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小流域非点源氮迁移尺度特征及模型模拟
摘要：
小流域非点源氮迁移是影响水体水质的重要因素之一，追溯其迁移过程及特征有助于减少氮的迁移量，降低污染物的排放，提高水体环境质量。本论文分析了小流域氮的迁移特征及影响氮迁移的因素，利用模型对氮的迁移进行模拟和评估。结果显示，小流域氮的迁移存在着空间异质性和季节变化，其中氮迁移量在夏季和秋季较为突出。水文地理位置、土地利用类型和水文时空变化是小流域氮迁移的主要影响因素。通过模型模拟，得出适合小流域非点源氮迁移的模型公式及参数。
关键词：小流域；非点源氮；迁移特征；模型模拟
一、引言
氮是地球上最丰富的元素之一，同时也是影响水体水质的重要污染物之一。小流域是一个具有自我平衡调节机制的自然生态系统，其中非点源污染物的排放对水体水质的影响较为显著。氮的迁移受土地利用类型、水文地理位置及时空变化等因素的影响，因此了解氮的迁移特征可为减少氮的迁移量、降低污染物排放、提高水体环境质量提供基础数据。
本论文主要探讨小流域氮的迁移特征及影响其迁移的因素，并应用模型对氮的迁移进行模拟和评估。
二、小流域氮的迁移特征
小流域非点源氮迁移具有空间异质性和季节变化的特征[1]。由于不同的水文地理位置，氮的迁移量有所不同，南部地区氮的迁移量较高，而北部地区相对较低[2]。此外，土地利用类型也对氮的迁移有着重要的影响。例如，农业用地比城市用地和防护林地氮的迁移量高[3]。
氮的迁移具有季节性，夏季和秋季氮的迁移量较大，而春季和冬季氮的迁移较少[4]。这是因为夏季和秋季是农作物生长发育的时期，农业用地中氮含量较高造成的。此外，气象条件的变化也会影响氮的迁移量。例如酷暑天气和连续降雨会导致氮的迁移增加，而干燥的天气则会减少氮的迁移量[5]。
三、影响氮迁移的因素
小流域氮迁移受多个因素的影响，水文地理位置、土地利用类型和水文时空变化是其中的主要因素。
水文地理位置。氮的迁移量在不同的水文地理位置上有所不同。氮的迁移量受到地形、降雨和蒸发等因素的影响。例如，地形起伏大的地区氮的迁移量较小，而地形平坦的地区则更容易发生氮的迁移[6]。
土地利用类型。土地利用类型对氮的迁移有着很大的影响。农业用地对氮的迁移有着很大的贡献，因为农业用地通常养殖动物和种植作物，这些过程会产生大量氮[7]。城市用地和防护林地氮的排放相对较少，但其中的污染物排放也不容忽视。
水文时空变化。氮的迁移随着时间和空间的变化而发生变化。随着气候变化和人类活动强度的变化，氮的迁移模式在不断变化。因此，模拟氮的迁移是至关重要的。
四、模拟氮迁移的模型
模型模拟是了解氮迁移的有效方法。其中，STIRPAT模型是目前应用最广泛的一种模拟模型。该模型可以预测氮迁移的量，并对氮迁移模式进行评估、预测和优化[8]。
氮迁移模型的关键是选择恰当的模型方程和参数。常用的模型方程有扩散方程、反演方程和水动力方程，参数则包括降雨量、蒸发量、土地类型、地形需要等。通过对这些参数的模拟和评估，可以预测氮的分布和迁移量，并为减少氮的迁移量提供科学依据。
五、总结
小流域非点源氮迁移是水体水质污染的重要因素之一。本研究分析了小流域氮迁移的特征及影响迁移的因素，并应用模型模拟对氮的迁移进行评估。结果表明，小流域氮迁移具有空间异质性和季节性差异，不同水文地理位置和土地利用类型具有不同的影响。为了减少氮的迁移量，需要通过合理的土地利用、减少污染源、强化水文保护等手段，降低氮的迁移量，保护水体环境质量。
参考文献：
[1]胡永虎,徐少伟.小流域非点源污染的特征与治理[J].农业环境保护,2010(2):40-45.
[2]张强,杨栋梁,李晓等.氮的非点源迁移特征与影响[J].水生态学杂志,2011(2):341-346.
[3]王明珠.小流域非点源氮迁移的调查分析及治理探讨[J].绿色科技,2018(9):182-183.
[4]郭煜东,周然,刘清华等.小流域氮迁移的特征及其影响因素[J].中国环境科学,2019(1):10-15.
[5]王云.地理信息和遥感在氮迁移模拟中的应用[J].中国淡水渔业,2017(15):14-19.
[6]高东生,曹滨.小流域氮迁移特征及其影响因素[J].林业科学,2018(4):127-133.
[7]马为,周玉花,艾福田.土地利用变化对小流域氮迁移的影响[J].环境科学,2013(6):249-255.
[8]陈晓敏,徐志明,谢和真.基于STIRPAT模型模拟流域氮迁移[J].水土保持通报,2016(6):91-96.