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[好书推荐]科学防控紫色土坡耕地养分流失

发布日期:2023-06-26 11:41:26 作者:河海大学出版社 浏览次数:

 今年的6月25日是第33个全国“土地日”,今年的主题是“节约集约用地 严守耕地红线”。自然资源部表示,希望全社会树立节约用地、保护耕地的意识,像保护大熊猫一样保护耕地,让每一寸土地都成为丰收的沃土。

紫色土坡耕地是西南地区及长江中下游地区坡耕地的重要组成部分,但是大量的化肥使用对其造成了严重的污染,同时也加速了土壤中养分的流失。如何有效解决这些问题呢?河海社向您推荐《紫色土坡耕地土壤水及氮素运移特征研究》,带您了解紫色土坡耕地的养分流失问题。

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西南地区、黄土高原地区和长江中下游地区坡耕地较多,其耕作作物带来的经济和民生价值不容小觑。特别地,紫色土坡耕地是西南地区及长江中下游地区坡耕地的重要组成部分。然而,在农业生产中因为追求高产而大量使用化肥,加上坡耕地突出的水土流失现象导致了污染物大量迁移,造成坡耕地面源污染,并严重威胁到区域水环境的可持续性发展。

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紫色土是发育在紫色页岩上具有大孔隙和高入渗能力的质地疏松土壤,加之其独特的“岩土二元结构”的土壤结构特点,因此很容易形成壤中流。又受物理风化作用影响,土质地较松软,成土作用弱并含有大量母岩碎片,整体上土壤结构松散,易发生流失。长期存在的不合理土地利用和当地落后的生产方式等又加剧了水土流失。

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除土壤侵蚀造成的泥沙携带养分流失,紫色土地区坡耕地的养分随着地表径流和壤中流流失的情况也不容忽视。加之当地属亚热带季风气候,夏季强降雨较为集中,坡耕地养分随地表水土和壤中流流失现象非常突出,氮磷流失尤为显著。流失的养分随泥沙和地表径流大量地进入水体,导致了坡耕地邻近水体较严重的面源污染问题,壤中流携带的流失养分向地下水迁移造成地下水的污染。坡耕地水土流失过程中伴随着的养分流失,是坡耕地地形地貌和当地降雨条件等综合作用的结果。

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《紫色土坡耕地土壤水及氮素运移特征研究》建立了不同雨强和坡度下地表径流和地下壤中流流量与氮素流失浓度和负荷之间的函数关系。通过土壤孔隙水中的硝态氮在单场降雨(短历时)和间歇性多次降雨(长历时)事件中的迁移通量,揭示了地下硝态氮流失特征。在传统的紫色土坡地氮素流失影响因素的研究中加入沿坡度方向的壤中氮素分布这一影响因子,回归得到雨强、产流量、产流历时、土壤中沿坡度方向分布的氮素浓度等影响因素与坡地地下氮素流失的函数关系。除此以外,以往的研究对地表氮素流失模拟的应用大多局限于黄土和红壤,对于紫色土坡面氮素流失的数值模拟应用较为缺乏。

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本书利用有效混合深度模型对紫色土坡地地表氮素流失过程进行数值模拟,并将传统的有效混合深度模型中的混合深度定值改进成随时间而变化的变量,得到本书中的变有效混合深度模型。相较于传统混合深度模型,该模型提高了紫色土坡面氮素流失过程的模拟精度。

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在数值模拟方面,本书构建了基于HYDRUS-2D的紫色土坡地壤中氮素迁移和流失的数学模型,利用实测数据对模型参数进行率定,模拟值与观测值比较分析取得了较好的相关性。

在耦合模型中,既将氮素运移和地下流失过程紧密联系,又分别得到运移和流失两个独立过程的模拟结果分析。

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与传统的紫色土坡地壤中氮素淋失模拟研究相比,本书更为细致地展示出坡地中氮素的运移和地下流失特征。和以往对紫色土坡地地下氮素流失的研究相比,本书对紫色土坡地地下硝态氮顺坡度方向的侧向流失和往深层地下水中垂直方向的淋失做了区分,根据构建的模型评估并对比了坡地地下硝态氮侧向流失和垂直淋失的过程与特征。

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在此基础上,本书提出控制紫色土坡耕地氮素流失的措施,为减弱紫色土坡耕地地区的水环境污染和增强农业可持续发展提供参考依据。

作者简介

谢梅香,水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院,高级工程师,从事土壤水及溶质运移研究。已发表学术论文13篇,其中以第一作者发表8篇,4篇由SCI收录检索,1篇由EI收录检索;主持国家自然科学基金青年项目1项。

图书信息

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书       名:紫色土坡耕地土壤水及氮素运移特征研究

书       号:ISBN 978-7-5630-7646-8

作       者:谢梅香

责任编辑:曾雪梅

出版单位:河海大学出版社

定       价:52.00元