一種農(nóng)田面源污染縣域地表徑流總磷排放量的預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于測(cè)量領(lǐng)域，具體設(shè)及一種總磯排放量的預(yù)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 農(nóng)業(yè)面源污染是農(nóng)田生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降、地表水富營(yíng)養(yǎng)化、地下水硝酸鹽污染、農(nóng) 田生產(chǎn)能力降低的重要原因。系統(tǒng)氮磯缺損（投入〉產(chǎn)出），會(huì)降低±壤肥力，造成作物減 產(chǎn)；系統(tǒng)氮磯盈余（投入 < 產(chǎn)出）會(huì)增加±壤氮磯的流失風(fēng)險(xiǎn)，威脅地表水和地下水環(huán)境。 但是由于農(nóng)業(yè)污染具有非點(diǎn)源污染的特征，隨機(jī)性強(qiáng)，監(jiān)測(cè)十分困難。區(qū)縣是我國(guó)最為穩(wěn)定 的行政區(qū)劃，是行政調(diào)節(jié)或指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有效單位。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)縣域尺度的總氮排放量對(duì) 農(nóng)藥、肥料、種子的使用管理、作物種植均有重要意義。
[0003]目前用于農(nóng)田面源污染氮磯排放預(yù)測(cè)研究方法主要有面源污染物理模型法。面 源污染物理模型是基于對(duì)污染物產(chǎn)生、遷移過(guò)程進(jìn)行模擬的機(jī)理模型，應(yīng)用較多的有SWAT、 AGNPS、HSPF、ANSWERS等。面源污染物理模型法不僅可W估算污染物輸出負(fù)荷，模擬污染 物產(chǎn)生、遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程，并可對(duì)面源污染的發(fā)展進(jìn)行預(yù)測(cè)，但此類模型研究范圍W流域?yàn)?主，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、參數(shù)數(shù)據(jù)需求量大，計(jì)算效率低（Tripathietal.，2003;Beher etal.，2006;Panagopoulosetal.，2011;Shangetal.，2012;Niraulaetal.，2012; Niraulaetal.，2013;吳春玲，2013;鄧歐平等，2013)。基于含磯量數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)總磯排放量 通常是W流域或田塊為地理基準(zhǔn)，存在獲取數(shù)據(jù)困難、計(jì)算時(shí)間太長(zhǎng)的缺陷。
[0004] 目前，我國(guó)還沒(méi)有縣域尺度上農(nóng)田面源污染預(yù)測(cè)模型，因此，如何全面、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確 地預(yù)測(cè)縣域農(nóng)田面源污染發(fā)展趨勢(shì)將有利于今后科學(xué)防治農(nóng)業(yè)面源污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)本領(lǐng)域的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種農(nóng)田面源污染縣域地表徑流總 磯排放量預(yù)測(cè)方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為；
[0007] -種農(nóng)田面源污染縣域地表徑流總磯排放量的預(yù)測(cè)方法，包括步驟：
[0008] 1)基于全國(guó)各區(qū)縣地貌、氣候、肥料施用等自然因素，確定農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū) 劃，確定各農(nóng)田面源污染地表徑流總磯發(fā)生分區(qū)及各分區(qū)設(shè)及縣級(jí)行政區(qū)劃范圍；
[0009] 2)基于縣級(jí)區(qū)域的生物化學(xué)檢測(cè)，獲得第N年和第N-X年全國(guó)各縣的農(nóng)田面源污 染造成的總磯地表徑流排放量（SB)，X為1~5的正整數(shù)；
[0010] 3)選擇影響總磯地表徑流排放量（SB)的磯排放量數(shù)據(jù)：種子帶入途徑狂T)、化肥 施用途徑（FH)、有機(jī)肥施用途徑（FY)、大氣降水途徑（SJ)、灌概帶入途徑（SG)、枯桿還田途 徑（JT)、作物收獲帶出途徑狂巧、地下淋溶流失途徑（S幻、和枯桿移除途徑（J巧的磯排放 量數(shù)據(jù)，
[0011] 建立地表徑流總磯縣域預(yù)測(cè)模型如下所示：
[0012] SX=a+bXZT+cX即+dXFY+eXSJ+fXSG+gXJT+hXZS+iXSB+jXJY (1)
[0013]
