丹江口水庫(kù)核心水源區(qū)典型流域農(nóng)業(yè)面源污染特征

龔世飛，丁武漢，肖能武，3，郭元平，葉青松，3，王 巍，李 虎*

（1.十堰市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，湖北 十堰442000；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京100081；3.長(zhǎng)江大學(xué)主要糧食作物產(chǎn)業(yè)化湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 荊州434025）

面源污染因具有多源性、隨機(jī)性、廣域性、難以監(jiān)測(cè)性等特點(diǎn)，受到行業(yè)學(xué)者和管理部門(mén)的廣泛關(guān)注。研究表明，面源污染已經(jīng)成為水體污染的重要污染源，甚至是首要污染源[1]。有學(xué)者指出在未來(lái)幾十年，如何更好地控制面源污染將是我國(guó)水環(huán)境保護(hù)和農(nóng)村地區(qū)最主要的問(wèn)題之一[2-3]。全國(guó)第一次污染源普查公報(bào)顯示，農(nóng)業(yè)源總氮、總磷的排放量分別占排放總量的57.2%和67.4%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不合理的作物種植和畜禽養(yǎng)殖行為，是導(dǎo)致流域內(nèi)大量氮、磷素隨降雨和徑流進(jìn)入水體，引起水域生態(tài)系統(tǒng)功能弱化的關(guān)鍵因素[4-7]。2017 年中國(guó)水資源公報(bào)顯示，我國(guó)約21.5%的河流水質(zhì)在Ⅵ類(lèi)及以下；參與評(píng)價(jià)的117 個(gè)湖泊和1038 座水庫(kù)中，約有76.9%的湖泊和27.1%的水庫(kù)處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[8]。有預(yù)測(cè)指出，如果不加大治理力度，我國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染將進(jìn)一步加劇，污染排放的分散化趨勢(shì)將給治理工作帶來(lái)更大挑戰(zhàn)[9]。

丹江口庫(kù)區(qū)位于我國(guó)南水北調(diào)中線工程源頭，是生態(tài)功能極重要區(qū)和生態(tài)環(huán)境極敏感區(qū)。國(guó)務(wù)院2017 年批準(zhǔn)的《丹江口庫(kù)區(qū)及上游水污染防治和水土保持“十三五”規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》）目標(biāo)是庫(kù)區(qū)水質(zhì)長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)到國(guó)家地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838—2002）Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，降低庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)保障水質(zhì)安全達(dá)標(biāo)意義重大。在該區(qū)關(guān)于農(nóng)業(yè)面源污染的研究主要集中在生態(tài)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[1，10]、小流域污染物時(shí)空分布特征及入庫(kù)通量估算[11-14]、面源污染消減技術(shù)[15-16]等方面；此外，隨著中線工程正式運(yùn)行，新增消落區(qū)不同土地利用方式下土壤養(yǎng)分分布及釋放特征[17-19]也成為學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)。然而丹江口庫(kù)區(qū)流域面源污染來(lái)源眾多，形成機(jī)理復(fù)雜，當(dāng)前的研究多是從較大尺度對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，而對(duì)小流域污染特征的解析則主要圍繞單一種植區(qū)、單一養(yǎng)殖區(qū)或者特定降雨季節(jié)展開(kāi)，關(guān)于庫(kù)區(qū)典型種養(yǎng)結(jié)合小流域農(nóng)業(yè)面源污染的周年時(shí)空異質(zhì)性、主導(dǎo)污染因子識(shí)別及污染物輸出負(fù)荷定量化描述等還需要進(jìn)一步的分析和探究。本文以丹江口庫(kù)區(qū)典型農(nóng)業(yè)小流域——譚家灣小流域?yàn)槔?，通過(guò)實(shí)地采樣、降雨徑流監(jiān)測(cè)，結(jié)合室內(nèi)分析和模型計(jì)算，識(shí)別庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)地表徑流及其水質(zhì)污染特征，探究污染物的時(shí)空分布及其變化規(guī)律，估算流域污染負(fù)荷并分析污染物來(lái)源貢獻(xiàn)，以期為丹江口庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染的控制和環(huán)境保護(hù)管理決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究以湖北省十堰市鄖陽(yáng)區(qū)譚家灣小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，該流域位于鄂豫陜?nèi)∵呇兀?2°25′N(xiāo)，110°07′E），漢江上游下段，是國(guó)家級(jí)生態(tài)循環(huán)農(nóng)業(yè)示范區(qū)。流域總面積5.5 km2，海拔800 m。流域?qū)俦眮啛釒Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年平均氣溫13～16 ℃，年平均日照時(shí)數(shù)1655～1958 h，無(wú)霜期224～255 d。年平均降水量829 mm，徑流深263.4 mm。一年內(nèi)干濕季節(jié)分明，70%以上的年降雨集中在5—10月，11月至次年4月為干季，雨量稀少。

