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速生桉種植中氮素對飲用水源地水質(zhì)的影響

2016-05-30 19:21:51李相林謝華彭波謝洲楊瑞剛
南方農(nóng)業(yè)學(xué)報 2016年11期
關(guān)鍵詞:氮素

李相林 謝華 彭波 謝洲 楊瑞剛

摘要:【目的】研究速生桉種植中氮素對飲用水源地水質(zhì)的影響,可為廣西飲用水源地速生桉種植的污染防控提供科學(xué)依據(jù)?!痉椒ā恳詮V西橫縣六藍水庫飲用水源地為例,采樣分析水源地取水口處水質(zhì)。在為期5年(2011~2015年)的一個輪伐期內(nèi),以六藍水庫匯水區(qū)為研究尺度,實地調(diào)查匯水區(qū)各村屯林農(nóng)的肥料施用情況,估算肥料用量及污染物氮的排放量,并分析氮的排放量與水質(zhì)污染因子的相關(guān)性?!窘Y(jié)果】采樣結(jié)果顯示,除第1年(2011年)的總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,其余4年(2012~2015年)的數(shù)據(jù)均未達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),氨氮的5年監(jiān)測數(shù)據(jù)均能達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。六藍水庫匯水區(qū)速生桉林業(yè)面源總氮排放量占流域范圍所有污染源總氮排放量的84.7%。速生桉施肥引起的總氮排放量與總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)顯著相關(guān)(α=0.05,P=0.023),與氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)不顯著相關(guān)(α=0.05,P=0.106);生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源的總氮排放量與氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)極顯著相關(guān)(α=0.01,P=0.009),與總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)不顯著相關(guān)(α=0.05,P=0.072)?!窘Y(jié)論】六藍水庫飲用水源地氮素主要污染源為速生桉林種植施肥,總氮排放量在一定程度上影響著水庫總氮因子濃度。因此,采取科學(xué)測土配方施肥技術(shù),合理控制和安排匯水區(qū)內(nèi)速生桉的肥料用量與次數(shù),進而減少氮素排放,對于預(yù)防飲用水源地水體富營養(yǎng)化起到重要作用。

關(guān)鍵詞: 氮素;飲用水源地;速生桉;總氮排放量;肥料用量

中圖分類號: X820.2 文獻標(biāo)志碼:A 文章編號:2095-1191(2016)11-1849-07

Abstract:【Objective】Effects of nitrogen element in fast-growing eucalyptus on water quality of drinking water sources were studied to provid scientific references for prevention and control of pollution from fast-growing eucalyptus plantation in drinking water sources in Guangxi. 【Method】Taking Liulan reservoir drinking water source in Hengxian county, Guangxi as an example, the water quality at water intakes was analyzed. During rotation period of 5 years(2011-2015), taking Liulan reservoir catchment area as the research scale,fertilizer application situation in the villages within catchment area were investigated,the amount of fertilizer and emission of pollutant nitrogen were estimated,the correlation between nitrogen emissions and water pollution factors were analyzed. 【Result】Results indicated that except the first year(2011), the data in four years(2012-2015) failed to reach class II water standard. Ammonia nitrogen data in five years did not achieve class II water standard. The total nitrogen emission of eucalyptus forest non-point source in catchment area accounted for 84.7% of total nitrogen pollutant emission in basin perimeter. Total nitrogen emission induced by fast-growing eucalyptus fertilization was significantly correlated with total nitrogen monitoring data(α=0.05, P=0.023), whereas it was not significantly correlated with ammonia nitrogen monitoring data(α=0.05, P=0.106). Total nitrogen emissions from domestic pollution sources and decentralized poultry breeding pollution sources were significantly correlated with ammonia nitrogen monitoring data(α=0.01, P=0.009),but were not significantly correlated with total nitrogen monitoring data(α=0.05, P=0.072). 【Conclusion】The main pollution source of nitrogen element in Liulan reservoir drinking water source is fertilization for fast-growing eucalyptus plantation. Total nitrogen concentration is affected by total nitrogen emission from fertilization to a certain extent. Therefore, adopting formula fertilization by soil testing, controlling and arranging fertilizer dosage and times can reduce nitrogen emission and prevent water in water sources from eutrophication.

