滇中尖山河流域不同土地利用类型产流及氮磷流失特征
发布时间：2021-03-07 02:56
地表径流造成土壤养分流失及土地生产力衰退,径流产生特征与土地利用类型密切相关,深入研究其作用机制可为水土流失治理、流域内水体保护及氮磷迁移规律提供科学依据。以滇中尖山河流域不同土地利用类型（人工林、灌木林、次生林、坡耕地）为研究对象,定量监测了2017年雨季（5月—10月）降雨过程中产流量、氮磷流失的形态、浓度、流失量及动态变化特征。结果表明:（1）随着降雨量的增大,不同土地利用类型下径流小区的径流量逐渐增大,降雨量与径流量之间相关性显著,各径流小区径流量均表现为:灌木林<次生林<人工林<坡耕地;（2）不同土地利用类型在各降雨条件下TN和TP浓度分别表现为:人工林（2.39 mg/L）<次生林（2.63 mg/L）<灌木林（2.64 mg/L）<坡耕地（4.00 mg/L）、灌木林（2.53 mg/L）<次生林（4.07 mg/L）<人工林（5.72 mg/L）<坡耕地（6.47 mg/L）,坡耕地显著增加了径流中不同形态氮磷的浓度;（3）溶解态氮磷是径流水体中氮磷污染的主要污染物,其中NO-3
【文章来源】：水土保持研究. 2020,27(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同土地利用类型对径流各形态磷素流失浓度及PO-4-P/TP的影响
2017年5月至10月共观测记录产流的降雨事件共20场,期间降雨量为826.2 mm,占全年降雨量的85.87%,从中选取了6场具有明显产流的降雨,不同土地利用类型下各径流小区产流量如图1。根据我国气象部门规定的降雨强度标准,小雨、中雨、大雨和暴雨分别为12 h雨量≥5,5～14.9,15～29.9,30 mm,或24 h雨量≥10,10～24.9,25～49.9,50 mm的降雨。选取的6场降雨中,6月14日、8月7日和10月22日均属于中雨(降雨量分别为16.4,8.7,10.2 mm),7月16日和9月9日属于大雨(降雨量分别为24.2,21.6 mm),7月23日属于暴雨(降雨量为50.8 mm)。总体来看,随着降雨量的增大,不同土地利用类型下径流小区的径流量呈增大的趋势。对次降雨降雨量与径流量进行相关分析后,得到相关系数依次为人工林(0.538)、灌木林(0.985)、次生林(0.994)、坡耕地(0.158),即表明降雨量与径流量相关性高于最大30 min雨强(I30)与径流量相关性。不同土地利用类型下径流量平均值在7月23日达到峰值(0.39 L/m2),为6月14日的27.4倍,而此时降雨量达50.8 mm。各径流小区总径流量表现为:灌木林(0.29 L/m2)<次生林(0.44 L/m2)<人工林(0.91 L/m2)<坡耕地(3.06 L/m2),坡耕地最高,分别为灌草丛、次生林、人工林的10.58,6.90,3.37倍;各土地利用类型的变异系数范围在0.57～1.43,差异较大。2.2 不同土地利用类型径流中各形态氮素流失浓度特征
从图2可以看出,不同土地利用类型在各降雨条件下TN流失浓度均值表现为人工林(2.39 mg/L)<次生林(2.63 mg/L)<灌木林(2.64 mg/L)<坡耕地(4.00 mg/L),人工林、次生林与灌木林间无显著差异(p<0.05),坡耕地为人工林的1.67倍;NO-3-N浓度表现为次生林(1.43 mg/L)<人工林(1.52 mg/L)<灌木林(1.58 mg/L)<坡耕地(2.26 mg/L),灌木林与人工林无显著差异,坡耕地为次生林的1.58倍;NH+4-N浓度表现为人工林(0.58 mg/L)<灌木林(0.67 mg/L)<次生林(0.70 mg/L)<坡耕地(1.12 mg/L),灌木林、人工林与次生林间无显著差异,坡耕地为人工林的1.94倍。不同降雨条件下,坡耕地氮素流失浓度均高于其他土地利用类型,说明坡耕地显著增加了径流中不同形态氮的浓度。随着时间的持续,不同土地利用方式下各形态氮素浓度变化趋势一致,均呈明显的降低趋势。坡耕地TN浓度直到9月9日才降低到GB3838—2002《地表水环境质量标准》中规定的总氮V类标准2 mg/L。