1.2 布點(diǎn)及采樣方案

在流域內(nèi)設(shè)置上、中、下游3 個(gè)農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)斷面（圖1），開(kāi)展長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)，取樣點(diǎn)坐標(biāo)分別為上游：32°55′34″N，110°52′55″E；中游：32°55′29″N，110°51′50″E；下游：32°55′12″N，110°50′52″E。流域內(nèi)各土地利用類(lèi)型在流域內(nèi)的占比見(jiàn)圖2。上游主要為防護(hù)林和用材林，控制面積1.64 km2；中游與上游之間以規(guī)?；h(huán)養(yǎng)殖業(yè)為主，伴有少量經(jīng)濟(jì)林發(fā)展，控制面積1.38 km2；流域主要農(nóng)業(yè)用地及生活區(qū)位于下游與中游之間，控制面積1.57 km2。

1.3 樣品分析方法

2018 年1—12 月對(duì)上述斷面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。無(wú)降雨?duì)顟B(tài)下，在每月1—5 日進(jìn)行樣品采集；如遇降雨則在降雨后加測(cè)一次。樣品采集過(guò)程中，嚴(yán)格按照水文監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范同步記錄水量、水質(zhì)指標(biāo)。水量指標(biāo)包括降雨量、監(jiān)測(cè)斷面面積、水位、流速和流量。水位采用標(biāo)尺測(cè)量，斷面面積為同一時(shí)刻多個(gè)水位均值與攔河壩寬度的乘積，流速采用信控流速儀（XHW-1 型）測(cè)定，流量為流速與斷面乘積。河流采樣按照《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》（HJ 494—2009）[20]進(jìn)行。水質(zhì)分析指標(biāo)包括pH、電導(dǎo)率、濁度、色度、總氮（TN）、總磷（TP）、氨氮（）、硝酸鹽氮（）、化學(xué)需氧量（COD）。樣品采集時(shí)，將有機(jī)玻璃定深采水器（WBPM）放至河道中，根據(jù)采樣點(diǎn)水深，采集二分之一水深處的水樣500 mL，每個(gè)點(diǎn)位取3 組平行樣，將水樣放到預(yù)先準(zhǔn)備好的水樣瓶中，并根據(jù)分析項(xiàng)目，貼上標(biāo)簽，添加H2SO4固定，4 ℃冷藏保存，帶回室內(nèi)分析，分析方法按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）》[21]進(jìn)行。

圖2 譚家灣流域土地利用類(lèi)型Figure 2 Land use information in the Tanjiawan watershed

1.4 流域面源污染負(fù)荷及其來(lái)源分析

本文基于十堰市鄖陽(yáng)區(qū)譚家灣小流域上、中、下游3 個(gè)農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)斷面的實(shí)測(cè)水文水質(zhì)資料，應(yīng)用平均濃度法[22]估算污染物非點(diǎn)源濃度與非點(diǎn)源負(fù)荷量。平均濃度法是根據(jù)有限的監(jiān)測(cè)資料估算流域非點(diǎn)源污染年負(fù)荷量的簡(jiǎn)便而有效的方法，由估算所得各污染物非點(diǎn)源負(fù)荷量與總負(fù)荷量之比得到非點(diǎn)源負(fù)荷所占比重[23]，進(jìn)而分析譚家灣小流域的面源污染負(fù)荷及其來(lái)源構(gòu)成[24]。

