目录
一、引 言 .................................................................. 1 二、调查目的 ............................................................... 2 三、调查方法和调查过程 ..................................................... 2 （一）调查方法 ............................................................... 2
1当地自然地理情况调查方法 ........................................................................................ 2 2土壤样品调查方法 ........................................................................................................ 3
（二）调查过程 ............................................................... 4 四、主要调查项目 ........................................................... 4 （一）对巢湖流域自然地理概况的调查 ........................................... 4
1、地理位置 ..................................................................................................................... 4 2、地形地貌 ..................................................................................................................... 4 3、流域气候 ..................................................................................................................... 4 4、流域水系 ..................................................................................................................... 5 5、流域植被 ..................................................................................................................... 5
（二）对巢湖流域表层土壤营养盐的调查研究 ..................................... 6
1、巢湖周边表层土壤OM空间分布特征 .................................................................... 6 2、巢湖周边表层土壤TN空间分布特征 ...................................................................... 7 3、巢湖周边表层土壤TP空间分布特征 ...................................................................... 8 4、巢湖周边表层土壤肥力评价 ..................................................................................... 8
（三）对巢湖周边表层土壤调查结果的统计分析 ................................... 9
1、TN、TP、OM统计分析 ......................................................................................... 10 2、以OM为自变量TP、TN为变量的线性方程的建立及精度分析 ....................... 10 3、表层土壤营养盐浓度与巢湖富营养化的关系分析 ............................................... 10
五、调查结论及问题分析 .................................................... 12 （一）、巢湖自然地理现状不利于面源污染控制 ................................... 12 （二）、巢湖周边表层土壤营养盐区域分布不均，原因复杂 ......................... 12 （三）、巢湖周边表层土壤中营养盐各指标空间分布具有相似性和相关性 ............. 12 （四）、巢湖面源污染强度较之以前有增大趋势 ................................... 12 六．巢湖流域面源污染控制对策 .............................................. 12 （一）、杭埠——丰乐河、兆河和白石天河流域 ................................... 12 （二）、对于派河、南淝河—店埠河流域 ......................................... 13 （三）、对于巢湖周边土壤表层OM最大值出现的中垾镇 ............................ 13 （四）、对于东巢湖地区的柘皋河流域 ........................................... 13 七．主要成果的推广性 ...................................................... 13 （一）、研究方法的可推广性 ................................................... 13 （二）、建议措施的可推广性 ................................................... 14 参考文献.................................................................... 16 附件 ................................................................................................................................................ 18