溶解态氮和颗粒态氮(PN)为地表径流中氮素的主要存在形式,由于亚硝态氮在溶解态氮中所占比例很小,故溶解态氮为硝态氮和铵态氮之和,PN为总氮减溶解态氮得到[15]。由图3可以看出,不同土地利用类型下NO-3-N占TN浓度的比例为56.10%～74.73%,对径流中氮素浓度有直接影响,为溶解态氮的主要组成部分,均值表现为坡耕地<次生林<灌木林<人工林。NH+4-N仅占TN浓度的9.63%～34.91%,均值表现为人工林<次生林<坡耕地<灌木林,不同土地利用类型下NO-3-N的比例为NH+4-N的1.67～7.76倍。而PN所占TN浓度的比例变化幅度为4.28%～27.65%,说明溶解态氮是径流水体中氮素污染的主要污染物,其中NO-3-N为径流氮素流失的主要形态。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵沟壑区不同植被类型次降雨产流产沙特征[J]. 朱燕琴,赵志斌,齐广平,康燕霞. 草地学报. 2019(01)
[2]洪泽湖地区麦稻两熟农田和杨树林地氮磷径流流失特征研究[J]. 李吉平,徐勇峰,陈子鹏,韩建刚,李威,李萍萍. 南京林业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]人工模拟降雨条件下黄土坡面水-沙-氮磷流失特征[J]. 乔闪闪,吴磊,彭梦玲. 环境科学研究. 2018(10)
[4]洱海西部雨季地表径流氮磷污染特征及受土地利用类型的影响[J]. 金春玲,高思佳,叶碧碧,储昭升,侯泽英,喻秋,郑丙辉. 环境科学研究. 2018(11)
[5]不同保墒与土壤结构改良措施对土壤结构及小麦、玉米水分利用的影响[J]. 杨永辉,武继承,赵世伟,潘晓莹,张洁梅,高翠民,王越,何方. 水土保持研究. 2018(02)
[6]保护性耕作措施对陡坡地养分流失的影响[J]. 陈静蕊,刘佳,王惠明,熊鸿飞,刘晖,徐昌旭,秦文婧. 中国土壤与肥料. 2018(01)
[7]松干流域不同种植模式对坡耕地土壤氮磷流失的影响[J]. 杨世琦,邢磊,刘宏元,韩瑞芸,杨正礼. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2018(03)
[8]汉江小流域土壤氮素空间分布特征及影响因素[J]. 张泽宇,李占斌,李鹏,徐国策,张铁钢. 水土保持研究. 2017(04)
[9]不同植被过滤带对农田径流泥沙和氮磷拦截效果与途径[J]. 李晓娜,张国芳,武美军,杨可伟,史瑞双. 水土保持学报. 2017(03)
[10]自然降雨条件下红壤坡地磷素随径流垂向分层输出特征[J]. 左继超,郑海金,奚同行,王凌云,聂小飞,刘昭. 环境科学. 2017(10)
本文编号：3068281
【文章来源】：水土保持研究. 2020,27(05)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
不同土地利用类型对径流各形态磷素流失浓度及PO-4-P/TP的影响
2017年5月至10月共观测记录产流的降雨事件共20场,期间降雨量为826.2 mm,占全年降雨量的85.87%,从中选取了6场具有明显产流的降雨,不同土地利用类型下各径流小区产流量如图1。根据我国气象部门规定的降雨强度标准,小雨、中雨、大雨和暴雨分别为12 h雨量≥5,5～14.9,15～29.9,30 mm,或24 h雨量≥10,10～24.9,25～49.9,50 mm的降雨。选取的6场降雨中,6月14日、8月7日和10月22日均属于中雨(降雨量分别为16.4,8.7,10.2 mm),7月16日和9月9日属于大雨(降雨量分别为24.2,21.6 mm),7月23日属于暴雨(降雨量为50.8 mm)。总体来看,随着降雨量的增大,不同土地利用类型下径流小区的径流量呈增大的趋势。对次降雨降雨量与径流量进行相关分析后,得到相关系数依次为人工林(0.538)、灌木林(0.985)、次生林(0.994)、坡耕地(0.158),即表明降雨量与径流量相关性高于最大30 min雨强(I30)与径流量相关性。不同土地利用类型下径流量平均值在7月23日达到峰值(0.39 L/m2),为6月14日的27.4倍,而此时降雨量达50.8 mm。各径流小区总径流量表现为:灌木林(0.29 L/m2)<次生林(0.44 L/m2)<人工林(0.91 L/m2)<坡耕地(3.06 L/m2),坡耕地最高,分别为灌草丛、次生林、人工林的10.58,6.90,3.37倍;各土地利用类型的变异系数范围在0.57～1.43,差异较大。2.2 不同土地利用类型径流中各形态氮素流失浓度特征