Key words: nitrogen element; drinking water source; fast-growing eucalyptus; total nitrogen emission; fertilizer application rate

0 引言

【研究意義】飲用水水源安全問題事關(guān)廣大人民群眾的身體健康和生命安全,已成為社會各界高度關(guān)注的環(huán)保問題(郭梅和周麗旋,2010;申曉云和黨晨席,2014;楊會改等,2014)。隨著近年來速生桉大面積種植,其是否會對飲用水源產(chǎn)生影響,也越來越受到社會和學(xué)術(shù)界的關(guān)注,其研究方向主要有水源區(qū)的土壤性質(zhì)(龔姍姍和廖善剛,2009;苗武等,2012;趙筱青等,2012)、水土流失(楊靜學(xué)等,2015)及水源涵養(yǎng)能力(李欽祿,2009;李海防等,2010;苗武等,2013)等。由于速生桉種植對飲用水源水質(zhì)的影響受到降雨量、地表徑流、地形、坡度等多種因素干擾,且這些影響因素差異較大,使得研究結(jié)果可比性受到限制,而存在較大爭議(Rosén et al.,1996;Dan et al.,1999;Hopmans and Bren,2007;黃承標(biāo),2012)。本研究以速生桉種植較為密集的六藍水庫飲用水源地為研究區(qū)域,分析速生桉種植中氮素與水源地水質(zhì)之間的關(guān)聯(lián),為廣西飲用水源地中速生桉種植管理提供科學(xué)依據(jù)及數(shù)據(jù)支撐?!厩叭搜芯窟M展】目前,有關(guān)飲用水源地速生桉種植對水體水質(zhì)影響的研究不多。農(nóng)必昌等(2006)對廣西4個林場的桉樹造林區(qū)施肥與林區(qū)水體富營養(yǎng)化進行了調(diào)查研究,結(jié)果表明,桉樹林地可能造成水體富營養(yǎng)的關(guān)鍵因子是氮,與桉樹主要施氮肥和整地施肥方法有密切關(guān)系。陳丹輝和江惠龍(2010)研究了速生桉種植對飲用水源水質(zhì)的影響,分析了巨尾桉種植過程氮、磷流失量及其對湖庫型飲用水源水質(zhì)的污染,并評估了水源匯水區(qū)內(nèi)巨尾桉對水質(zhì)的影響程度。宋賢沖等(2011)于2008~2010年對廣西3個桉樹造林區(qū)水體連續(xù)監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)桉樹種植會產(chǎn)生大量的有機污染物,要保持林區(qū)水質(zhì),則需對有機污染物濃度進行控制。楊鈣仁等(2014)對廣西主要人工林地坡面徑流水質(zhì)特征進行研究發(fā)現(xiàn),速生桉施肥可導(dǎo)致坡面徑流氮含量顯著升高,但對總磷含量影響較小,桉樹人工林養(yǎng)分流失主要表現(xiàn)為氮的淋失。以往學(xué)者對于速生桉林區(qū)等小流域所開展的研究(黃云鳳等,2004;高超等,2005;曹繼釗等,2007),一般是通過建立徑流小區(qū)的方式收集樣區(qū)徑流,進行水質(zhì)采樣,并以此分析其對整個流域水體水質(zhì)的影響?!颈狙芯壳腥朦c】前人研究多為建立徑流小區(qū)式的模擬性分析,缺乏對一個完整輪伐周期內(nèi)的飲用水源水質(zhì)實測值進行系統(tǒng)分析?!緮M解決的關(guān)鍵問題】通過調(diào)查速生桉種植中不同年份的施肥量,估算匯水區(qū)中氮素的排放量,分析飲用水源地速生桉種植一個輪伐周期(2011~2015年)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù),探究飲用水源地水質(zhì)與速生桉種植施肥間存在的關(guān)系,為科學(xué)提出水源地速生桉種植管理與污染防治對策提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

