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红壤坡耕地氮磷输出与控制研究
作者：赵洋毅，王克勤，宋娅丽 著
出版社：科学出版社
出版时间：2021-05-01
ISBN：9787030687043
定价：¥218.00
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内容简介
《红壤坡耕地氮磷输出与控制研究》以云南红壤坡耕地试验区已有的水土保持监测站长期定位监测数据为基础，揭示了滇中松华坝水源区迤者流域和抚仙湖一级支流尖山河流域内坡耕地的面源污染物氮磷输出及平衡特征等规律，并探讨了等高反坡阶整地与施肥、生物质土壤改良剂、生态草带措施对坡耕地径流氮磷输出的控制作用和土地垦殖对集水区氮磷输出的影响，可为红壤坡耕地的水土流失治理提供科学依据。
作者简介
暂缺《红壤坡耕地氮磷输出与控制研究》作者简介
目录
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 坡耕地水土流失与面源污染 1
1.1.1 坡耕地水土流失现状及危害 1
1.1.2 农业面源污染研究 5
1.2 坡耕地氮磷迁移规律及影响因素 12
1.2.1 坡耕地氮素的迁移规律及影响因素 13
1.2.2 坡耕地磷素的迁移规律及影响因素 18
1.3 农业面源污染物氮磷输出控制研究 21
1.3.1 水土流失治理 22
1.3.2 科学施用化肥和农药 22
1.3.3 合理灌溉 23
1.3.4 培肥耕作制度 23
1.3.5 农田缓冲带 23
1.3.6 湿地去除作用 24
1.3.7 生物质土壤改良剂控制作用 24
1.4 存在的问题与发展趋势 25
1.5 研究区域概况 27
1.5.1 云南昆明概况 27
1.5.2 松华坝水源区迤者小流域概况 29
1.5.3 云南玉溪澄江概况 34
1.5.4 抚仙湖尖山河流域概况 36
第2章 松华坝水源区迤者小流域坡耕地氮磷输出及面源污染负荷特征 47
2.1 试验设计与研究方法 48
2.1.1 布设不同地类径流小区 48
2.1.2 布设不同施磷措施下的径流小区 48
2.1.3 试验采样 50
2.1.4 样品测定 52
2.1.5 模型选择 52
2.2 坡面地表径流磷素流失特征 63
2.2.1 磷素流失浓度差异 63
2.2.2 磷素流失形态特征 68
2.2.3 磷素流失量差异 70
2.3 水文条件对坡面地表径流磷素的影响 75
2.4 施肥条件对坡面地表径流磷素流失的影响 79
2.5 应用 AnnAGNPS模型计算流域面源污染年负荷量 81
2.5.1 AnnAGNPS模型参数准备 81
2.5.2 模拟结果分析 86
2.5.3 模型验证 90
2.6 讨论 91
本章小结 92
第3章 抚仙湖尖山河流域典型地类坡面地表径流氮、磷输出规律 95
3.1 试验设计与研究方法 96
3.1.1 试验地的选取与坡面小区布置 96
3.1.2 试验样品采集与数据观测 98
3.2 降雨及典型地类坡面的产流产沙特征 99
3.2.1 降雨特征 99
3.2.2 地表产流量 102
3.2.3 侵蚀产沙量 105
3.2.4 降雨与产流产沙之间的关系 108
3.3 不同地类地表径流中面源污染物输出规律 110
3.3.1 地表径流面源污染物氮磷浓度输出特征 110
3.3.2 地表径流面源污染物氮磷的输出总量特征 114
3.4 不同地类泥沙中面源污染物氮磷输出与泥沙养分的富集规律 120
3.4.1 坡面侵蚀产沙中的面源污染物氮磷的输出特征 120
3.4.2 坡面侵蚀泥沙养分富集特征 124
3.4.3 土壤养分与径流及泥沙中面源污染物输出的关系 125
3.5 不同地类坡面产流、产沙量与氮磷输出特征的关系 126
3.6 讨论 127
本章小结 129
第4章 等高反坡阶整地与施肥对烤烟地径流氮磷输出的影响 132
4.1 试验设计与研究方法 133
4.1.1 试验材料的选取 133
4.1.2 试验地布置 134
4.1.3 整地方式及施肥处理 134
4.1.4 野外定位观测与样品采集 136
4.1.5 室内试验方法 138
