气候变化与流域非点源污染 欧阳威 等 著 专业科技 文轩网

前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2国内外研究进展3
1.2.1气候变化模拟与预估研究3
1.2.2流域多路径氮流失模型评估研究4
1.2.3流域土壤侵蚀及非点源磷流失评估研究6
1.2.4流域土壤有机碳及其对非点源污染研究7
1.2.5基于沉积物的流域非点源污染研究8
1.2.6流域非点源污染关键源区识别及污染控制研究9
第2章中高纬农区CMIP5全球气候多模式应用评估及气候预估12
2.1材料与方法12
2.1.1研究区概况12
2.1.2模型时空能力评估及未来情景预估12
2.2CMIP5多模式对三江平原气温的时空模拟能力评估19
2.2.1CMIP5多模式气温空间模拟能力评估19
2.2.2CMIP5多模式气温时间模拟能力评估21
2.2.3CMIP5集合模式对三江平原气温的情景预估23
2.3ASD降尺度法建立大尺度气候与区域气候的统计联系27
2.3.1模型数据库27
2.3.2ASD模型统计联系的建立27
2.3.3基于GFDL-CM3模式的ASD模型统计联系的建立30
2.4ASD统计降尺度法预估三江平原气候变化情景37
2.4.1ASD统计降尺度法对三江平原气温变化情景的预估37
2.4.2ASD统计降尺度法对三江平原降水变化情景的预估44
第3章流域多路径氮流失及其对气候变化的响应47
3.1研究区概况47
3.1.1自然地理概况47
3.1.2农业活动概况49
3.2不同水热条件下流域农田空间演变模拟与分析50
3.2.1材料与方法51
3.2.2流域土地利用空间分布模拟方法框架54
3.2.3土地利用时空分布特征64
3.3变化环境下流域土壤径流氮流失特征66
3.3.1材料与方法67
3.3.2不同水热条件下土壤径流氮流失特征70
3.3.3不同农田空间变化下土壤径流氮流失特征77
3.3.4不同水热及农田空间变化下土壤径流氮流失特征80
3.4变化环境下流域土壤N2O排放特征85
3.4.1材料与方法85
3.4.2土壤N2O排放对环境因子的敏感性分析93
3.4.3不同水热条件下土壤N2O排放特征95
3.4.4不同农田空间变化下土壤N2O排放特征99
3.4.5不同水热及农田空间变化下土壤N2O排放特征101
3.5变化环境下流域河流N2O排放特征105
3.5.1材料与方法105
3.5.2不同水热条件下河流N2O排放特征114
3.5.3不同农田空间格局下河流N2O排放特征118
3.5.4水热及农田格局协同变化下河流N2O排放特征123
3.6流域多路径氮流失特征及减排建议127
3.6.1不同水热条件下流域多路径氮流失特征及减排建议127
3.6.2不同农田空间变化下流域多路径氮流失特征及减排建议131
3.6.3不同水热及农田空间变化下流域多路径氮流失特征及减排建议135
第4章流域土壤侵蚀与非点源磷流失及其对气候变化的响应139
4.1研究区概况139
4.2土地利用类型和土壤性质变化对流域土壤侵蚀的影响140
4.2.1材料与方法140
4.2.2流域土壤侵蚀因子时空分布特征146
4.2.3流域土壤性质变化特征148
4.2.4流域土地利用类型变化特征150
4.2.5流域土壤侵蚀变化特征150
4.2.6土壤侵蚀贡献因子分析154
4.2.7非点源磷流失分析155
4.3旱田融雪季和雨季土壤侵蚀特征及其变化成因156
4.3.1材料与方法156
4.3.2降水和温度月际变化特征163
4.3.3流域土壤侵蚀季节性变化特征164
4.3.4旱田土壤含水量季节性变化特征165
4.3.5旱田地表径流和土壤侵蚀变化特征167
4.3.6旱田融雪季和雨季土壤侵蚀变化分析168
4.3.7旱田融雪季和雨季土壤入渗性能170
4.4水田融雪季土壤侵蚀特征及其变化成因172
4.4.1不同深度土壤理化性质特征172
4.4.2水田融雪季地表径流和土壤侵蚀变化特征174
4.4.3水田融雪季土壤入渗性能176
4.4.4融雪季和雨季非点源磷流失特征177
4.4.5融雪季和雨季土壤入渗性能分析177
4.4.6土壤入渗过程与土壤侵蚀和非点源磷流失的关系184
4.5降水和温度变化对流域土壤侵蚀的影响185
4.5.1材料与方法185
