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平原圩区磷素输移过程机制研究取得进展
2017-10-30 22:36  

  圩区是我国长江中下游平原区的主要地理单元,其氮磷流失是造成水污染的重要原因之一。全面认识圩区氮磷输移过程机制是控制圩区氮磷污染的关键环节,而圩区氮磷输移过程受自然条件和人工控制水文过程的双重影响,过程复杂,尚无精确模拟方法,造成圩区氮磷污染来源难以精确解析、氮磷污染关键影响因子无法准确识别等问题。

  在国家自然科学基金青年基金(41301574)、江苏省自然科学基金面上基金(BK20161614)、国家水污染治理重大专项(2012ZX07501-001-032012ZX07506-001)等项目的联合资助下,中国科学院南京地理与湖泊研究所高俊峰课题组的黄佳聪助理研究员等,通过典型圩区气象、水文与磷素输移过程的长期监测与野外试验,识别了圩区水文与磷素输移的关键过程,研发了包括圩区产汇流、人工控制出流、农田-沟渠-坑塘营养盐滞留等关键过程的平原圩区水文与磷素输移过程模型,解析了2013年太湖流域平原圩区的磷污染特征,识别了太湖流域圩区磷污染的关键影响子,研究结果表明:1)太湖流域圩区磷流失总量为1916.3/年,其中入湖磷污染物总量为435.6/年;城市周边圩区的磷素流失严重,圩区稻季磷素流失比麦季严重。2)圩区磷污染的关键因子存在显著空间差异与季节性变化,分区管理是圩区磷污染控制的必要措施。3)降雨、气温、水面率是圩区磷污染的重要影响因子,合理施肥与沟塘拦截是圩区磷污染控制的重要手段。

  平原区物质输移过程模拟是非点源污染研究的难点,本研究研发的圩区磷素输移过程模型是我国首次针对圩区系统自主研发的非点源污染模型,模型可应用于准确解析圩区磷素迁移路径与河湖污染来源、识别河湖污染的重点防控区域与关键影响因子,为平原区磷污染防控提供定量化技术方法。研究成果发表在Science of the Total EnvironmentTop SCI, IF2015=3.98)、Environmental Pollution(二区SCI, IF2016=5.10)、Ecological ModellingSCI, IF2016= 2.36Ecological EngineeringSCI, IF2015=2.74)等生态与环境学的国际权威期刊,模拟平台申请软件著作权1个。

  论文下载链接:

  1. Jiacong Huang, Junfeng Gao*, Hongbin Yin, Bahman Jabbarian Amiri, 2017. Sources, distribution and export coefficient of phosphorus in lowland polders of Lake Taihu Basin, China. Environmental Pollution. 231, 1274-1283.

  全文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0269749117311880

  2. Jiacong Huang, Junfeng Gao*, 2017. An improved Ensemble Kalman Filter for optimizing parameters in a coupled phosphorus model for lowland polders in Lake Taihu Basin, China. Ecological Modelling. 357, 14-22.

  全文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304380016303830

  3. Jiacong Huang, Junfeng Gao*, Renhua Yan, 2016. How can we reduce phosphorus export from lowland polders? Implications from a sensitivity analysis of a coupled model. Science of the Total Environment, 562, 946-952.

  全文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969716307537

  4. Jiacong Huang, Junfeng Gao*, Renhua Yan, 2016. A Phosphorus Dynamic model for lowland Polder systems (PDP). Ecological Engineering. 88, 242-255.

  全文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925857415303451

太湖流域圩区流失强度

太湖流域圩区流失的关键影响因子

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