4.2 施肥及整地下的烤烟地坡面地表产流产沙特征 139
4.2.1 产流产沙量 139
4.2.2 产流产沙与降雨强度 141
4.3 烤烟地坡面地表径流及侵蚀泥沙中的氮磷输出特征 143
4.3.1 地表径流氮素输出特征 143
4.3.2 地表径流磷素输出特征 149
4.3.3 坡面侵蚀泥沙氮素输出特征 151
4.3.4 坡面侵蚀泥沙磷素输出特征 156
4.4 烤烟地壤中流的氮磷输出的时空特征 160
4.4.1 不同季节（旱、雨季）壤中流总氮、总磷浓度输出特征 160
4.4.2 不同坡位及土层的壤中流总氮、总磷浓度动态变化特征 164
4.4.3 壤中流中总氮/总磷浓度动态变化 171
4.5 施肥对壤中流氮、磷浓度输出的影响 172
4.5.1 不同施肥水平对壤中流氮素浓度的影响 172
4.5.2 不同施肥水平对壤中流总磷浓度的影响 177
4.5.3 肥料与土壤作用时间的延长对壤中流总氮、总磷浓度的影响 177
4.6 等高反坡阶对地表径流及氮磷输出的控制作用 179
4.6.1 减少地表径流及泥沙输出 179
4.6.2 控制氮、磷输出 181
4.7 讨论 185
本章小结 188
第5章 等高反坡阶整地对不同坡度坡耕地氮磷输出的影响 190
5.1 试验设计与研究方法 190
5.1.1 试验地的选取及径流小区的布设 190
5.1.2 野外定位监测与样品采集 194
5.1.3 试验数据观测 194
5.2 等高反坡阶控制条件下不同坡度地表污染物输出规律 195
5.2.1 反坡阶对地表径流再分配 195
5.2.2 等高反坡阶对泥沙的削减 198
5.2.3 等高反坡阶对地表径流中氮磷输出的影响 201
5.2.4 等高反坡阶对地表流失泥沙中氮磷输出的影响 210
5.3 等高反坡阶对渗透污染物垂直分布的影响 217
5.3.1 反坡阶对土壤水消退特征分析 217
5.3.2 反坡阶对土壤水氮、磷垂直再分配 218
5.3.3 等高反坡阶土壤水氮、磷浓度与土壤氮、磷含量的相关关系 222
5.3.4 等高反坡阶对径流中氮、磷在垂直渗透时的影响 223
5.4 反坡阶对不同坡度坡耕地作物增产作用的影响 226
5.5 设置反坡阶下的不同坡度径流小区产流、产沙量与氮磷输出的相关关系 227
5.6 讨论 228
本章小结 231
第6章 生物质土壤改良剂对坡耕地氮磷输出的影响 234
6.1 试验设计与研究方法 234
6.1.1 试验材料选取 234
6.1.2 试验小区设置 235
6.1.3 研究方法 235
6.1.4 数据处理 236
6.2 生物质土壤改良剂对坡耕地地表径流量和产沙量的影响 237
6.2.1 施用不同生物质土壤改良剂的坡耕地地表径流量对比 237
6.2.2 施用不同生物质土壤改良剂的坡耕地地表产沙量对比 239
6.3 生物质土壤改良剂对土壤侵蚀量的影响 241
6.3.1 降雨侵蚀力 R值 241
6.3.2 土壤可蚀性 K值 242
6.3.3 施用不同生物质土壤改良剂条件下水蚀因子与土壤侵蚀量的关系 243
6.4 不同生物质土壤改良剂对坡耕地氮磷流失的影响 245
6.4.1 施用不同土壤改良剂的坡耕地径流氮流失量对比 245
6.4.2 施用不同土壤改良剂的坡耕地泥沙氮流失量对比 247
6.4.3 施用不同土壤改良剂的坡耕地地表径流磷流失量对比 249
6.4.4 施用不同土壤改良剂的坡耕地泥沙磷流失量对比 252
6.5 不同生物质土壤改良剂对农作物和坡耕地土壤性状的影响 254
6.5.1 施用不同生物质土壤改良剂对农作物的影响 254
6.5.2 施用不同生物质土壤改良剂对土壤性状的影响 255
6.6 讨论 256
本章小结 258
第7章 土地垦殖对集水区氮磷输出的影响 260
7.1 试验设计与研究方法 260
7.1.1 试验地的选取 260
7.1.2 集水区土地垦殖强度界定 260
7.1.3 坡面径流小区设置 261
7.1.4 野外定位监测及调查 262
7.1.5 水质样品采集及测定 264
7.1.6 数据处理与计算方法 265
7.2 研究区的降雨特征 267
7.2.1 产流降雨变化特征 267
7.2.2 降雨月际变化特征 269