4.5.2典型气象代表年分类186
4.5.3降水驱动因子时间变化特征187
4.5.4典型气象代表年地表径流特征187
4.5.5典型气象代表年土壤侵蚀特征190
4.5.6降雨土壤侵蚀驱动因子193
4.5.7融雪季土壤侵蚀驱动因子194
4.6未来气候变化对流域土壤侵蚀的影响195
4.6.1降水和温度年际变化特征196
4.6.2气候变化下流域地表径流和土壤侵蚀特征198
4.6.3气候变化下地表径流和土壤侵蚀空间分布特征199
4.6.4气候变化下融雪季地表径流和土壤侵蚀空间分布特征202
4.6.5气候变化下农田土壤侵蚀响应特征203
4.6.6气候变化下融雪季农田土壤侵蚀响应特征207
第5章流域土壤有机碳对气候变化的响应及对非点源污染的影响210
5.1流域土壤有机碳及非点源污染模拟方法构建210
5.1.1土壤有机碳模拟方法210
5.1.2非点源污染模拟方法210
5.2气候变化下土壤有机碳储量模拟212
5.2.1DNDC模型数据库212
5.2.2参数敏感性分析及率定214
5.2.3不同土层深度有机碳含量时间变化218
5.2.4土壤有机碳含量空间差异220
5.3气候变化下的农业非点源污染模拟222
5.3.1考虑土壤有机碳动态变化的非点源污染模拟222
5.3.2SWAT模型模拟效果验证223
5.3.3非点源污染时间变化规律224
5.3.4非点源污染的空间分布变化规律226
5.4土壤有机碳动态变化对非点源污染的影响231
5.4.1非耦合与耦合模型模拟结果对比231
5.4.2土壤有机碳对非点源氮流失负荷的影响233
5.4.3土壤有机碳对磷污染的影响234
第6章基于沉积物的不同气候条件下非点源污染流失差异236
6.1研究区概况236
6.1.1地理位置236
6.1.2气候水文236
6.1.3土地利用239
6.2沉积物中总氮总磷累积特征研究240
6.2.1采样及样品预处理240
6.2.2实验方法240
6.2.3沉积物中总氮总磷浓度的垂直分布特征241
6.2.4研究区沉积物中氮磷浓度与国内其他区域相关研究对比244
6.3沉积物中代表性重金属累积特征研究245
6.3.1沉积物中代表性重金属含量垂直分布特征245
6.3.2沉积物中代表性重金属的不同形态分布特征252
6.3.3河流沉积物代表性重金属污染风险评价255
6.4河流沉积物无机污染物累积影响因素的空间尺度分析257
6.4.1沉积物中无机污染物累积特征对比257
6.4.2流域土地利用类型差异对沉积物无机污染物累积的影响分析257
6.4.3流域降水及径流差异对沉积物无机污染物累积的影响分析258
6.5河流沉积物无机污染物累积影响因素的时间尺度分析261
6.5.1沉积柱的年代测定261
6.5.2土地利用变化对沉积物无机污染物累积的影响分析263
6.5.3降水量及径流量变化对河流无机污染物累积影响分析269
第7章流域非点源污染关键源区识别及控制271
7.1SWAT模型水田模块的构建及有效性验证271
7.1.1模型水田模块的改良271
7.1.2模型的率定和验证277
7.1.3水田非点源负荷的模拟结果280
7.1.4原模型与改进模型在水田氮磷流失模拟结果中的比较分析281
7.2冻融农区非点源污染关键源区的优化识别284
7.2.1材料与方法284
7.2.2流域氮、磷流失特征分析288
7.2.3传统识别方法的关键源区分布289
7.2.4改进识别方法得到的关键源区分布291
7.3基于昀佳管理措施优选的关键源区旱田非点源污染控制296
7.3.1技术方法296
7.3.2退耕还林措施在不同情景下对旱田非点源污染的削减效果分析300
7.3.3植被缓冲带在不同情景下对旱田非点源污染的削减效果分析306
7.3.4免耕和减量施肥在不同情景下对旱田非点源污染的削减效果分析309
7.4基于水位调控的关键源区水田的非点源污染控制319
7.4.1方法流程320
7.4.2不同降水条件下水田非点源负荷强度322
7.4.3控水减排措施对关键源区水田非点源污染的控制效果326
7.5组合措施对流域非点源污染关键源区的控制效果评估332
7.5.1评估方法332
7.5.2组合管理措施在冻融季的非点源污染削减效果333
7.5.3组合管理措施在生长季对关键源区非点源污染的控制效果340
参考文献347