从图2可以看出,不同土地利用类型在各降雨条件下TN流失浓度均值表现为人工林(2.39 mg/L)<次生林(2.63 mg/L)<灌木林(2.64 mg/L)<坡耕地(4.00 mg/L),人工林、次生林与灌木林间无显著差异(p<0.05),坡耕地为人工林的1.67倍;NO-3-N浓度表现为次生林(1.43 mg/L)<人工林(1.52 mg/L)<灌木林(1.58 mg/L)<坡耕地(2.26 mg/L),灌木林与人工林无显著差异,坡耕地为次生林的1.58倍;NH+4-N浓度表现为人工林(0.58 mg/L)<灌木林(0.67 mg/L)<次生林(0.70 mg/L)<坡耕地(1.12 mg/L),灌木林、人工林与次生林间无显著差异,坡耕地为人工林的1.94倍。不同降雨条件下,坡耕地氮素流失浓度均高于其他土地利用类型,说明坡耕地显著增加了径流中不同形态氮的浓度。随着时间的持续,不同土地利用方式下各形态氮素浓度变化趋势一致,均呈明显的降低趋势。坡耕地TN浓度直到9月9日才降低到GB3838—2002《地表水环境质量标准》中规定的总氮V类标准2 mg/L。溶解态氮和颗粒态氮(PN)为地表径流中氮素的主要存在形式,由于亚硝态氮在溶解态氮中所占比例很小,故溶解态氮为硝态氮和铵态氮之和,PN为总氮减溶解态氮得到[15]。由图3可以看出,不同土地利用类型下NO-3-N占TN浓度的比例为56.10%～74.73%,对径流中氮素浓度有直接影响,为溶解态氮的主要组成部分,均值表现为坡耕地<次生林<灌木林<人工林。NH+4-N仅占TN浓度的9.63%～34.91%,均值表现为人工林<次生林<坡耕地<灌木林,不同土地利用类型下NO-3-N的比例为NH+4-N的1.67～7.76倍。而PN所占TN浓度的比例变化幅度为4.28%～27.65%,说明溶解态氮是径流水体中氮素污染的主要污染物,其中NO-3-N为径流氮素流失的主要形态。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土丘陵沟壑区不同植被类型次降雨产流产沙特征[J]. 朱燕琴,赵志斌,齐广平,康燕霞. 草地学报. 2019(01)
[2]洪泽湖地区麦稻两熟农田和杨树林地氮磷径流流失特征研究[J]. 李吉平,徐勇峰,陈子鹏,韩建刚,李威,李萍萍. 南京林业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]人工模拟降雨条件下黄土坡面水-沙-氮磷流失特征[J]. 乔闪闪,吴磊,彭梦玲. 环境科学研究. 2018(10)
[4]洱海西部雨季地表径流氮磷污染特征及受土地利用类型的影响[J]. 金春玲,高思佳,叶碧碧,储昭升,侯泽英,喻秋,郑丙辉. 环境科学研究. 2018(11)
[5]不同保墒与土壤结构改良措施对土壤结构及小麦、玉米水分利用的影响[J]. 杨永辉,武继承,赵世伟,潘晓莹,张洁梅,高翠民,王越,何方. 水土保持研究. 2018(02)
[6]保护性耕作措施对陡坡地养分流失的影响[J]. 陈静蕊,刘佳,王惠明,熊鸿飞,刘晖,徐昌旭,秦文婧. 中国土壤与肥料. 2018(01)
[7]松干流域不同种植模式对坡耕地土壤氮磷流失的影响[J]. 杨世琦,邢磊,刘宏元,韩瑞芸,杨正礼. 西北农林科技大学学报(自然科学版). 2018(03)
[8]汉江小流域土壤氮素空间分布特征及影响因素[J]. 张泽宇,李占斌,李鹏,徐国策,张铁钢. 水土保持研究. 2017(04)
[9]不同植被过滤带对农田径流泥沙和氮磷拦截效果与途径[J]. 李晓娜,张国芳,武美军,杨可伟,史瑞双. 水土保持学报. 2017(03)
[10]自然降雨条件下红壤坡地磷素随径流垂向分层输出特征[J]. 左继超,郑海金,奚同行,王凌云,聂小飞,刘昭. 环境科学. 2017(10)
本文编号：3068281
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