7.2.3 降雨年际变化特征 271
7.3 土地垦殖对集水区地表径流和侵蚀产沙特征的影响 271
7.3.1 不同垦殖条件坡面地表径流和侵蚀产沙特征 271
7.3.2 不同垦殖措施对坡面地表径流和侵蚀产沙特征的控制作用 275
7.3.3 坡面地表径流和侵蚀产沙特征影响因子的灰色关联分析 277
7.3.4 不同垦殖强度集水区地表径流和侵蚀产沙特征分析 281
7.4 土地垦殖对集水区地表水水质特征的影响及水质类别划分 290
7.4.1 土地垦殖对面源污染物浓度变化趋势的影响 290
7.4.2 集水区水质类别划分及主要污染指标分析 293
7.5讨论 297
本章小结 298
第8章 生态草带对坡耕地氮磷输出的影响 301
8.1 试验设计与研究方法 301
8.1.1 试验区设置 301
8.1.2 试验测定指标及方法 303
8.1.3 室内人工降雨模拟试验 303
8.2 天然降雨条件下生态草带对坡面氮磷输出的调控作用 304
8.2.1 天然降雨条件下次降雨-径流变化特征 304
8.2.2 天然降雨条件下生态草带对地表氮磷输出的控制作用 308
8.3 人工模拟降雨条件下生态草带对坡面氮磷输出的调控作用 312
8.3.1 人工模拟降雨下坡面产流产沙及氮、磷输出 312
8.3.2 不同降雨强度下生态草带对坡面产流产沙及氮、磷输出的调控作用 316
8.4 氮磷输出含量与初始污染物浓度的关系 323
8.5 讨论 324
本章小结 326
第9章 坡耕地农田生态系统氮磷输出平衡特征 329
9.1 试验设计与研究方法 329
9.1.1 试验区设置 329
9.1.2 试验设计 330
9.1.3 降雨观测与样品的采集 331
9.1.4 数据处理与计算 331
9.2 土壤背景值与氮磷储量 332
9.2.1 烤烟不同生育期表层土壤氮磷动态变化 333
9.2.2 不同深度土层氮素含量 333
9.2.3 不同深度土层磷素含量 335
9.3 坡耕地氮磷流失与富集特征 338
9.3.1 氮磷随径流流失浓度及形态特征 338
9.3.2 氮磷随泥沙流失量及富集率特征 344
9.3.3 径流与泥沙中氮磷输出量 345
9.4 施肥量与作物吸收对氮磷输出的影响 347
9.4.1 不同施肥量与烤烟生物量的关系 347
9.4.2 不同施肥处理的氮磷效率评价 348
9.4.3 作物对氮磷素吸收的影响 350
9.5 坡耕地农田生态系统中氮磷平衡关系 352
9.5.1 氮磷输出平衡的主要影响因素分析 352
9.5.2 坡耕地农田生态系统氮磷平衡关系 352
前言
第1章 绪论 1
1.1 坡耕地水土流失与面源污染 1
1.1.1 坡耕地水土流失现状及危害 1
1.1.2 农业面源污染研究 5
1.2 坡耕地氮磷迁移规律及影响因素 12
1.2.1 坡耕地氮素的迁移规律及影响因素 13
1.2.2 坡耕地磷素的迁移规律及影响因素 18
1.3 农业面源污染物氮磷输出控制研究 21
1.3.1 水土流失治理 22
1.3.2 科学施用化肥和农药 22
1.3.3 合理灌溉 23
1.3.4 培肥耕作制度 23
1.3.5 农田缓冲带 23
1.3.6 湿地去除作用 24
1.3.7 生物质土壤改良剂控制作用 24
1.4 存在的问题与发展趋势 25
1.5 研究区域概况 27
1.5.1 云南昆明概况 27
1.5.2 松华坝水源区迤者小流域概况 29
1.5.3 云南玉溪澄江概况 34
1.5.4 抚仙湖尖山河流域概况 36
第2章 松华坝水源区迤者小流域坡耕地氮磷输出及面源污染负荷特征 47
2.1 试验设计与研究方法 48
2.1.1 布设不同地类径流小区 48
2.1.2 布设不同施磷措施下的径流小区 48
2.1.3 试验采样 50
2.1.4 样品测定 52
2.1.5 模型选择 52
2.2 坡面地表径流磷素流失特征 63
2.2.1 磷素流失浓度差异 63
2.2.2 磷素流失形态特征 68
2.2.3 磷素流失量差异 70
2.3 水文条件对坡面地表径流磷素的影响 75
2.4 施肥条件对坡面地表径流磷素流失的影响 79
2.5 应用 AnnAGNPS模型计算流域面源污染年负荷量 81
2.5.1 AnnAGNPS模型参数准备 81
