滇北小流域不同土地利用下土壤侵蚀与养分流失研究

发布时间：2018-04-01 22:13

本文选题：滇北小流域　切入点：~(210)Pb_(ex)　出处：《南京师范大学》2017年硕士论文

【摘要】：滇池流域地处我国云南省。自20世纪80年代,随着流域内人口持续增长和经济飞速发展,居民对土地资源的不合理利用破坏了当地生态环境,导致滇池流域土壤侵蚀与养分流失严重。土壤侵蚀直接导致了土壤肥力下降,而随之流失的养分进入水体后引发流域内水体富营养化、河道淤堵等潜在危害,严重影响流域生态环境平衡。因此,对流域内土壤侵蚀的研究以及泥沙来源的定量化分析有利于流域生态环境向正向演替发展。核素示踪是逐渐兴起的土壤侵蚀研究示踪技术,已被证明能够较准确地反映土地利用变化(LUCC)对土壤侵蚀的影响,揭示土壤侵蚀量与养分流失量的互馈机制,有利于量化人类活动与环境变化的关系。本研究选择滇池北部松华坝水库小流域(简称为松华坝小流域)和上游水库小流域(简称为上游小流域)为靶区,分析3种土地利用方式下土壤养分分布特征,利用核素示踪技术估算2个小流域土壤侵蚀程度,探究土壤侵蚀量与养分流失量相关性,讨论滇北小流域沉积物中多环芳烃(PAHs)剖面及来源,并分析人类活动对其造成的影响,为流域内土地的有效利用、土壤侵蚀防治、土壤肥力保持、水体富营养化治理和PAHs污染防控提供科学依据。研究主要结果如下:(1) 土壤养分存在差异。2个小流域不同土地利用方式下土壤总氮(TN)含量较高,总有机碳(TOC)、总磷(TP)、总硫(TS)含量均低于一般水平,其中林地和草地养分含量整体高于荒地。2个小流域内草地和林地土壤TOC与TN含量较高。松华坝和上游小流域0～20cm 土层中养分含量明显高于20～40cm土层。草地表层土壤营养盐含量远高于荒地。松华坝小流域土壤TOC、TN、TP和TS间均存在正相关关系,这反映了土壤养分之间潜在的平衡机制,上游小流域土壤TOC、TN、TP和TS之间相关性不强。(2) 土壤微量元素含量受土地利用方式的影响不明显。2个小流域土壤中Cr含量低于自然背景值,Cu、Pb、Zn含量远高于自然背景值,Cd含量远超国家三级标准,说明2个小流域存在一定的重金属污染风险,尤其应重视防控土壤Cd污染。2个小流域土壤中Fe、Al含量相差不大,松华坝小流域土壤Ca含量远低于上游小流域,反映了两地不同强度的人类活动造成的影响。(3) 土地利用方式对土壤侵蚀程度和养分流失量影响较大。不同土地利用方式下210Pbex的土壤剖面分布差异明显:林地、草地的210Pbex含量明显高于荒地。林地、草地样点210Pbex含量随土壤深度增加基本呈指数递减,而荒地则逐层增加,说明林地、草地表层土壤因植被覆盖和根系分布等原因,能够较好地抵御土壤侵蚀。2个小流域荒地土壤侵蚀级别分别达到中度侵蚀和强烈侵蚀,而林地、草地土壤侵蚀程度较低甚至发生沉积。3种土地利用方式下土壤表层养分流失/沉积量均高于土壤平均养分流失/沉积量。松华坝小流域荒地养分流失量明显高于林地、草地,上游小流域养分TOC、TN、TP、TS流失量大小顺序均为荒地草地林地。2个小流域土壤养分流失量与土壤侵蚀量相关性强,说明土壤侵蚀是导致土壤养分流失的主要原因。(4)多种环境代用指标联用揭示了人类活动对小流域生态环境的影响。荒地的有机污染和磷污染程度低于林地和草地,0～20cm 土壤有机和氮磷污染指数都相对较高,具有较大的生态风险。滇北小流域沉积物不同深度多环芳烃(PAHs)以2～3环为主,主要成分为萘(NAP)和菲(PHE)。根据特征分子比值及各组分含量分析,沉积物中PAHs的主要来源为煤炭、生物质的燃烧。生态风险评估表明,滇北小流域中PAHs不会造成显著的生态风险。
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【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157

【参考文献】