六藍水庫為廣西橫縣備用飲用水源地,位于鎮(zhèn)龍江上、校椅鎮(zhèn)六藍村委獨田村附近,是一座以灌溉為主,兼顧防洪、發(fā)電、養(yǎng)殖等綜合性用途的中型水利工程。灌區(qū)設(shè)計灌溉面積0.97萬ha,有效灌溉面積0.75萬ha,歷年最大灌溉面積1.00萬ha,校椅、云表和馬嶺等3個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))受益。水庫所在流域以丘陵為主,植被覆蓋率約85%,平地較少,基本沒有水田分布,僅有的平地主要種植蔬菜。研究區(qū)域?qū)倌蟻啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,太陽輻射強,日照時間長,年日照時數(shù)1778.3 h;年無霜期約336 d,雨熱同季,年均氣溫21.4 ℃,年平均濕度72.7%;年均降雨量1416.1 mm,歷年月最大降水量708.9 mm,降水量的季節(jié)分配為3~5月310~420 mm、6~8月600~750 mm、9~11月為160~290 mm、12月~翌年2月80~120 mm,歷年平均降水日數(shù)為156.5 d,實測24 h最大雨量306 mm,多年平均24 h最大雨量130 mm,多年平均蒸發(fā)總量1582.0 mm。研究區(qū)域的雨熱條件較適合速生桉生長,因此在水庫匯水區(qū)范圍大面積種植連片速生桉林,種植面積約占匯水區(qū)陸地面積的77%。速生桉品種主要為尾葉桉及其雜交品種。

1. 2 樣品采集

本研究在六藍水庫飲用水源地取水口處設(shè)置1個采樣點(圖1)。2011~2015年輪伐期每年7月(多雨季節(jié))均在林農(nóng)施肥結(jié)束后于取水口進行一次水質(zhì)樣品采樣,水樣用便攜式冷藏箱保存,并及時送回實驗室測試分析。采樣期間,同時調(diào)查水庫匯水區(qū)范圍的農(nóng)村生活污染源(人口數(shù)量)和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源(豬、牛、家禽的數(shù)量)的分布情況。

1. 3 測定項目及方法

由于對氮的管理是全流域性的(王道涵和梁成華,2002),且廣西速生桉林區(qū)可能造成水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵因子主要是氮(農(nóng)必昌等,2006),結(jié)合本研究的目標(biāo),監(jiān)測總氮、氨氮共2項指標(biāo),監(jiān)測因子采用《水和廢水檢測分析方法》(第四版)進行分析。

1. 4 速生桉林業(yè)面源

1. 4. 1 林地面積 六藍水庫流域速生桉種植區(qū)域在高分辨率影像數(shù)據(jù)中呈現(xiàn)的地物特征較其他地物在色、形、位上有明顯差異。本研究以Google Earth高分辨率影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),結(jié)合水庫周邊現(xiàn)場實際勘察情況,通過遙感圖像目視解譯,識別和提取出水庫周邊桉樹種植分布區(qū)域,并匯總計算速生桉的總面積。

1. 4. 2 肥料用量 選取2011年為調(diào)查起點,連續(xù)調(diào)查5年的施肥特點。六藍水庫流域水源地匯水區(qū)范圍內(nèi)各村屯的肥料用量等數(shù)據(jù)均采用發(fā)放調(diào)查問卷的方式獲得。本研究走訪調(diào)查15個村屯,共發(fā)放問卷150份,收回138份,有效率92%。調(diào)查內(nèi)容主要包括各村屯林農(nóng)在不同年份速生桉的單株施肥量a(kg/株)、種植密度d(株/ha)、種植面積s(ha)、施肥頻次f (次/年)。匯總問卷所得數(shù)據(jù),進而計算整個匯水區(qū)的施肥總量A(kg),計算公式為:

A=a×d×s×f(1)

1. 4. 3 污染物排放量 由于每年林農(nóng)對各品種肥料施用量的不確定性,無法精確統(tǒng)計整個匯水區(qū)范圍每個品種化肥的施用量。因此本研究在計算整個匯水區(qū)施用肥料的含氮系數(shù)(R)時,根據(jù)當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)每年施用肥料品種含氮比例的算術(shù)平均計算而得:

R=■Ri /n(2)

其中,Ri為i品種肥料的含氮比例。此外,由于整個匯水區(qū)地勢起伏較大、坡度差別較大,無法精確統(tǒng)計到各片區(qū)的坡度等參數(shù),因此總氮排放系數(shù)按照15%(王道涵和梁成華,2002;王壽兵和陶林森,2006)的流失量排放到水體來計算污染物總氮排放量:

CN=A×R×15%(3)