[0014] 式（1)中，a為常數(shù)項(xiàng)，b、c、d、e、f、g、h、i、j為回歸系數(shù)；等式左邊為第N年的 總磯地表徑流排放量，等式右邊為影響總磯地表徑流排放量的磯排放量數(shù)據(jù)為第N-x年的 數(shù)據(jù)；
[0015] 選擇該農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)內(nèi)所有縣級(jí)行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，代入所述數(shù)學(xué)模型中， 用多元統(tǒng)計(jì)分析法求得a~j的數(shù)值；
[0016] 4)應(yīng)用馬爾科夫分析方法，在所述預(yù)測(cè)模型中代入步驟2)求得的a~j的數(shù)值、 第N年的影響總磯地表徑流排放量的磯排放量數(shù)據(jù)，求得第化2年的總磯地表徑流排放量 佛）。
[0017] 優(yōu)選地，所述X為1~3的正整數(shù)。
[001引其中，所述的總磯排放量數(shù)據(jù)中，種子帶入途徑狂T)通過(guò)測(cè)量縣域農(nóng)田不同種子 播種量、不同種子中的含磯量求得；化肥施用途徑（FH)和有機(jī)肥施用途徑（FY)根據(jù)縣域農(nóng) 田不同種植模式面積、化肥與有機(jī)肥施用量求得；大氣降水途徑（SJ)通過(guò)測(cè)定農(nóng)田年降水 量和降水中含磯量確定；灌概帶入途徑（SG)通過(guò)測(cè)定灌概量和灌概用水中含磯量來(lái)確定； 枯桿還田途徑（JT)、枯桿移除途徑（J巧和作物收獲帶出途徑狂巧通過(guò)作物播種面積、枯桿 還田比例、枯桿移除比例W及測(cè)定枯桿和巧粒中的含磯量求得；地表徑流流失途徑（SB)通 過(guò)測(cè)定地表徑流水量和采集地表徑流水含磯量求得；地下淋溶流失途徑（SX)通過(guò)測(cè)定地 下淋溶水量和采集淋溶水含磯量求得定。
[0019] 其中，所述選擇的縣級(jí)行政區(qū)劃應(yīng)屬于同一個(gè)農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū)，所述農(nóng)田面 源污染發(fā)生區(qū)為南方濕潤(rùn)區(qū)、南方濕潤(rùn)丘陵區(qū)、北方高原區(qū)、東北半濕潤(rùn)平原區(qū)、西北干旱 區(qū)、西北干旱半干旱區(qū)中的一種。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0021] 針對(duì)縣域農(nóng)田面源污染地表徑流總磯無(wú)法預(yù)測(cè)的難題，在農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū)劃 的基礎(chǔ)上，基于農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)物質(zhì)循環(huán)理論，提出地表徑流總磯影響因素，建立地表徑流總磯 排放量預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)農(nóng)田地表徑流總磯排放量，為農(nóng)業(yè)面源污染防治提供支撐。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 圖1農(nóng)田面源污染途徑示意圖。
[0023] 圖中，1是種子帶入途徑、2是化肥施用途徑、3是有機(jī)肥施用途徑、4是大氣降水途 徑、5是灌概帶入途徑、6是枯桿還田途徑、7是作物收獲帶出途徑、8是地下淋溶流失途徑、9 是地表徑流流失途徑、10是枯桿移除途徑。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 現(xiàn)下實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中使用的手 段，如無(wú)特別說(shuō)明，均使用本領(lǐng)域常規(guī)的手段。
[0025] 實(shí)施例1 ;
[0026] 本實(shí)施例選擇黃淮海半濕潤(rùn)平原區(qū)農(nóng)田面源污染地表徑流總磯排放量預(yù)測(cè)。
[0027] 黃淮海半濕潤(rùn)平原區(qū)包括黃河、淮河、海河流域中下游的北京、天津、河北、山東、 河南大部W及蘇北、曉北、黃河支流的汾渭盆地和長(zhǎng)江流域的南陽(yáng)盆地，共計(jì)636個(gè)縣，耕 地面積2735萬(wàn)ha，±壤類型W潮上、褐上、棟壤為主。該區(qū)地形平坦，肥料投入量高，灌概條 件好。主要考慮肥料和農(nóng)藥淋溶污染，特別是集約化蔬菜種植區(qū)；在棉區(qū)和露地蔬菜種植區(qū) 地膜殘留污染較為普遍。
[0028] 預(yù)測(cè)方法包括步驟：
[0029] 1)基于全國(guó)各區(qū)縣地貌、氣候、肥料投入等農(nóng)田面源污染發(fā)生影響因素，聚類各縣 域農(nóng)田面源污染地表徑流總磯排放類型，統(tǒng)計(jì)黃淮海半濕潤(rùn)平原區(qū)內(nèi)相同類型區(qū)縣，統(tǒng)計(jì) 其中全部縣份的總磯排放量（SB)和地下淋溶影響因素導(dǎo)致的磯排放量；
[0030] 統(tǒng)計(jì)的磯排放量數(shù)據(jù)中，種子帶入途徑狂T)通過(guò)測(cè)量縣域農(nóng)田不同種子播種量、 不同種