一个景观系统中，景观类型越丰富，破碎化程度越高，其不定性的信息含量也越大，计算出的SHDI 值也就越高.3结果与分析3.1西苕溪小流域单元营养盐的输出负荷及空间差异利用改进的西苕溪流域营养盐输出系数模型以及ArcGIS 的空间分析工具，分别计算出西苕溪108个小流域单元2004年TN 、TP 的输出负荷及输出强度.由于营养盐输出总负荷受各流域面积影响很大，因此为了比较营养盐输出空间差异，仅分析小流域营养盐输出强度（图2）.对各小流域营养盐输出强度统计分析表明，各小流域TN 输出强度变化范围为 3.01 15.44kg /（hm 2·a ），变化范围较大，最大值是最小值的5倍左右；各小流域TP 输出强度变化范围为0.049 0.355kg /（hm 2·a ），变化范围更大，在7倍左右.可以看出，各小流域单元营养盐输出水平在空间上差异很大，TN 、TP 输出强度空间异质性较为复杂，这可能与小流域尺度景观异质性影响有关.图2西苕溪2004年108个小流域TN 、TP 输出强度Fig.2TN and TP export intensities from 108sub-watersheds in 20043.2西苕溪小流域单元景观异质性分析3.2.1小流域单元主要景观类型空间差异利用GIS 空间分析功能，把2004年西苕溪流域景观类型数据与108个小流域边界叠加，并分别计算各个小流域主要景观类型构成.结果表明，西苕溪流域景观类型总体以耕地、林地为主，分别占流域土地总面积的29.9%与59.5%，其它类型面积比例较小，城镇居民用地、园地、草地、水域面积比例分别占3.4%、4.1%、0.7%、2.4%.但在小流域单元尺度上，各小流域景观类型面积比例变化较大，尤其是耕地和林地空间变化差异很大.其中耕地面积占各自小流域总面积的比例变化范围为0.5% 78.1%，空间上表现为从上游到下游不断增大；林地面积比例变化范围为0.1% 98.6%，空间上表现为从上1302环境科学31卷游到下游逐渐减少（如图3）；其它类型面积比例变化范围相对较小，其中园地面积比例变化范围为0 27.1%，空间上表现为中游最大；草地面积比例变化范围为0 19.1%，中下游最大；水域面积比例变化范围为0 26.6%，上游到下游不断增大；居民建设用地面积比例变化范围为0 21.2%，中游和下游最大.3.2.2小流域单元景观异质性空间差异图3西苕溪流域108个小流域2004年主要景观类型面积比例Fig.3Percentage of cultivated land and forest area for 108sub-watersheds in 2004of Xitiaoxiwatershed图4西苕溪小流域2004年SHDI 指数空间差异Fig.4SHDI spatial difference of sub-watersheds in Xitiaoxi watershed in 2004为了反映流域景观结构空间差异，引入景观生态学中的香农多样性指数.以西苕溪各小流域土地利用数据为基础，利用ArcGIS 空间分析功能与统计软件，计算获得西苕溪108个小流域的香农多样性指数（如图4）.对香农多样性指数分析可知，西苕溪108个小流域单元的SHDI 较为敏感，其变化范围为0.121 2.150，空间上表现为从上游到中下游景观异质性增强趋势.从图4可以看出，由于流域上游以林地为主，景观类型相对较少，因此SHDI 指数较小.而位于中下游地区的小流域景观类型相对较多，相应的SHDI 指数也较大.3.3西苕溪小流域单元主要景观类型空间异质性与营养盐输出的关系在对2004年西苕溪108个小流域景观类型构成及小流域氮磷营养盐输出统计的基础上，分别对耕地、林地等主要景观类型空间异质性与氮磷营养盐输出的关系进行分析.为了便于统计分析，尽量减少个别小流域误差，首先对各种景观类型面积比例按照图3中图例所示的分级标准进行分级（表1），然后再对每级内小流域单元的景观类型比例以及相应TN 、TP 的输出强度取平均，进而比较它们之间的关系.3.3.1小流域耕地面积比例与营养盐输出关系图5显示的是小流域单元内主要景观类型耕地面积比例与TN 、TP 输出强度之间的关系.