1. 5 生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源

六藍水庫匯水區(qū)范圍的污染源類型除了速生桉林業(yè)面源外,還包括生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源等。由于調(diào)查區(qū)域僅有的平地被開墾為零星分布的菜地,故不計入農(nóng)田徑流污染源。農(nóng)村生活污染源的源強系數(shù)采用國家環(huán)保局2007年重點流域農(nóng)村生活污染源調(diào)查(產(chǎn)排污系數(shù)測算)數(shù)據(jù),即廣西區(qū)農(nóng)村人均污染源總氮排放量為5.0 g/人·d;分散式畜禽養(yǎng)殖污染源的源強系數(shù)采用第一次全國污染源普查(畜禽養(yǎng)殖業(yè)源產(chǎn)排污系數(shù)手冊)數(shù)據(jù),即總氮排放量折算成標(biāo)豬后為20.98 g/頭·d。

1. 6 統(tǒng)計分析

使用Excel 2007進行數(shù)據(jù)處理、計算和制作圖表;以SPSS 17.07進行相關(guān)性分析,并采用Pearson法分析兩變量間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2. 1 水質(zhì)現(xiàn)狀分析結(jié)果

由于水質(zhì)采樣位置位于飲用水源地取水口處,故采用GB 3838-2002中的Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)進行評價。監(jiān)測結(jié)果表明,除第1年(2011年)的總氮監(jiān)測數(shù)據(jù)達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,其余4年(2012~2015年)的數(shù)據(jù)均未達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);連續(xù)5年的氨氮監(jiān)測數(shù)據(jù)均能達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);從圖2可知,上述兩項指標(biāo)均呈逐年遞增的趨勢。

2. 2 速生桉林業(yè)面源特征分析結(jié)果

六藍水庫匯水區(qū)范圍內(nèi)速生桉種植面積約占其陸地面積的80%(圖1),2011~2015年輪伐期內(nèi)的林地面積每年基本保持不變。通過Google Earth高分辨率影像數(shù)據(jù)及現(xiàn)場實地勘查確認,速生桉種植面積為2630.93 ha。

2. 2. 1 造林與施肥 由表1可知,當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)采用1000~1400株/ha的密度進行種植,其中,上六房、六房、剪刀村、龍西、紅旗村等速生桉分布相對碎片化的村屯種植密度一般為1000株/ha,而速生桉較集中連片分布的當(dāng)耙、平山、甜菜等地的種植密度相對較高,一般為1400株/ha,其他村屯則多為1200株/ha。整個匯水區(qū)速生桉平均種植密度約1200株/ha。當(dāng)?shù)厮偕駹I林管理較粗放,多數(shù)村屯每年只進行一次施肥,只有在第1年幼苗定植后,個別村屯會進行1次追肥。在一個輪伐期內(nèi),第1年當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)多在3月進行基肥的施用,根據(jù)各地土壤肥力的差異,施肥量為200~300 g/株;由于人工費用成本較高,多數(shù)林農(nóng)在當(dāng)年苗木定植后很少進行追肥,僅有速生桉分布相對碎片化、便于管理的少數(shù)幾個村屯進行追肥,不納入統(tǒng)計范圍。因此,第1年整個匯水區(qū)的施肥次數(shù)為1次,平均施肥量為250 g/株;第2年幼林期的肥料用量較第1年幼苗期有所增加,施肥量為350~500 g/株;平均施肥量記為400 g/株。第3~4年為中林齡期,施肥量基本為500 g/株。在第5年成熟林期,由于各地速生桉林長勢的差別,各地林農(nóng)在砍伐前一年的施肥量差別較明顯,一般為400~600 g/株,平均施肥量記為500 g/株。

由表2可知,六藍水庫匯水區(qū)范圍速生桉所用肥料品種較多,但以桉樹專用復(fù)合肥料為主。第1年幼苗期以基肥為主,主要品種有生態(tài)緩釋型桉樹專用肥、奧浦森復(fù)混肥料、豐收—桉樹專用基肥等,肥效總養(yǎng)分相對較低,為15%~25%,其中氮素平均含量為7%(根據(jù)各品種肥料氮素含量算數(shù)平均值計算);第2~5年,以追肥為主,主要品種有加美復(fù)合肥料、蜀甲復(fù)混肥料、美浮羅復(fù)合肥料等,肥料總養(yǎng)分較高,為30%~45%,其中氮素平均含量為17%。

2. 2. 2 污染物排放量 由表2可知,六藍水庫輪伐期第1年總氮排放量為8.28 t,第2年為32.19 t,第3~5年基本保持在40.24 t。說明隨著苗木的生長,施肥用量增加,匯水區(qū)范圍總氮排放量也隨著增加,2011~2015年一個輪伐期內(nèi)總氮排放量為161.19 t。