流域表土营养盐空间分布及面源污染控制对策研究
——基于巢湖周边土壤中全氮、全磷和有机质空间分布的调查分析
摘要：巢湖富营养化问题自上世纪80年代以来，得到了从中央到地方各级政府及众多研究
者的高度重视和广泛关注。在流域点源污染得到全面控制的前提下，其蓝藻暴发事件仍然连年上演。究其原因，主要是地表泾流冲刷表层土壤，携带大量营养盐进入巢湖，形成了较大
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强度的面源污染。本文采用实地调查采样法及资料搜集法，对巢湖周边3528km范围内表层土壤营养盐浓度进行了测定，对该区自然地理现状进行了分析，适时更新了该区面源污染管理数据，并使用Surfer8.0及Mapinfo8.5软件直观显示了该区营养盐的空间分布特征，提出了利用易得指标估算难测指标的思想，同时运用SPSS13.0统计分析软件，推导出了以OM浓度为自变量，以TN、TP浓度为因变量的回归公式，提出了具体到镇尺度的有针对性的面源控制对策。
关键词：巢湖周边; 面源污染; 表层土壤; 营养盐
一、引 言
巢湖是我国第五大淡水湖，因形似鸟巢而得名。该湖位于安徽省中部，介于长江、淮
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河两河流域之间，湖体属长江下游左岸水系，流域面积13350km。1962年巢湖闸建立以后，
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该湖成为由人工控制的半封闭性水域。湖泊水域面积大约为770km,多年平均水位8.4m，平
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均深度2.5m，多年平均入湖水量48亿m，出湖水量34亿m，水面蒸发量6.3亿m。巢湖自古就有调蓄洪水、抚育渔业和观光旅游等多种功能，是沿湖居民生活用水和工农业生产用水的主要来源。近年来，随着沿湖经济的不断发展，沿湖人口迅速增加，到2010年，巢湖流域总人口已高达1000万，巢湖在地缘上也更接近城市。与以往相比，该湖承担了更重大、更复杂、更多样的生态、环境及社会使命。无论从何种角度看，巢湖都称得上是安徽省淡水生态系统
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的一颗璀璨明珠。然而，自上世纪80年代以来，巢湖水体遭到了严重的污染，众多研究
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表明，水体富营养化是巢湖水污染的主要症结，而由富营养化导致的蓝藻暴发则成为该湖水污染的主要表现形式。进入21世纪以来，几乎每年的5-10月，巢湖都会发生大面积蓝藻
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暴发，极端情况下，局部岸带蓝藻厚达1m，水体功能完全丧失，给当地的社会经济可持续发展带来了巨大的经济损失。合肥市第一、四水厂就曾因此而被迫停产，经济损失高达4亿元。为根治巢湖污染，各级政府及众多研究者投入了大量的人力物力。2008年，国家环保部公布了巢湖流域污染防治项目56个，总计投入达70.5亿元。同年，安徽省当地政府也提出了
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总额约500亿元的巢湖污染控制计划。国内外学者分别从点源污染控制及生态修复、富营
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养化机理、底泥释放等方面进行了大量理论研究及工程示范。经过多年的努力，巢湖流域点源污染已经得到了有效的控制。然而，困扰巢湖多年的富营养化顽症并未见好转。
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根据美国环保局2003年的调查结果显示，面源污染是湖泊污染的第一大污染源。国外
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部分研究者甚至认为，由面源污染带入湖中的营养盐总量已占全湖外源负荷的60%-80%，
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孙丽等 对巢湖的野外实验研究也表明，巢湖周边农业尾水氮、磷含量较高，已经对巢湖形成了实质性的威胁。然而，当前对巢湖流域面源污染的研究尚未系统开展。根据我们对1994-2010年中国期刊网的文献检索，17年来篇名中含有“巢湖”及“面源”字样的论文仅有6篇。而将“面源”改为“非点源”再次检索，所得文章亦仅有9篇。且这些研究中，针对
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巢湖周边大尺度空间的调查尚很欠缺，而大尺度空间里比较全面的定量研究更为少见。少数单一指标研究或入湖水系研究所采用的第一手数据也较为陈旧。最近较为全面的面源数据由
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安徽省地质调查院于2003年秋天调查获得，主要测定了巢湖流域表层土壤中的全磷(TP)，对全氮(TN)和有机质(OM)未曾涉及。
为了更新和完善巢湖流域表层土壤营养盐数据，本项目指导老师受国家重大水专项巢湖课题组(20082X07101-010)委托，带领安庆师范学院资源环境学院“爱巢者”调研小组一