可以看出，氮磷营养盐的输出水平与耕地面积比例均具有明显的正相关关系，即随着耕地面积比例的增大，TN 、TP 的输出水平增大.利用图5中所示的TN 、TP 输出强度与耕地面积比例定量关系模型推算，小流域单元内耕地面积每增加10%，TN 输出强度则增加0.5726kg /（hm 2·a ），TP 输出强度增加0.0273kg /（hm 2·a ）.23029期李兆富等：基于流域单元的营养盐输出与景观异质性影响研究表1西苕溪小流域单元主要景观类型空间异质性及SHDI分级体系Table1Classification system of major landscape types heterogeneity and SHDI of sub-watersheds分级ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩ耕地面积比例分级0.5 7.18.6 13.114.6 18.619.0 23.126.2 28.230.4 34.234.7 39.139.9 46.048.9 56.260.2 78.1小流域个数10128166101517311耕地面积平均值 3.811.216.221.527.632.336.74352.766.3林地面积比例分级0.1 15.617.5 29.130.3 36.741.7 48.150.4 57.061.3 68.870.3 75.777.4 81.082.5 87.691.0 98.6小流域个数8111051713149129林地面积平均值9.824.134.645546573.678.585.794.9 SHDI分级0.121 0.4110.411 0.7060.706 0.890.89 1.0281.028 1.1671.167 1.3061.306 1.4691.469 1.685 1.685 1.8321.832 2.150小流域个数713118111213121011SHDI平均值0.2710.6180.8390.978 1.102 1.235 1.39 1.613 1.768 1.979图5西苕溪小流域耕地面积比例与氮磷营养盐输出关系Fig.5Relationship between nutrient export intensity and thepercentage of cultivated land of sub-watersheds3.3.2林地面积比例与营养盐输出的关系图6显示小流域单元内另一主要景观类型林地面积比例与TN、TP输出强度之间的关系.可以看出小流域单元林地面积比例与TN输出强度、TP输出强度相关性虽然稍差，但也呈较明显负相关关系，即随着小流域林地面积比例的增大，流域TN、TP输出水平逐渐降低.利用图6所示林地面积比例与TN、TP输出强度定量关系模型推算，小流域单元内林地面积增加10%，TN输出强度则降低0.2031 kg/（hm2·a），TP输出强度降低0.0152 kg/（hm2·a）.3.4小流域单元景观多样性指数空间差异对营养盐输出影响为了揭示小流域单元总体景观异质性差异对氮素输出影响，按照图4图例所示2004年各小流域SHDI指数范围的自然断点对108个小流域重新分为10个级别（表1），并分别计算各级小流域的SHDI与TN、TP输出强度等指标的均值，以分析小图6西苕溪小流域林地面积比例与氮磷营养盐输出关系Fig.6Relationship between nutrient export intensity andforest percentage of sub-watersheds流域单元香农多样性指数对氮磷营养盐输出的影响.图7显示了西苕溪小流域单元2004年香农多样性指数与TN、TP输出强度的关系.可以看出，SHDI比单一景观要素类型与氮磷营养盐输出关系复杂.从拟合曲线上看，两者符合二次多项式模型，表明小流域单元景观结构越复杂，对营养盐输出影响越复杂.