喀斯特黄壤坡面不同土地利用方式水土流失和养分输出对次降雨特征的响应

发布时间：2020-08-26 20:59

【摘要】：为探究喀斯特黄壤坡面不同土地利用方式水土流失及营养元素(氮、磷)输出对次降雨特征的响应,本研究对羊鸡冲小流域黄壤坡面不同土地利用方式(水保林、耕地、自然草地、裸地、经果林)径流小区在次降雨下的水土流失和营养元素输出情况进行了监测和分析。结果表明:(1)羊鸡冲小流域雨季降雨属于小雨~大雨,且以小雨~中雨为主,降雨历时较短,降雨过程较为稳定且集中。该地区水土流失极易发生,传统意义上的中雨及以上降雨量就有可能是侵蚀性降雨。(2)五种土地利用方式的单位面积径流量由大到小整体表现为裸地自然草地耕地水保林经果林,而单位面积产沙量整体表现为耕地裸地经果林水保林自然草地。其中耕地和裸地在大雨量、高强度降雨事件的影响下单位面积径流量、单位面积产沙量急剧增大。单位面积径流量分别与最大10 min雨强(I_(10))、最大30 min雨强(I_(30))呈现较好的三次函数关系,与最大60 min雨强(I_(60))呈现较好的二次函数关系,与平均雨强(I_平)的一次函数关系较好;单位面积产沙量也出现类似规律。(3)降雨引起的耕地径流(5.53 mg?L~(-1)ρ(TN)15.10 mg?L~(-1))、裸地径流(2.37 mg?L~(-1)ρ(TN)8.32 mg?L~(-1))氮输出对受纳水体水质影响较大,而水保林(1.37 mg?L~(-1)ρ(TN)2.73 mg?L~(-1))和自然草地(1.13 mg?L~(-1)ρ(TN)2.14mg?L~(-1))氮输出对水质影响较小。五种土地利用方式单位面积总氮(TN)流失量整体表现为耕地裸地自然草地水保林经果林,其中耕地和裸地在大雨量、高强度降雨事件的影响下TN输出量急剧增大。耕地和裸地以颗粒态氮(PN)输出为主,分别占TN输出量的61%~87%和52%~81%;经果林、水保林、自然草地以溶解态氮(TDN)输出为主。五种土地利用方式流失的TDN中硝态氮(NO_3~--N)所占比例最高,硝态氮占总氮的比例由高到低整体表现为自然草地水保林经果林裸地耕地。单位面积TN流失量与时段雨强呈现较好的三次函数关系。(4)降雨引起的耕地径流(0.73 mg?L~(-1)ρ(TP)2.49 mg?L~(-1))、裸地径流(0.10 mg?L~(-1)ρ(TP)0.50 mg?L~(-1))和经果林径流(0.13 mg?L~(-1)ρ(TP)0.46mg?L~(-1))磷输出对受纳水体磷的含量有增加的风险,而自然草地径流(0.03mg?L~(-1)ρ(TP)0.09 mg?L~(-1))影响较小。五种土地利用方式单位面积总磷(TP)流失量由大到小整体表现为耕地裸地经果林水保林自然草地,耕地和裸地在大雨量、高强度降雨事件的影响下单位面积TP输出量急剧增大。径流中磷素输出以颗粒态磷(PP)为主,颗粒态磷(PP)占TP的比例介于75%~98%之间。单位面积TP流失量与时段雨强呈现较好的三次函数关系。喀斯特黄壤坡面水土流失和养分输出与土地利用方式和人为活动有密不可分的关系,因此可以通过优化土地利用结构(退耕还林还草,调整植被垂直结构,增加植被盖度),减少人为扰动来防治水土流失,减轻面源污染。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157
【图文】：

降雨量,雨量,小雨,占比

探究降雨特征的特点和规律对于认识水土流失和营养元素输出极为重要。由图3-1 可见，羊鸡冲小流域 2016 年 5 月~2016 年 10 月共有降雨 54 场次，降雨量介于 0.2~34.2mm 之间，按降雨雨量标准划分属于小雨~大雨。其中，小雨（24 小时内降雨量小于 10mm）29 场次，占比 53.7%，中雨（24 小时内降雨量为10-24.9mm）17 场次，占比 31.5%

浓度,水保林,径流,经果林

贵州大学 2018 届硕士研究生学位论文限值，原因是经果林林下枯枝落叶层很厚，有机氮矿化较多而随径流输出；自然草地有两场降雨超过其标准限值，水保林有一场降雨超过其标准限值。说明当耕地、裸地径流进入受纳水体时，对水质影响较大，而水保林、自然草地径流对受纳水质影响相对较小。这与范成五等(2014)的结论一致，应当引起人们的重视。从时间角度看，五种土地利用方式径流 TN 浓度呈现下降趋势，主要原因是土壤中氮素不断被冲刷出来，浓度逐渐降低。耕地径流 TN 浓度差异很大，下降趋势明显，裸地径流 TN 浓度差异较大，下降趋势明显，而经果林、水保林、自然草地在不同场次降雨条件下径流 TN 浓度较为稳定，下降趋势不明显。可能的原因是耕地缺乏植被覆盖，同时施肥、翻耕等人为扰动导致耕地氮素含量高且易随径流和泥沙输出；裸地缺乏植被覆盖，降雨的直接击溅、冲刷导致氮素输出较多，而经果林、水保林、自然草地由于植被的保护作用，大大降低了雨滴的直接击溅和冲刷，因而氮素输出较少且不同场次降雨变化不大。

径流,浓度,水保林,经果林

【参考文献】