平均濃度法：根據(jù)各次降雨徑流過(guò)程的水量、水質(zhì)同步監(jiān)測(cè)資料，先計(jì)算每次暴雨洪水的各種污染物非點(diǎn)源污染的平均濃度，再以各次暴雨產(chǎn)生的徑流量為權(quán)重，求出加權(quán)平均濃度近似作為地表徑流的平均濃度，與地表徑流之積為面源污染負(fù)荷量。假定年地表徑流的平均濃度近似等于多場(chǎng)暴雨的加權(quán)平均濃度，則面源污染年負(fù)荷量（Wn）為[22]：

式中：Csm為地表徑流污染物平均濃度，mg·L-1；Ws為地表徑流總量，m3。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 和DPS 7.05 軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析，采用LSD（Lest-Significant Difference）法檢驗(yàn)數(shù)據(jù)間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 流域水質(zhì)污染特征

水質(zhì)污染特征見(jiàn)表1。不同監(jiān)測(cè)斷面間的水體濁度、色度及流量變化趨勢(shì)一致，自上而下逐步增加，下游與上游間存在顯著差異（P＜0.05），這與下游人為活動(dòng)干擾及斷面控制面積的增加有關(guān)；其他污染指標(biāo)在不同空間尺度上變化趨勢(shì)不明顯且各監(jiān)測(cè)斷面間差異不顯著。參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）[25]，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)TN 平均質(zhì)量濃度均已超過(guò)Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)（≤1.5 mg·L-1）；TP 平均質(zhì)量濃度接近Ⅱ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1 mg·L-1）；和COD的平均質(zhì)量濃度保持在較低水平，均不超過(guò)Ⅰ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)（≤0.15 mg·L-1、COD≤15 mg·L-1）；的平均質(zhì)量濃度則遠(yuǎn)低于水源地標(biāo)準(zhǔn)限制（≤10 mg·L-1）。

表2 單位特征向量、特征值和方差累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 2 Unit eigenvector，eigenvalue and variance cumulative contribution rate

2.2 流域水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)變量分析

應(yīng)用因子分析方法識(shí)別面源污染主效因子，不同監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)污染特征的因子分析特征向量、特征值和方差累積貢獻(xiàn)率如表2 所示。選取pH、電導(dǎo)率、濁度、色度、流量、TN、、TP和COD等10個(gè)與水質(zhì)關(guān)系密切的指標(biāo)進(jìn)行因子分析。依據(jù)特征值大于1的要求，提取前3個(gè)主因子做因子載荷分析，用以評(píng)估該流域面源污染風(fēng)險(xiǎn)，即F1、F2、F3，其累計(jì)貢獻(xiàn)率為82.178%，能較好地反映原始數(shù)據(jù)的基本信息。

表1 流域水質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)描述Table 1 Statistical description of water quality indicators in the basin

在影響水質(zhì)的因子中，F(xiàn)1 的貢獻(xiàn)率為31.538%，其中TP 所占的因子載荷較大，且與F1 呈較強(qiáng)的正相關(guān)，主要代表了水體中P 的含量；F2 貢獻(xiàn)率為27.133%，其中COD、流量所占的因子載荷較大，且均與F2 呈正相關(guān)關(guān)系，主要表征水體中COD 含量水平及地表徑流量；F3 貢獻(xiàn)率為23.462%，主要代表水體中TN 含量?？傮w來(lái)看，TN、TP、COD 以及流量是引起該流域農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)的主要潛在變量。在分析該流域水質(zhì)污染特征時(shí)，應(yīng)著重關(guān)注TN、TP、COD 以及流量變化，以降低該流域農(nóng)業(yè)面源污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 流域農(nóng)業(yè)面源污染時(shí)空排放規(guī)律

