农业面源定量化评价方法及其研究进展

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果农业面源定量化评价方法及其研究进展摘要：农业面源污染研究是当前国内外环境科学与工程领域的研究热点，但研究大多侧重于农业面源污染的成因、机理、模型和控制对策等，而农业面源定量化评价方法研究较少。本文综合介绍了农业面源定量化评价的常用方法及其研究现状，重点介绍AGNPS模型，AnnAGNPS模型和基于WebGIS的农面源污染信息系统(ANPSPIS)。关键词：WebGIS农业面源污染信息系统ANPSPIS小流域模型预测农业面源污染是在农业生产过程中不合

2、理施用化肥、农药以及灌溉水、工农业废弃物、生活垃圾等对农田生态环境所造成的大面积污染。随着农业生产水平的提高，化肥、农药等大量施用，虽对农业发展起到促进作用，但也导致土壤理化性状失衡、地下水质恶化、农田大气质量下降等一系列环境问题。近年来，农业面源污染问题日益突出，不仅造成资源浪费，而且破坏农业生态环境，影响人们身心健康。防治农业面源污染已成为农业可持续发展亟需解决的问题。随着点源污染控制的逐渐加强，面源污染对环境的影响日渐突出。目前课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有

3、一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果，许多发达国家已证实农业面源污染是导致水污染的主要原因之一。农业面源污染影响了全世界陆地面积的0%～50%，并且在全世界不同程度退化的12亿ｈｍ2耕地中，约1%的耕地由农业面源污染引起。我国也存在着严重的面源污染问题，面源污染加剧了各类水体的污染，加速了湖泊的富营养化。因此，开展面源污染负荷定量化研究不仅对我国水环境污染的全面治理与系统研究具有重要意义，而且具有明显的环境效益和社会效益。进行面源污染的量化研究用以评价污染治理措施，最为有效和直接的研究方法是建立模拟模型，进行时间和空间

4、序列上的模拟。常见的流域农业面源污染模型主要有ANSWERS、CREAMS、WEPP、AGNPS等模型，但不同模型的模拟范围和机理不同，其中AGNPS模型在美国、欧洲、澳洲、我国台湾省等地均取得了较好的模拟结果，但应用中仍有一些局限性。AnnAGNPS模型是在AGNPS模型的基础上发展而来的，它克服了AGNPS模型应用中的一些局限性，可用于评价流域内面源污染的长期作用效果。1.AGNPS模型简介AGNPS(AgriculturalNon-pointSource)模型是由USDA'sAgriculturalResearchService和明尼苏达PollutionControlAg

5、ency共同研制出的计算机模拟模型，适于对面积为1～50000课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果hm2的小流域生态系统进行农业面源污染的发生进行评价和流域内土壤侵蚀及N、P元素的流失进行预测。该模型是一种分室(cell)模型，应用时将流域均等地划分为若干分室(cell)，流域径流、污染物、泥沙沿分室汇集于集水口(图1)。图1　小流域分室示意图模型可对整个流域或流域内任何一

6、个分室的状况进行描述、模拟和评价，反映流域特征的输入输出状况均在分室水平上表达，输出的结果可以是单个分室的也可以是整个流域的结果。AGNPS是事件(event-based)模型，可以对每一次降雨事件进行模拟。模型由四大模块(水文、侵蚀、沉积和化学传输)组成。径流量、径流高峰主要通过水文模块计算；坡地侵蚀由侵蚀模块计算；沉积物的传输通过沉积模块计算；N、P在流域的迁移传输通过化学传输模块，分为可溶性部分和泥沙结合态进行计算。可溶性P和泥沙结合态P的计算公式分别为：Nutsol=Cnut·Nutext·Q(1)Nutsed=Nutf·Qs(x)·ER()式中：Nutsol—径流中可溶

7、性P的浓度；Cnut—径流过程中表层土壤中可溶性P的平均浓度；Nutext—土壤可溶性P的提取系数；Q为总径流量；Nutsed—泥沙结合态P的浓度；Nutf—土壤中磷的含量；ER—磷素富集率，用下式计算：课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果ER=s(x)–tTf式中：Qs(