2. 3 生活污染源及分散式畜禽養(yǎng)殖污染源分析結(jié)果

由表3可知,2011~2015年六藍水庫匯水區(qū)范圍內(nèi)人口數(shù)量變動不大,增長緩慢,僅從2017人增長到2228人;家禽和豬總數(shù)分別為4910羽和1203頭。因此,采用廣西區(qū)農(nóng)村人均污染源總氮排放量為5.0 g/人·d及分散式畜禽養(yǎng)殖污染源總氮折算成標(biāo)豬后排放量為20.98 g/頭·d的系數(shù)進行計算,得出一個輪伐周期的生活污染源總氮與分散式禽養(yǎng)殖污染源總氮排放量為29.23 t。

2. 4 氮負荷的結(jié)構(gòu)比例分析

由圖3可知,從2011~2015年單個年份來看,對比生活污染源及分散式畜禽養(yǎng)殖污染源,林業(yè)面源的總氮排放量均在60.0%以上,而從速生桉種植整個輪伐期尺度比較,林業(yè)面源總氮排放量占匯水區(qū)范圍所有污染源總氮排放量的84.7%(圖3)??梢?,六藍水庫匯水區(qū)范圍氮負荷最主要的污染源為速生桉施肥引起的林業(yè)面源。

2. 5 水質(zhì)與污染物排放量相關(guān)性分析

由表4可知,顯著水平α=0.05,六藍水庫水源地水質(zhì)中的總氮因子濃度與生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源的總氮排放量相關(guān)性不顯著(r=0.844,n=5,P=0.072),說明二者的總氮排放量對水庫總氮因子濃度無顯著影響;總氮因子濃度與速生桉林區(qū)總氮排放量存在顯著相關(guān)(r=0.928,n=5,P=0.023),可見隨著速生桉林區(qū)總氮排放量的增加,水庫總氮因子濃度也呈上升的趨勢,林區(qū)總氮排放量在一定程度上影響著水庫總氮因子濃度。顯著水平α=0.05,水庫的氨氮因子濃度與速生桉林區(qū)總氮排放量相關(guān)性不顯著(r=

0.798,n=5,P=0.106),說明林區(qū)總氮排放量對水庫氨氮因子濃度無顯著影響;顯著水平α=0.01,水庫的氨氮因子濃度與生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源的總氮排放量存在極顯著相關(guān)(r=0.962,n=5,P=0.009),說明水庫氨氮因子濃度主要受生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源影響。

3 討論

對比生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源,發(fā)現(xiàn)六藍水庫飲用水源地速生桉林業(yè)面源總氮排放量占匯水區(qū)范圍所有污染源總氮排放量的84.7%,水源地氮素主要污染來源為速生桉林區(qū)大面積施肥引起的林業(yè)面源。研究數(shù)據(jù)顯示,速生桉林區(qū)所施用的肥料有30%~40%通過其氣態(tài)、淋洗和徑流等各種途徑進入水體,成為速生桉林區(qū)水體面源污染的最大“貢獻者”(吳玉光等,2000;王壽兵和陶林森,2006)??梢姡訌娏{水庫飲用水源地中速生桉林業(yè)面源這一主要污染源的防控,對于確保水源地水質(zhì)安全起到關(guān)鍵作用。農(nóng)必昌等(2006)通過對宜州、賓陽、欽州3個速生桉林區(qū)的水庫水質(zhì)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),庫區(qū)總氮因子的濃度含量超標(biāo)倍數(shù)為0.34~2.14倍。宋賢沖等(2011)對廣西3個林場的桉樹造林區(qū)水體進行3年定點連續(xù)監(jiān)測發(fā)現(xiàn),在桉樹新造林1年后,林區(qū)水體中COD、BOD5、SS等各項水質(zhì)參數(shù)均有變壞的趨勢,林區(qū)的水體污染程度增加。本研究中六藍水庫連續(xù)5年的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,總氮因子除施肥量最少的第1年能達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)外,其余4年的監(jiān)測數(shù)據(jù)均未達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。可見,在水庫、水源地等水體匯水區(qū)大面積種植速生桉林,容易引起水體的總氮因子超標(biāo)。本研究結(jié)果顯示,六藍水庫的總氮因子與匯水區(qū)的總氮排放量存在顯著相關(guān)性,說明水庫匯水區(qū)施肥引起的總氮排放量在一定程度上影響著水庫總氮因子的濃度。曹繼釗等(2007)通過研究速生桉林區(qū)施肥對林區(qū)水體富營養(yǎng)物質(zhì)的影響發(fā)現(xiàn),施肥量越大,林區(qū)內(nèi)水體總氮含量也相應(yīng)增加。陳丹輝和江惠龍(2010)在福建東張水庫飲用水源保護區(qū)進行相關(guān)研究,結(jié)果也表明速生桉林區(qū)氮、磷流失入庫量是造成湖庫水質(zhì)富營養(yǎng)化的原因之一。為減少施肥造成的氮素流失,當(dāng)?shù)亓洲r(nóng)應(yīng)盡量采用少量多次的施肥方式,以保證肥料能充分被林地吸收。