流域內(nèi)上、中、下游3 個(gè)監(jiān)測(cè)斷面主要污染源周年時(shí)空排放特征如圖3～圖5所示。由圖可見(jiàn)，各斷面COD、TN、TP 濃度隨流量變化同步波動(dòng)，且變化趨勢(shì)基本保持一致，其中COD的濃度變化比TN和TP劇烈得多。COD濃度變幅在6～15 mg·L-1之間，5月份當(dāng)流量達(dá)到最大值時(shí)出現(xiàn)濃度高峰。TN 濃度長(zhǎng)期穩(wěn)定在2 mg·L-1左右，1—4 月上、中、下游平均濃度分別為1.34、1.11 mg·L-1和1.30 mg·L-1；5—9 月隨著地區(qū)降雨量增多，流量增大，TN 含量均不同程度升高并維持在較高水平，上、中、下游平均濃度依次為2.22、2.54 mg·L-1和2.46 mg·L-1；此后濃度逐漸趨于穩(wěn)定。TP含量隨流量變化波動(dòng)幅度相對(duì)較小，全年保持在0.5～1.2 mg·L-1之間，但依然在5—9 月出現(xiàn)了相對(duì)高峰，上、中、下游平均濃度分別達(dá)到0.08、0.11 mg·L-1和0.10 mg·L-1，其他時(shí)段的TP含量則相對(duì)較低。

2.4 流域面源污染負(fù)荷估算及來(lái)源構(gòu)成分析

不同監(jiān)測(cè)斷面水質(zhì)污染特征的因子分析結(jié)果表明，引起流域農(nóng)業(yè)面源污染的主要因素是TN、TP、COD 以及流量，應(yīng)用平均濃度法估算TN、TP 和COD污染負(fù)荷量見(jiàn)表3。上、中、下游流域監(jiān)測(cè)斷面TN 年負(fù)荷量分別為4.94、11.04、20.43 t；TP 年負(fù)荷量分別為0.17、0.50、0.68 t；COD 年 負(fù) 荷 量 分 別 為29.02、68.78、118.27 t。流域內(nèi)上、中、下游土地利用類(lèi)型差別明顯，上游主要為林地，中游主要為規(guī)?；h(huán)養(yǎng)殖業(yè)，下游主要為農(nóng)業(yè)用地及生活區(qū)。根據(jù)不同流域區(qū)間土地利用類(lèi)型和污染源年均負(fù)荷量，分析流域各土地利用類(lèi)型對(duì)流域污染物的貢獻(xiàn)。從TN負(fù)荷上來(lái)看（圖6），農(nóng)業(yè)及生活區(qū)對(duì)TN 貢獻(xiàn)最大，為46%，規(guī)模化養(yǎng)殖區(qū)和林地貢獻(xiàn)依次為30%和24%。從TP負(fù)荷上來(lái)看（圖7），規(guī)?；B(yǎng)殖對(duì)TP 的貢獻(xiàn)將近一半，農(nóng)業(yè)及生活區(qū)和林地貢獻(xiàn)分別為26%和25%。農(nóng)業(yè)及生活和規(guī)?；B(yǎng)殖對(duì)COD 貢獻(xiàn)較大，分別為42%和34%，林地貢獻(xiàn)率為24%（圖8）。綜合來(lái)看，減輕流域面源污染負(fù)荷，應(yīng)加大對(duì)農(nóng)業(yè)及生活區(qū)和規(guī)模化養(yǎng)殖的控制管理。

圖3 流域上游污染物排放特征Figure 3 Emission characteristics of pollutants in the upper reaches of the basin

圖4 流域中游污染物排放特征Figure 4 Emission characteristics of pollutants in the middle reaches of the basin

圖5 流域下游污染物排放特征Figure 5 Emission characteristics of pollutants in the lower reaches of the basin

表3 流域面源污染負(fù)荷估算Table 3 Estimation of non-point source pollution load in watershed

