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第1章 绪论1

1.1冻融农区氮污染研究背景概述1

1.2农田土壤氮污染研究方法与技术3

1.2.1非点源污染物水土界面过程研究3

1.2.2农区土壤非点源污染物动态变化研究8

1.2.3无资料地区非点源污染模型模拟研究11

1.3季节性冻融农区概况16

1.3.1三江平原概况16

1.3.2研究区概况19

1.3.3目标流域概况24

1.4冻融农区土壤氮污染研究框架26

1.4.1冻融过程作用下的土壤氮素界面行为特性研究26

1.4.2农业活动胁迫下土壤氮素水平制约机制研究27

1.4.3无资料地区氮素污染负荷模型模拟研究27

参考文献28

第2章 冻融循环对氮素水土界面过程影响研究37

2.1界面过程特性研究理论基础37

2.1.1土壤的吸附机理37

2.1.2土壤吸附过程的模拟39

2.2实验材料与方法41

2.2.1主要试剂与仪器41

2.2.2冻融作用下湿地表层土吸附能力实验41

2.2.3冻融作用对旱地表层土中不同吸附形态氨氮影响实验43

2.2.4数据统计与分析44

2.3冻融作用对湿地表层土吸附能力的影响46

2.3.1冻融条件下湿地表层土对氨氮的吸附等温线46

2.3.2初始浓度和冻融次数对氨氮固液分配系数的影响50

2.4冻融作用对旱地表层土中不同形态氨氮吸附的影响52

2.4.1冻融次数对氨氮吸附量的影响52

2.4.2冻融次数对氨氮吸附量的影响53

2.4.3冻融作用对强吸附态氨氮的影响57

2.5小结61

参考文献61

第3章 土壤氮素界面过程关键影响因子识别研究64

3.1界面过程影响因子识别理论基础64

3.1.1吸附动力学基础64

3.1.2界面迁移理论68

3.2冻融作用对表层土中氨氮迁移的影响68

3.2.1冻融和非冻融条件下湿地和旱地表层土的吸附能力对比68

3.2.2冻融作用对随土壤空隙水迁移氨氮的影响70

3.2.3冻融作用对随泥沙迁移氨氮的影响71

3.3灌溉用水中不同浓度亚铁离子对土壤吸附能力的影响72

3.3.1低浓度亚铁离子添加下吸附等温线的拟合72

3.3.2低浓度亚铁离子对土壤固液分配系数的影响74

3.3.3高浓度亚铁离子添加下吸附等温线的拟合75

3.3.4高浓度亚铁离子对土壤固液分配系数的影响76

3.4小结77

参考文献78

第4章 农业活动胁迫下土壤氮素动态变化驱动机制研究79

4.1氮素变化驱动机制研究理论基础79

4.1.1阶乘实验79

4.1.2广义线性模型原理80

4.2因子阶乘实验设计及数据获取81

4.2.1因子筛选及长期观测模式设计81

4.2.2土壤样品采集与测试84

4.2.3数据处理与统计分析84

4.3典型气象因子的影响85

4.4特征地理条件因子的影响88

4.5种植制度因子的影响91

4.6农业管理模式因子的影响94

4.7小结98

参考文献99

第5章 土壤氮素负荷水平与耕作及土壤质地响应关系研究101

5.1响应关系研究理论基础101

5.1.1 t检验基础101

5.1.2单因素方差分析原理102

5.2实验设计103

5.2.1土壤样品采集103

5.2.2土壤样品测定103

5.2.3统计分析方法104

5.3土壤质地与氮含量的关系104

5.4耕作对土壤氮素的影响107

5.5土壤质地反映耕作对氮素水平的影响109

5.6小结112

参考文献113

第6章 无资料小流域氮污染负荷驱动模型研究114

6.1遥感驱动分布式水文模型构建114

6.1.1模型发展概述114

6.1.2 RS-DTVGM模型基本原理115

6.1.3植被截留模块116

6.1.4蒸散发模块117

6.1.5产流模块117

6.1.6汇流模块117

6.2模型数据源及数据获取118

6.2.1 MODIS积雪覆盖产品119

6.2.2 MODIS叶面积指数产品120

6.2.3土地覆被类型123

6.2.4 MODIS地表温度产品124

6.2.5植被盖度数据获取124

6.2.6根系深度数据获取125

6.2.7土壤水分参数数据获取127

6.3模型参数及率定128

6.3.1融雪模块参数128

6.3.2蒸散发模块参数128

6.3.3产量模块参数129

6.3.4汇流模块参数129

6.3.5模型参数率定及设置130

6.4阿布胶河流域水文过程模拟131

6.4.1模拟精度评价指标131

6.4.2模拟结果与分析131

参考文献133

第7章 无资料小流域氮污染负荷时空特征研究135

7.1阿布胶河流域SWAT模型构建与模拟136

7.1.1阿布胶河流域空间数据库建立136

7.1.2阿布胶河流域属性数据库建立137

7.1.3子流域及水文响应单元（HRU）的划分140

7.1.4参数敏感性分析140

7.1.5模型主要参数物理意义141

7.1.6模型校准和验证143

7.2基于区域化法对阿布胶河流域非点源污染负荷估算与分析144

7.2.1区域法模拟阿布胶河流域污染负荷年际变化特征145

7.2.2区域法模拟阿布胶河流域污染负荷年内变化特征146

7.2.3区域法模拟阿布胶河流域污染负荷空间分布特征148

7.3基于遥感反演法阿布胶河流域非点源污染时空分布特征154

7.3.1遥感反演法非点源污染年际变化特征及其比较154

7.3.2遥感反演法非点源污染年内变化特征及其比较155

7.3.3遥感反演法非点源污染空间分布特征及其比较156

7.4小结162

参考文献163

附录164

水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（HJ636—2012）164

水质 氨氮的测定 水杨酸分光光度法（HJ 536—2009）168

水质 硝酸盐氮的测定 紫外分光光度法（HJ/T 346—2007）173

土壤 氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮测定 氯化钾溶液提取-分光光度法（HJ 634—2012）175