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行5人于2009年10月完成了巢湖闸以下周边地区3528km范围内表层土壤的取样，同时对该地区自然地理环境进行了实地踏勘和资料调研，在室内完成了所有样品的TN、TP和OM测试分析，并利用反距离加权插值法、Surfer8.0及Mapinfo8.5软件直观显示了营养盐面源污染的空间分布特征。提出了利用易得指标估算难测指标的思想，同时运用SPSS13.0统计分析软件，推导出了以OM浓度为自变量，以TN、TP浓度为因变量的回归公式，提出了具体到镇尺度的有针对性的面源控制对策。可以为流域面源污染管理提供最新的基础数据、具体的管理方法、便宜可行的估算公式。本调查报告部分内容已作为结题验收文件的一部分，于2010年10月通过了巢湖课题组的验收，并得到项目委托人中国环境科学研究院副研究员储昭升博士的高度评价。
二、调查目的
（1）面源污染主要由地表径流冲刷表层土壤，携带可溶性营养盐进入湖泊而引起。湖泊周边表层土壤中营养盐含量是面源污染管理的主要依据。通过对巢湖周边地区各土地利用类型表层土壤的调查取样，测定其中OM、TP和TN含量，以更新巢湖周边面源营养盐数据，并将之可视化，以探求表土营养盐的空间分布特征；
（2）土壤中TN、TP测定操作复杂，代价昂贵，在大尺度空间调查中，样品数量巨大，测定工作十分繁重，往往不能满足管理部门所要求的低成本及快速高效的要求。相对于TN、TP而言，OM的测定操作简便，费用便宜。通过本次调查，希望从获得的大量数据中，利用统计分析手段，探求以OM估算TN、TP的可能性；
（3）通过本次调查，以期找出巢湖周边表层土壤营养盐的主要源汇，并结合各地区的地形地貌、土地利用类型、降雨量、地表径流量等环境特征以及经济发展水平、农作物结构、施肥量、施肥技术、灌溉方式、秸秆处理等社会因素，提出具有针对性的巢湖面源污染控制对策和建议。
三、调查方法和调查过程
（一）调查方法
本项目首先收集相关文献，对本项目相关的概念进行界定，对巢湖周边自然地理概况，巢湖富营养化的研究文献、常规监测部门的监测资料进行综述和介绍。然后通过现场踏勘采
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样，对巢湖周边3528km范围内60个采样单元120个土壤样本进行了采集测定。具体调查方法如下：
1当地自然地理情况调查方法
调查方法主要为现场踏勘和资料搜集等方法。
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2土壤样品调查方法
调查方法：参照金相灿《湖泊富营养化调查规范》所推荐的方法，采用网格法对巢湖周边表层土壤进行了现场采样调查，按照巢湖周边农业面源污染及面源污染特点，将巢湖周边划分为6km×6km的网格，计划每个采样单元以GPS定位点为中心，向两侧每隔步行15分钟距离采集2-5个表层土壤样品（0-20cm），实际工作中综合考虑区域地形地貌、土地利用方式及调查成本等，对采样网格进行了调整，对于那些难以到达的地区没有进行采样，共采集了60个样点计233个土壤样品 ，实际工作样点布臵见图1。
图1 采样点布臵图
各采样单元经纬度坐标及环境描述见表1（部分采样点）及附件1（全部采样点）。
表1 巢湖周边区域部分采样点位具体位臵及样点描述
行政地名 东关镇 林头镇 清溪镇 半汤镇 夏阁镇 柘皋河 庙港镇
编号 16 17 18 19 20 21 22
样点标号 陈-17，周-17 陈-18，周-18 陈-19，周-19 陈-20，周-20 陈-21，周-21 陈-22，周-22 陈-23，周-23
经纬度
多山，GPS无信号
样点描述 岩石呈现红色
N31°34.687’，E118°01.867’ 采样区为桃山基本农田保护区 N31°38.929’，E117°59,339’ 采样地为油菜地 N31°39.731’，E117°55.167’ 土壤偏黄色，较松软 N31°43.029’，E117°49.225’ 油菜地，棉花地，潮土 N31°46.772’，E117°44.385’ N31°47.387’，E117°41.648’
油菜水稻轮作，秸秆还田，隶属葛塘村
有湖，大片芦苇分布，陈-23为湖泊底泥
土壤样品采集执行《土壤环境监测技术规范》（HJ/T 166-2004），为保证样品不受污染，先用铁锹挖出20cm深样坑，以聚乙烯铲铲取适量表土臵于聚乙烯采样袋中（图2）。
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图2 采样现场图
（二）调查过程
2009年10月，在国家重大水专项巢湖项目组（项目编号：2008ZX07101-010）的资助下，成立了“巢湖流域背景土壤采样及前处理”课题组，在指导老师的指导和组织下，我们小组五位成员利用国庆放假的机会，赶赴巢湖，进行了为期15日的采样调查。
四、主要调查项目
（一）对巢湖流域自然地理概况的调查
1、地理位置
巢湖（东径116°24＇30＇＇-118°00＇00＇＇，北纬30°58＇00＇＇-32°06＇00＇＇）流
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域包括合肥市、巢湖市以及肥东、肥西、舒城、庐江县等10个市县。与同为中国五大淡水湖的太湖相比，其周边社会经济较为落后，各行政区内发展也极不平衡，这表明巢湖周边面源污染控制不能不顾及小区域社会经济承受能力。在太湖流域被广泛采用的统一的管理及工程措施在本地并不适用。
2、地形地貌
巢湖流域地势总轮廓为东西长而南北宽，西高东低，中间低洼平坦。而安徽省省会合肥位于巢湖西北部，该市城市规模庞大，郊区农业发达，农事活动十分频繁。在地形上来看，巢湖周边地表径流极易从合肥郊区流向湖体，合肥市面源污染对巢湖的污染尤其值得关注。
巢湖周边分布有银屏山、凤凰山、冶父山、大别山、防虎山、浮槎山等山脉，主要分布在巢湖西南岸，其地貌可划分为低山区、低山丘陵区、丘陵岗地区、岗冲地区及冲击平原区
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五种类型。流域内低山、低山丘陵和丘陵岗地区共2657 km。其中有明显水土流失约1500 2[18]
km ，占总坡地的56.5%。在日常管理中，坡地水土流失治理应成为巢湖周边特别是西南岸山地面源污染控制的关键。
3、流域气候
巢湖流域属亚热带和暖温带过渡性的副热带季风气候区，气候温和湿润，年平均气温16.0℃；光照充分，年均日照时数为2035～2070小时；雨量适中，降雨多集中在每年5-8月；季风气候显著，冬寒夏热，四季分明。流域内各水系主要以雨水补给为主，因此巢湖水位明显受河流水情控制。区域多年均湿度77％，最大湿度81％，出现在3月，最小湿度70％，出现在10月，具体如表2。
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