3 討論

3.1 流域面源污染水質(zhì)特征分析

丹江口核心水源區(qū)典型小流域的農(nóng)業(yè)面源污染監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，隨著自上而下流域控制面積的不斷擴(kuò)大，上、下游在濁度、色度和流量表現(xiàn)上出現(xiàn)顯著差異；水體pH、電導(dǎo)率以及的污染水平差異不顯著。流域TN 含量周年保持較高水平，雖然監(jiān)測(cè)斷面間的差異不顯著，但濃度均值變化趨勢(shì)總體依然表現(xiàn)為下游＞中游＞上游。N 污染程度在較高水平上的相對(duì)提升，說(shuō)明中游和下游因?yàn)樾笄蒺B(yǎng)殖、農(nóng)化產(chǎn)品投入和農(nóng)村生活排污等行為導(dǎo)致大量相對(duì)濃度更高的N 進(jìn)入水體。與上、中游相比，中、下游間N濃度提升幅度隨著流量增加不降反升，則說(shuō)明在該區(qū)間內(nèi)N 含量的陡增完全掩蓋了徑流的稀釋作用。相關(guān)研究指出，長(zhǎng)期以來(lái)水源地化肥施用明顯過(guò)量且呈逐年增加趨勢(shì)[10]，研究區(qū)下游蔬菜種植面積較大且多緊鄰岸邊，加之農(nóng)戶綠色生產(chǎn)意識(shí)淡薄，單純追求高產(chǎn)導(dǎo)致種植業(yè)中持續(xù)高強(qiáng)度化肥投入是大量N 流失的根本原因[26]。TP 和COD 的平均質(zhì)量濃度變化區(qū)間相對(duì)較小，且以中游含量為最高，說(shuō)明畜禽養(yǎng)殖是導(dǎo)致區(qū)域P 污染和COD 升高的主要原因，下游水體P 和COD 的污染強(qiáng)度伴隨降雨徑流的稀釋作用而有不同程度的降低。導(dǎo)致流域農(nóng)業(yè)面源污染的主要污染負(fù)荷包括TN、TP、COD 和流量變化，與前人研究結(jié)果基本吻合[27]。其中TP 的時(shí)空分異性較弱，而TN 和COD含量隨流量變化波動(dòng)明顯。分析原因可知，譚家灣小流域化肥施用大部分集中在4月和10月進(jìn)行，雖然該時(shí)段土壤擾動(dòng)較大，但該時(shí)期丹江口庫(kù)區(qū)降雨較少，徑流發(fā)生頻率較低，較緩的河水流速會(huì)削弱垂直方向的水交換，有利于養(yǎng)分和泥沙的沉積[28]，因此面源污染流失速率相對(duì)較低。5—9 月是庫(kù)區(qū)降雨強(qiáng)度較大的時(shí)期，該時(shí)期小流域農(nóng)化產(chǎn)品輸入強(qiáng)度相對(duì)較小，但隨著豐水期地表徑流強(qiáng)度的增加，大量N和有機(jī)污染物隨水土流失被沖刷進(jìn)入水體，導(dǎo)致TN 和COD 流失速率大幅度提升，流域面源污染季節(jié)排放特征與三峽庫(kù)區(qū)基本一致[29]。流量是小流域雨水豐枯度的綜合表征因子，直接影響?zhàn)B分濃度[30]，流量的大小通常與降雨和徑流強(qiáng)弱同步出現(xiàn)，與污染物流失量[31]和流域水質(zhì)指標(biāo)[32]呈顯著正相關(guān)，反映了區(qū)域降雨對(duì)面源污染的驅(qū)動(dòng)作用。