就流域氮、磷输出强度而言，由图7可见，在一定范围内（0<SHDI<1.5），随着SHDI增大，输出强度增大，而当到达最大值（SHDI=1.5）后又开始降低，显示了小流域景观多样性指数对氮、磷输出影响的复杂性.通过分析SHDI与主要景观要素类型构成的关系显示，随着SHDI的增大，小流域景观结构由林地为主的简单结构转向以林地、耕地、居民地、园地组合的复杂结构，当SHDI增大到1.5时，此类小流域景观结构都是以耕地类型为主，而当SHDI>1.5时，虽然仍以耕地为主，但耕地比例有所降低，相应TN输出水平也有所降低，这应是导致SHDI与氮、磷输出强度呈二次多项式关系的原因.3302环境科学31卷图7西苕溪小流域香农多样性指数与氮磷营养盐输出关系Fig.7Relationship between nutrient export intensityand SHDI of sub-watersheds4讨论采用改进的输出系数模型估算营养盐输出强度，能够较准确评估流域尺度营养盐输出水平的空间差异性.输出系数模型充分利用相对容易得到的土地利用状况等资料，直接建立了土地利用与受纳水体营养盐输出负荷的关系，得到了广泛的应用［20］，而且不同学者也针对模型不足进行了多方面的改进［21 25］.本研究采用野外实测数据获取西苕溪流域主要土地利用类型营养盐输出系数，并考虑流域降雨径流的空间差异，通过遥感影像获取土地利用数据，把模型与地理信息系统技术结合，将经验型估算模型改进为考虑空间差异的半分布式模型.利用改进的输出系数模型对2004年西苕溪流域营养盐输出进行估算，并以实测数据的计算结果对模型进行检验分析，对有关重要参数进行了必要的修正和调整，最后确定了西苕溪流域2004年氮磷营养盐输出系数模型，模型估算结果可信［26］.对小流域分级统计分析景观异质性与营养盐输出关系，有利于减少误差，突出规律性.由于西苕溪流域土地利用景观数据来自遥感影像目视解译，在整个流域尺度精度是能保证的，但在划分为108个小流域后，小流域单元土地利用景观类型空间差异很大，个别小流域土地利用景观数据误差有所放大.因此在进行小流域单元主要景观类型空间异质性与营养盐输出关系研究中，没有采用全部108个小流域的耕地、林地面积比例及景观多样性指数，而是将小流域分为10级，并对各级相应参数进行了平均，有利于分析景观异质性与营养盐输出关系，而要提高小流域尺度土地利用景观数据质量还依赖于高空间分辨率遥感数据源.氮、磷营养盐在流域中的迁移过程有着显著的差异，而且受到多种因素的影响.但本研究中TN、TP输出强度与耕地、林地面积比例及多样性指数关系图中表现出相对一致的变化关系，主要是受限于模型结构的影响.由于改进的输出系数模型仅考虑了不同土地利用类型的面积、输出系数、降雨及径流空间差异等，而对诸如地形、植被、土壤等下垫面因素的考虑不够全面细致，也缺乏氮磷营养盐输移机制差异的考虑，无法模拟营养盐物质在坡面、河道中的传输过程.因此流域营养盐输出强度估算模型还有待改进，构建分布式营养盐输出过程机制模型对于研究营养盐输移过程以及景观异质性对物质输移的影响具有重要的意义，这也是将来研究的方向.5结论（1）流域景观结构对营养盐输出具有重要的影响，河流或湖泊的水质与景观类型面积及比例、景观格局等景观特征具有密切的关系.（2）本研究基于小流域单元尺度，利用遥感影像与GIS方法识别景观特征，利用输出系数模型估算营养盐输出水平，进而分析小流域单元景观空间异质性与营养盐输出关系，为流域尺度景观特征与物质输移研究提供了遥感、GIS、模型方法结合的新思路.（3）景观异质性对营养盐输出影响复杂，有待于引入或构建新的参数分析景观格局对营养盐输出的影响.今后的研究还需要考虑这些参数如何通过遥感数据直接获取，以及流域营养盐输移过程机制的分布式模型构建等问题.参考文献：［1］贺缠生，傅伯杰，陈利顶.非点源污染的管理及控制［J］.环境科学，1998，19（5）：87-91.［2］William 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