2.5.2 模拟结果分析 86
2.5.3 模型验证 90
2.6 讨论 91
本章小结 92
第3章 抚仙湖尖山河流域典型地类坡面地表径流氮、磷输出规律 95
3.1 试验设计与研究方法 96
3.1.1 试验地的选取与坡面小区布置 96
3.1.2 试验样品采集与数据观测 98
3.2 降雨及典型地类坡面的产流产沙特征 99
3.2.1 降雨特征 99
3.2.2 地表产流量 102
3.2.3 侵蚀产沙量 105
3.2.4 降雨与产流产沙之间的关系 108
3.3 不同地类地表径流中面源污染物输出规律 110
3.3.1 地表径流面源污染物氮磷浓度输出特征 110
3.3.2 地表径流面源污染物氮磷的输出总量特征 114
3.4 不同地类泥沙中面源污染物氮磷输出与泥沙养分的富集规律 120
3.4.1 坡面侵蚀产沙中的面源污染物氮磷的输出特征 120
3.4.2 坡面侵蚀泥沙养分富集特征 124
3.4.3 土壤养分与径流及泥沙中面源污染物输出的关系 125
3.5 不同地类坡面产流、产沙量与氮磷输出特征的关系 126
3.6 讨论 127
本章小结 129
第4章 等高反坡阶整地与施肥对烤烟地径流氮磷输出的影响 132
4.1 试验设计与研究方法 133
4.1.1 试验材料的选取 133
4.1.2 试验地布置 134
4.1.3 整地方式及施肥处理 134
4.1.4 野外定位观测与样品采集 136
4.1.5 室内试验方法 138
4.2 施肥及整地下的烤烟地坡面地表产流产沙特征 139
4.2.1 产流产沙量 139
4.2.2 产流产沙与降雨强度 141
4.3 烤烟地坡面地表径流及侵蚀泥沙中的氮磷输出特征 143
4.3.1 地表径流氮素输出特征 143
4.3.2 地表径流磷素输出特征 149
4.3.3 坡面侵蚀泥沙氮素输出特征 151
4.3.4 坡面侵蚀泥沙磷素输出特征 156
4.4 烤烟地壤中流的氮磷输出的时空特征 160
4.4.1 不同季节（旱、雨季）壤中流总氮、总磷浓度输出特征 160
4.4.2 不同坡位及土层的壤中流总氮、总磷浓度动态变化特征 164
4.4.3 壤中流中总氮/总磷浓度动态变化 171
4.5 施肥对壤中流氮、磷浓度输出的影响 172
4.5.1 不同施肥水平对壤中流氮素浓度的影响 172
4.5.2 不同施肥水平对壤中流总磷浓度的影响 177
4.5.3 肥料与土壤作用时间的延长对壤中流总氮、总磷浓度的影响 177
4.6 等高反坡阶对地表径流及氮磷输出的控制作用 179
4.6.1 减少地表径流及泥沙输出 179
4.6.2 控制氮、磷输出 181
4.7 讨论 185
本章小结 188
第5章 等高反坡阶整地对不同坡度坡耕地氮磷输出的影响 190
5.1 试验设计与研究方法 190
5.1.1 试验地的选取及径流小区的布设 190
5.1.2 野外定位监测与样品采集 194
5.1.3 试验数据观测 194
5.2 等高反坡阶控制条件下不同坡度地表污染物输出规律 195
5.2.1 反坡阶对地表径流再分配 195
5.2.2 等高反坡阶对泥沙的削减 198
5.2.3 等高反坡阶对地表径流中氮磷输出的影响 201
5.2.4 等高反坡阶对地表流失泥沙中氮磷输出的影响 210
5.3 等高反坡阶对渗透污染物垂直分布的影响 217
5.3.1 反坡阶对土壤水消退特征分析 217
5.3.2 反坡阶对土壤水氮、磷垂直再分配 218
5.3.3 等高反坡阶土壤水氮、磷浓度与土壤氮、磷含量的相关关系 222
5.3.4 等高反坡阶对径流中氮、磷在垂直渗透时的影响 223
5.4 反坡阶对不同坡度坡耕地作物增产作用的影响 226
5.5 设置反坡阶下的不同坡度径流小区产流、产沙量与氮磷输出的相关关系 227
5.6 讨论 228
本章小结 231
第6章 生物质土壤改良剂对坡耕地氮磷输出的影响 234
6.1 试验设计与研究方法 234
6.1.1 试验材料选取 234
6.1.2 试验小区设置 235
6.1.3 研究方法 235
6.1.4 数据处理 236
6.2 生物质土壤改良剂对坡耕地地表径流量和产沙量的影响 237
6.2.1 施用不同生物质土壤改良剂的坡耕地地表径流量对比 237