圖6 年均TN負(fù)荷餅狀比例圖Figure 6 The pie chart of TN load

圖7 年均TP負(fù)荷餅狀比例圖Figure 7 The pie chart of TP load

圖8 年均COD負(fù)荷餅狀比例圖Figure 8 The pie chart of COD load

3.2 面源污染負(fù)荷總量估算及不同污染類(lèi)型貢獻(xiàn)分析

目前針對(duì)流域面源污染負(fù)荷估算的方法或模型有很多，不同方法估算得到的污染負(fù)荷量也差別較大。杜娟等[24]認(rèn)為輸出系數(shù)法計(jì)算結(jié)果較平均濃度法大，原因是輸出系數(shù)法沒(méi)有考慮到流域輸移損失等因素的影響，其結(jié)論得出在考慮流域輸移損失后，二者計(jì)算結(jié)果可以達(dá)到較高吻合度。由于本研究小流域監(jiān)測(cè)斷面總跨度僅有6.7 km，流域控制面積也僅有5.5 km2，所以采用平均濃度法分別對(duì)流域內(nèi)各監(jiān)測(cè)斷面TN、TP 和COD 負(fù)荷量進(jìn)行估算，同時(shí)在進(jìn)行估算時(shí)只考慮了流域內(nèi)的主要土地利用類(lèi)型。已有的研究表明，農(nóng)田種植和畜禽養(yǎng)殖是TN、TP 負(fù)荷的主要貢獻(xiàn)源[33]，且豬糞中氮磷養(yǎng)分含量明顯高于雞糞和羊糞[34]。研究區(qū)以生豬養(yǎng)殖和種植業(yè)為主，本研究得出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活對(duì)TN 貢獻(xiàn)較大，主要是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活區(qū)人口密度大，而且伴隨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，農(nóng)業(yè)氮肥大量施用[35]，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活成為T(mén)N 的主要來(lái)源；由于流域規(guī)?；B(yǎng)殖數(shù)量相對(duì)較多但處理技術(shù)較為落后，畜禽糞便及養(yǎng)殖過(guò)程中排放的污染物未經(jīng)處理或簡(jiǎn)單堆放后排入水體[33]，極大提高了TP的污染風(fēng)險(xiǎn)；二者一起對(duì)COD 負(fù)荷貢獻(xiàn)率能達(dá)到76%。盧少勇等[36]研究得出在洞庭湖不同類(lèi)型污染源中，旱地對(duì)TN貢獻(xiàn)最高，林地對(duì)TN貢獻(xiàn)最低，畜禽養(yǎng)殖對(duì)TP 貢獻(xiàn)最高，其他學(xué)者也得到類(lèi)似結(jié)論[37-38]。但是任瑋等[39]在對(duì)寶象河流域的計(jì)算中得出畜禽養(yǎng)殖對(duì)TP的貢獻(xiàn)要低于其他類(lèi)型?？梢?jiàn)流域內(nèi)的地形地貌、水文、氣候、土壤特征、土地利用結(jié)構(gòu)、植被、管理措施以及人類(lèi)活動(dòng)等都會(huì)造成流域間污染負(fù)荷的顯著差異[40]。值得注意的是，譚家灣小流域林地對(duì)TN、TP 和COD 的貢獻(xiàn)率較高，介于24%～34%之間，與前人研究結(jié)果不盡相同[17]。小流域林地污染負(fù)荷偏高主要是由于水土流失現(xiàn)象嚴(yán)重，大面積面源污染隨土壤侵蝕進(jìn)入水體[41]。退耕還林、水庫(kù)蓄水等因素，使庫(kù)區(qū)林地面積逐年增加且多為農(nóng)田向林地轉(zhuǎn)變[42]，新增林地土壤養(yǎng)分相對(duì)充足，使得林地成為小流域不可忽視的面源污染源；小流域林地面積較大，且植被覆蓋多為面源污染消減效率較低的灌木[14]，不利于營(yíng)養(yǎng)成分的賦存；此外，小流域內(nèi)林地主要分布在坡度較大區(qū)域等，均造成譚家灣小流域林地水土流失影響嚴(yán)重。

