农业环境科学学报

作者：秦沂樟,白静,赵健,谢崇宝,杨延梅,罗琳

单位：中国环境科学研究院, 北京 100012,重庆交通大学河海学院, 重庆 400074,中国环境科学研究院, 北京 100012,中国环境科学研究院, 北京 100012,中国灌溉排水发展中心, 北京 100054,重庆交通大学河海学院, 重庆 400074,水利部发展研究中心, 北京 100038

关键词：长江流域,生态排水沟渠,农业面源,氮,Mann-Whitney U检验,K-W检验,

基金：中央财政科技计划结余经费（2021YSKY-05）；国家重点研发计划项目（2021YFC3201505）

为研究长江流域农田生态排水沟渠对总氮（TN）的削减效果，本研究收集长江流域生态排水沟渠的639项野外现场试验数据，通过Mann-Whitney U检验和K-W检验方法探究了不同植被类型、沟渠类型、强化措施类型、温度范围和进水浓度范围等因子对生态排水沟渠TN削减效率的影响。结果表明：在农田生态排水沟渠中，不同植被类型中的多种人工植被对TN削减效果最好，平均削减效率为47.72%；沟渠类型为边坡半衬砌（沟壁材质为部分混凝土，沟底材质为全土）对TN去除效果最佳，其平均削减率为58.18%；强化措施类型中，添加基质类和设置拦截类强化措施的生态排水沟渠对TN削减效果最好，其平均削减效率为54.24%；气温处于>25~35℃时生态排水沟渠TN削减效果更有效，而在低温环境下可以通过种植耐寒植物（绿狐尾藻、黑麦草等）提高削减率；沟渠进口TN浓度多数集中在>2~4 mg·L-1之间，沟渠出口TN浓度主要分布在0~2 mg·L-1之间，TN进口浓度为>2~4 mg·L-1时沟渠TN削减效果最佳；不同浓度条件下，沟渠选择种植多种人工植被，对沟壁进行半衬砌，设有强化措施都能有效提高TN的净化效果； TN削减效率与水力停留时间、沟渠长度、水深呈现正相关；在多种因素最优的情形下，TN表面去除负荷随着TN进口浓度增大而增大。研究表明，长江流域农田生态排水沟渠选择多种人工挑选的植被、沟渠类型选择边坡半衬砌、同时添加基质类和设置拦截类强化措施更能有效地削减TN，并且控制气温在>25~35℃和进口浓度为>2~4 mg·L-1来削减TN，另外延长沟渠长度和控制水体的水深、水力停留时间可更好地削减TN。

来源：2024年第2期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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