发布时间：2019-03-20 14:24:42  |  来源：中国网·中国发展门户网  |  作者：魏文学 谢小立 秦红灵等  |  责任编辑：赵斌宇

研究典型农田生态系统养分流失特征及影响因素构建丘岗复合农业生态系统氮磷拦截与生态消纳模式和稻田流失氮磷生态湿地消纳技术，为防控农田生态系统氮磷面源污染提供技术支撑

基于桃源站养分流失长期监测数据，系统分析了2001—2011 年典型丘岗复合农田生态系统集水区氮、磷和钾、钙、镁等养分输出特征及影响因素。结果发现，典型农田生态系统集水区的养分流失现象较为严重。其中，集水区地表径流中总氮浓度达到了 2.66 mg · L⁻¹,超过了国家地表水 V 类水质标准，年均流失量为 9.40 kg · hm⁻²；总磷流失相对较轻，在地表径流中的浓度为 0.09 mg · L⁻¹，接近国家地表水 II 类水质标准，年均流失量为 0.30 kg · hm⁻²。集水区中钾、钙、镁等阳离子的流失程度较氮、磷严重，其中钙的流失最为严重，年均流失量达到了 59.75 kg · hm⁻²，大量的钙流失可能是导致我国亚热带地区酸性土壤进一步酸化的主要原因。

典型农田生态系统集水区存在多种土地利用方式，明确不同土地利用方式对整个集水区的养分流失的影响程度，可为下一步开展针对性的调控措施提供科学依据。为此，我们构建了不同土地利用方式养分流失监测系统（图 4），通过连续 2 年的监测结果发现，稻田的地表径流产生次数和养分年均流失量远大于旱地和果园，其中总氮的年均流失量占整个集水区的 60%，总磷的年均流失量占整个集水区的 30%。但强降雨条件下的旱地和果园的单次养分流失量远大于稻田。因此，采取有效措施调控稻田生态系统养分循环过程是控制典型丘岗复合农业生态系统养分流失的关键，同时也应重视旱地和果园的养分流失问题。

基于丘陵区不同土地利用方式氮磷等养分的流失特征及影响因素，结合该地区存在季节性干旱问题，以桃源站的典型丘岗地貌为基础，通过修建蓄水池，构建了以“坡地（茶园）-旱地（油菜）-水田（中稻）-生态湿地（绿狐尾藻）”为主线的丘岗复合农业生态系统氮磷拦截与生态消纳模式。该模式不仅可以实现流失氮、磷的梯级拦截和消纳，还可以起到流失氮、磷和雨水循环利用的作用。连续 2 年的监测结果表明，该模式每年可减少氮流失 26.01 kg · hm⁻²，磷流失 1.28 kg · hm⁻²，最终出水的氮和磷浓度分别降低到国家地表水 III 类和 II 类水质标准。此外，该模式还可以有效提高水分利用效率 37%。生态湿地中的绿狐尾藻经收割作为有机肥施用到茶园，每年可提供氮素 129.63 kg · hm⁻²，磷素 22.74 kg · hm⁻²。

针对稻田氮流失严重的问题，我们构建了莲藕-绿狐尾藻组合湿地系统。结果显示，该湿地系统可消纳稻田排放出的 50% 的氮和 80% 的磷，经由湿地系统出水中的氮磷浓度可分别降低到国家地表水 III 类和 II 类水质标准。根据连续 2 年的试验结果推算，1 亩莲藕-绿狐尾藻复合人工湿地可以消纳 16 亩稻田排放出的氮、磷，使稻田出水达到国家水质 III 类排放标准。因此，在亚热带丘陵地区可以构建小型的莲藕-绿狐尾藻湿地消纳农田排出的氮磷，且兼具景观优化功能。

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