快速城市化进程中的太湖水环境保护:困境与出路

太湖流域经济发达、城市化水平高,伴随着城市化过程的各种环境问题十分突出。城市化过程对太湖水环境质量的负面影响主要表现在生活污水排放量增加、人畜粪便对水污染的程度加剧、化学肥料施用量增加、非点源污染负荷增加以及自然景观对污染物的去除能力降低等方面,由此导致的营养盐入湖量增加将严重制约太湖水质的改善。充分认识并努力减轻这些负面影响是改善太湖水环境质量的前提,在分析问题的基础上提出了一些针对性的应对策略。     

Effects of Extreme Rainfall on the Export of Nutrients from Agricultural Land

通过流量和水质的同步监测,在径流小区和流域尺度上研究了极端降水事件对氮、磷农田土壤养分流失的影响。研究结果表明:在极端降水事件频发的6￣8月期间,坡地农田随地表径流流失的养分占全年总量的50%以上。水稻田的养分流失占全年的60%左右。而在极端降水量较大的年份,养分流失量也显著高于多年平均值。一年中3次最大降雨事件中输出的氮占全年总量的35.7%￣52.4%,输出的磷占全年总量的46.8%￣66.4%。强降雨过程中小流域出口处的氮、磷浓度随水文过程线的上升而增加,在退水过程虽逐渐下降,但长时间平稳地保持在一个较高的水平。伴随着大流量出现的养分浓度升高导致大量的氮、磷在极短的时间内流失,4次极端降水事件中氮、磷从小流域的输出分别为全年总量的29.2%和44.5%。根据气象预报优化农事活动管理措施,尽量减少在极端降水事件频发期进行翻耕、施肥等农事活动,是减少农田生态系统养分输出和降低农业非点源污染的有效途径。     

太湖流域磷排放对区域城市化过程的响应——以宜兴市为例

在系统分析基础上,利用系统动力学方法,以宜兴市为典型区,模拟城市化过程对磷发生量的影响,建立二者间的定量响应关系。结果表明,不论是在何种城市化发展速度下,磷的发生总量都会有较大幅度的增加,而目前规划的污水处理水平只能小幅度削减流域内磷的排放量,不足以从根本上扭转太湖水质持续恶化的趋势。在推进太湖流域城市化的进程中,必须加大投入,进一步加强环境基础设施建设,更大幅度地削减磷等营养物质的排放。