3.3 面源污染防治對(duì)策分析

總體來(lái)看，南水北調(diào)中線工程水源地安全保障區(qū)水體TN 含量周年內(nèi)持續(xù)偏高，其中質(zhì)量水平處于Ⅱ類(lèi)區(qū)間的是庫(kù)區(qū)N 流失的主要形態(tài)，約占TN含量的70%，說(shuō)明水體中的氮化合物大部分已轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的硝酸鹽氮，在不發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的情況下，不會(huì)影響飲用水安全。即使如此，如何削減水體中的N含量依然是今后庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染防控工作中無(wú)法回避的關(guān)鍵問(wèn)題。結(jié)合流域特征和前人關(guān)于庫(kù)區(qū)水體N 含量過(guò)高所做的研究分析[43-45]，流域內(nèi)自然環(huán)境固氮能力較差、主要農(nóng)作物的需肥量和投入強(qiáng)度較大、生產(chǎn)者環(huán)保意識(shí)較弱是導(dǎo)致N過(guò)度排放的主要原因。TP含量介于Ⅰ～Ⅱ類(lèi)水之間，也需加以重視；而COD、和濃度相對(duì)較低，對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的貢獻(xiàn)比較有限。5—9 月是農(nóng)業(yè)面源污染發(fā)生的敏感期，由于地表徑流攜帶更多的污染物進(jìn)入水體，期間的農(nóng)事操作，尤其是農(nóng)化產(chǎn)品的使用應(yīng)更加謹(jǐn)慎。相關(guān)研究表明，庫(kù)區(qū)河岸緩沖帶不同植被對(duì)徑流量及TP 的消減效果均表現(xiàn)為草本＞灌草＞灌木[14]，玉米地采用覆膜栽培可顯著降低氮素流失[15]。樊慶鋅[46]等研究證實(shí)灌區(qū)旱改水增加氮磷污染；川中地區(qū)梨樹(shù)-蔬菜復(fù)合系統(tǒng)對(duì)磷素有較強(qiáng)富集效應(yīng)[47]；三峽庫(kù)區(qū)坡耕地四邊桑+等高桑+橫坡壟作系統(tǒng)可明顯減少氮磷流失[48]；丹江口庫(kù)區(qū)坡耕地柑橘園套種三葉草、黑麥草和苕子均可降低氮磷流失[49]；此外，在紅壤坡耕地利用反坡臺(tái)階[50]、庫(kù)區(qū)構(gòu)建滲透壩[51]均是削減氮磷負(fù)荷的有效手段。為達(dá)到丹江口庫(kù)區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)向好發(fā)展和農(nóng)業(yè)面源污染現(xiàn)狀持續(xù)改善的雙重目標(biāo)，必須從“源-流-匯”層面針對(duì)性采取操作性較強(qiáng)的防控技術(shù)。通過(guò)測(cè)土配方確定環(huán)境安全閾值、水域周邊種植密集型覆草帶、宣傳農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)理念等手段降低農(nóng)業(yè)污染源投入；適度推進(jìn)部分農(nóng)田向果園轉(zhuǎn)變、發(fā)展間作套種模式、加強(qiáng)養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境管理、建立農(nóng)村生活垃圾無(wú)害化處理機(jī)制等措施也是削弱污染強(qiáng)度的有效途徑；此外，在環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)敏感區(qū)，通過(guò)植被過(guò)濾帶與緩沖帶、配套水生植物和生態(tài)濕地等工程技術(shù)的耦合應(yīng)用，也是一種有效的尾端處理思路。

4 結(jié)論

（1）丹江口核心水源區(qū)典型小流域內(nèi)，水體濁度、色度及流量在上游與下游間存在顯著差異。

（2）TN、TP、COD 及流量是引起譚家灣小流域面源污染風(fēng)險(xiǎn)的主要潛在變量；5—9 月是流域面源污染防控關(guān)鍵期。

（3）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活對(duì)TN貢獻(xiàn)較大，規(guī)?；B(yǎng)殖對(duì)TP貢獻(xiàn)較大。

（4）大量氮磷隨水土流失進(jìn)入水體是引起小流域面源污染負(fù)荷偏高的主要原因，加大對(duì)農(nóng)業(yè)生活區(qū)和規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖的控制管理，是有效控制面源污染的重要途徑。