6.2.2 施用不同生物质土壤改良剂的坡耕地地表产沙量对比 239
6.3 生物质土壤改良剂对土壤侵蚀量的影响 241
6.3.1 降雨侵蚀力 R值 241
6.3.2 土壤可蚀性 K值 242
6.3.3 施用不同生物质土壤改良剂条件下水蚀因子与土壤侵蚀量的关系 243
6.4 不同生物质土壤改良剂对坡耕地氮磷流失的影响 245
6.4.1 施用不同土壤改良剂的坡耕地径流氮流失量对比 245
6.4.2 施用不同土壤改良剂的坡耕地泥沙氮流失量对比 247
6.4.3 施用不同土壤改良剂的坡耕地地表径流磷流失量对比 249
6.4.4 施用不同土壤改良剂的坡耕地泥沙磷流失量对比 252
6.5 不同生物质土壤改良剂对农作物和坡耕地土壤性状的影响 254
6.5.1 施用不同生物质土壤改良剂对农作物的影响 254
6.5.2 施用不同生物质土壤改良剂对土壤性状的影响 255
6.6 讨论 256
本章小结 258
第7章 土地垦殖对集水区氮磷输出的影响 260
7.1 试验设计与研究方法 260
7.1.1 试验地的选取 260
7.1.2 集水区土地垦殖强度界定 260
7.1.3 坡面径流小区设置 261
7.1.4 野外定位监测及调查 262
7.1.5 水质样品采集及测定 264
7.1.6 数据处理与计算方法 265
7.2 研究区的降雨特征 267
7.2.1 产流降雨变化特征 267
7.2.2 降雨月际变化特征 269
7.2.3 降雨年际变化特征 271
7.3 土地垦殖对集水区地表径流和侵蚀产沙特征的影响 271
7.3.1 不同垦殖条件坡面地表径流和侵蚀产沙特征 271
7.3.2 不同垦殖措施对坡面地表径流和侵蚀产沙特征的控制作用 275
7.3.3 坡面地表径流和侵蚀产沙特征影响因子的灰色关联分析 277
7.3.4 不同垦殖强度集水区地表径流和侵蚀产沙特征分析 281
7.4 土地垦殖对集水区地表水水质特征的影响及水质类别划分 290
7.4.1 土地垦殖对面源污染物浓度变化趋势的影响 290
7.4.2 集水区水质类别划分及主要污染指标分析 293
7.5讨论 297
本章小结 298
第8章 生态草带对坡耕地氮磷输出的影响 301
8.1 试验设计与研究方法 301
8.1.1 试验区设置 301
8.1.2 试验测定指标及方法 303
8.1.3 室内人工降雨模拟试验 303
8.2 天然降雨条件下生态草带对坡面氮磷输出的调控作用 304
8.2.1 天然降雨条件下次降雨-径流变化特征 304
8.2.2 天然降雨条件下生态草带对地表氮磷输出的控制作用 308
8.3 人工模拟降雨条件下生态草带对坡面氮磷输出的调控作用 312
8.3.1 人工模拟降雨下坡面产流产沙及氮、磷输出 312
8.3.2 不同降雨强度下生态草带对坡面产流产沙及氮、磷输出的调控作用 316
8.4 氮磷输出含量与初始污染物浓度的关系 323
8.5 讨论 324
本章小结 326
第9章 坡耕地农田生态系统氮磷输出平衡特征 329
9.1 试验设计与研究方法 329
9.1.1 试验区设置 329
9.1.2 试验设计 330
9.1.3 降雨观测与样品的采集 331
9.1.4 数据处理与计算 331
9.2 土壤背景值与氮磷储量 332
9.2.1 烤烟不同生育期表层土壤氮磷动态变化 333
9.2.2 不同深度土层氮素含量 333
9.2.3 不同深度土层磷素含量 335
9.3 坡耕地氮磷流失与富集特征 338
9.3.1 氮磷随径流流失浓度及形态特征 338
9.3.2 氮磷随泥沙流失量及富集率特征 344
9.3.3 径流与泥沙中氮磷输出量 345
9.4 施肥量与作物吸收对氮磷输出的影响 347
9.4.1 不同施肥量与烤烟生物量的关系 347
9.4.2 不同施肥处理的氮磷效率评价 348
9.4.3 作物对氮磷素吸收的影响 350
9.5 坡耕地农田生态系统中氮磷平衡关系 352
9.5.1 氮磷输出平衡的主要影响因素分析 352
9.5.2 坡耕地农田生态系统氮磷平衡关系 352
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