相比總氮因子普遍超標(biāo)的現(xiàn)象,本研究中的另一項監(jiān)測因子氨氮連續(xù)5年均達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),通過相關(guān)性分析顯示,水庫氨氮因子濃度與速生桉林區(qū)總氮排放量相關(guān)性不顯著,但與生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源總氮排放量存在極顯著相關(guān)。說明六藍水庫氨氮污染物來源主要與生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源有關(guān)。本研究的分析結(jié)果P=0.009小于給定的α=0.01,則二者存在極顯著的相關(guān)性。水庫匯水區(qū)范圍除了速生桉林業(yè)面源外,沒有其他類型的污染源,因此可以判定,六藍水庫氨氮污染物來源主要與生活污染源和分散式畜禽養(yǎng)殖污染源有關(guān),且二者的排放量較小,未造成庫區(qū)氨氮因子超標(biāo)。本研究結(jié)果與劉剛(2011)、藺凱和劉建利(2013)的研究結(jié)果相似,自然水體中氨氮濃度的上升主要是由于生活污水、人畜糞便等含氮有機物進入天然水后,在有氧條件下經(jīng)過微生物分解形成氨氮。雖然本研究的氨氮因子均達Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但仍呈逐年上升趨勢,因此應(yīng)加強對當(dāng)?shù)厝诵蠹S便的管理,進行回田灌溉等處理,以減少生活污水的排放。

以往學(xué)者(黃云鳳等,2004;高超等,2005;曹繼釗等,2007)通過建立徑流小區(qū)的方法研究速生桉林區(qū)水質(zhì)的局限性在于徑流小區(qū)僅限于很小一塊片區(qū),難以概括說明整個流域范圍的相關(guān)規(guī)律。本研究將尺度擴大到水庫匯水區(qū),通過估算整個匯水區(qū)范圍內(nèi)速生桉施肥的污染物排放量,結(jié)合一個輪伐期內(nèi)水庫取水口處的監(jiān)測數(shù)據(jù),找出速生桉林施肥對水庫水質(zhì)影響的一些規(guī)律。由于水庫匯水區(qū)范圍較大,諸如速生桉林的種植密度、施肥次數(shù)、單株施肥量及各品種肥料的施用量等數(shù)據(jù)難以進行精確統(tǒng)計,故在整個匯水區(qū)的尺度上確定上述參數(shù)時,結(jié)合當(dāng)?shù)貭I林現(xiàn)狀,取其算術(shù)平均值,相對較接近當(dāng)?shù)氐目陀^現(xiàn)狀。另外,由于匯水區(qū)跨度較大,不同地段的地質(zhì)、坡度、坡長等立地條件差別較明顯,難以精確分類計算各片區(qū)的總氮排放系數(shù),因此本研究選取經(jīng)驗值(農(nóng)必昌等,2006;曹繼釗等,2007;任忠秀等,2013)作為計算依據(jù),其計算結(jié)果跟實際情況有一定的偏差,但用于估算整個匯水區(qū)在一個輪伐期內(nèi)污染物排放量的變化趨勢仍然可靠。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明,六藍水庫飲用水源地氮素主要污染源為速生桉林種植施肥,總氮排放量在一定程度上影響著水庫總氮因子濃度。因此,采取科學(xué)測土配方施肥技術(shù),合理控制和安排匯水區(qū)內(nèi)速生桉的施肥用量與次數(shù),進而減少氮素排放,對于預(yù)防飲用水源地水體富營養(yǎng)化起到重要作用。

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(責(zé)任編輯 鄧慧靈)

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