第八届青年地学论坛

太湖流域上游丘陵山区（如南京青山流域、常州天目湖流域）面临水环境恶化和温室气体大量排放等环境问题，而土地利用变化（林地向茶园转变）引起的土壤水分运动和氮磷输移改变是导致该问题产生的重要原因之一（杨桂山和徐昔保，2020）。当前，流域面源污染控制手段主要划分为两大类：一类是以土地利用空间格局优化为主的 “柔性”管理措施；二类是以源头优化施肥与生态拦截工程为主的 “硬性”控制技术。本研究基于长期野外观测实验、模型模拟、减量施肥和生态拦截等多种技术手段，分别以南京青山流域和常州天目湖流域为例探讨了面源氮磷流失“柔性”管理与“硬性”控制的应用效果。结果表明：（1）在青山流域，耦合HYDRUS和DNDC模型较为准确地模拟了不同下垫面（茶园、混交林和毛竹林）地块尺度土壤水分、温度、渗漏液硝态氮浓度和氧化亚氮排放通量，通过流域水文土壤单元划分实现空间尺度上升，系统评估了2016-2018年该流域氮流失风险，并进一步基于情景模拟，提出了氮淋失和排放综合最小化情景下流域土地利用空间格局优化方案，可将流域氮液态淋失和气态排放量分别减少3.3%和4.1%；（2）在天目湖流域，研究发现相较于传统施肥处理，基于缓释肥的优化施肥模式下茶园土壤溶解性总氮、硝态氮、溶解性总磷和正磷酸盐淋失浓度分别减少40.22%~82.31%、44.86%~62.39%、26.67%~96.36%和20.00%~97.29%，进一步综合氮磷淋失量和经济成本（肥料投入、茶叶收益）等，利用投影寻踪分类模型遴选出氮磷施用水平分别为214.73和74.26 kg ha^-1的优化施肥模式为综合效益最佳；以该流域吴村、凌峰和杨村茶园小流域为氮磷生态拦截试验区，研究表明在汇水路径上布设反硝化沟（填充玉米芯/木屑）、表面流湿地（种植香蒲/芦苇）、植被缓冲带（种植鸢尾/南荻）、生态浮岛（种植铜钱草）、尾水拦截池（填充石膏）等，能够有效降低小流域氮磷输出通量，且整个拦截工程成本仅约0.75万元/亩，具有较好的推广应用前景。总之，面源氮磷流失控制需有机结合“柔性”和“硬性”两个方面，做到精准防控、科学施策。
 

氮磷流失,生态拦截,茶园,土地利用优化,模型模拟