秦岭林区森林水质长期变化及其趋势研究

发布时间：2020-07-05 16:05

【摘要】：本研究以秦岭南坡火地沟流域、秦岭北坡蒿坪流域为典型,通过分析秦岭南、北坡水源涵养林区小流域水质年际、季节性变化规律及其趋势,以及导致水质变化的主要原因,探讨森林生态系统水质效应年内与年际的变化特征,并运用主成分分析法对溪流水水质进行综合评价,筛选出水质最佳的月份,旨在为城乡供水水库蓄滞优质水的时机选择提供依据。结果表明:(1)秦岭南坡大气降雨月平均pH值以及月平均Cd、Zn、Pb浓度均高于北坡,NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)则低于北坡。2008-2017年秦岭南坡大气降雨pH值、Zn浓度呈降低趋势,SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、Ca~(2+)浓度呈增大趋势,NO_3~-、NH_4~+、K~+、Mg~(2+)、Cd、Pd浓度无明显变化趋势。2012-2017年秦岭北坡降雨pH值呈增大趋势,NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Cd、Zn、Pd浓度呈降低趋势,PO_4~(3-)、K~+、Na~+、Mg~(2+)浓度无明显变化趋势。相同年份秦岭北坡降雨pH值均小于南坡,NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cd、Zn、Cd浓度均高于南坡。依据过去变化特征及其影响因素,预估秦岭南坡降雨pH值今后有降低趋势,SO_4~(2-)浓度有升高趋势,秦岭北坡降雨pH值则有升高趋势,NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)浓度有降低趋势。(2)秦岭南坡溪流水pH值秋季较低,NO_3~-、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Cd、Pd浓度春季较高,NH_4~+、K~+、Ca~(2+)、Zn浓度秋季较高,Na~+、Mg~(2+)浓度冬季较高。秦岭北坡溪流水pH值秋季较低,NO_3~-、PO_4~(3-)、Cd、Pd浓度春季较高,Ca~(2+)浓度夏季较高,NH_4~+、K~+、Na~+、Zn浓度秋季较高,SO_4~(2-)、Mg~(2+)浓度冬季较高。秦岭南坡溪流水月平均pH值高于北坡,1-12月秦岭北坡溪流水NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)、Cd、Zn、Pb浓度总体高于南坡。(3)秦岭南坡溪流水pH值以及NO_3~-、K~+、Zn、Pd浓度年际变化呈降低趋势,SO_4~(2-)、PO_4~(3-)、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cd浓度呈增大趋势,NH_4~+浓度无明显变化趋势。依据过去变化特征及其影响因素,预估秦岭南坡溪流水pH值和NO_3~-、K~+、Zn、Pd浓度将有降低趋势,SO_4~(2-)、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cd将有增大趋势。2012-2017年秦岭北坡溪流水pH值以及PO_4~(3-)浓度呈增大趋势,NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Zn、Pd浓度呈降低趋势,K~+、Na~+、Cd无明显变化趋势。(4)除K~+外,秦岭南、北坡在年际和年内森林对降雨pH值总体均有调升作用,森林对降雨中NO_3~-、NH_4~+、SO_4~2、PO_4~(3-)、Cd、Zn、Pd总体有吸附作用,降雨对森林中Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)总体有淋洗作用。2012-2017年秦岭北坡森林对降雨pH值的调升作用小于南坡,对降雨NH_4~+的吸附作用大于南坡,对PO_4~(3-)的吸附作用小于南坡。(5)通过主成分分析法评价溪流水水质得出,在相同年份或月份,秦岭南坡溪流水水质均优于秦岭北坡。秦岭南坡溪流水水质在1月最佳,秦岭北坡溪流水水质在11月最佳。2015-2017年秦岭南坡溪流水水质处于较优水平。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S715
【图文】：

垂直分布,位置,秦岭,林区

秦岭是我国中部横贯东西的山脉，是我国重要的水源涵养区。秦岭冬至伏崛迭山系和昆仑山脉为界，北接白石山及大断裂带，南临汉江与米仓、大巴位于陕西南部和四川北部交界，海拔高度 1500～3700m。秦岭位于亚热带过渡带，降水多、气候湿润，南坡气候类型属于亚热带湿润气候，北部属润气候。年平均气温在 8~12℃之间，年均降雨量 920mm 左右，年蒸发量mm。主要土壤类型为黄棕壤、棕壤和暗棕壤，随海拔垂直分布，土壤平均m 左右。南坡植被以落叶阔叶混交林和针阔叶混交林为主，多属于天然次以暖温带常绿落叶阔叶林和针叶林为主。主要树种有锐齿栎（Quercus teserrata）、油松（Pinus tabuliformis）、华山松（Pinus armandii）、巴山冷gesii）等。2 试验地概况根据研究内容，本研究选择两个试验地，分别位于秦岭南坡和北坡。在选择为位于陕西宁陕县火地塘林区的火地沟流域；在北坡，试验地选择为太白山蒿坪林区的蒿坪流域，其位置如图 2-1 所示。

示意图,流域水系,地沟,示意图

地带树枝状水系小流域的典型特点，将秦岭南坡试验表性。蒿坪林区处于秦岭北麓红河谷与石头河之间林，在气候、森林植被、土壤、地形地貌等方面具有秦故将秦岭北坡试验地选择在该林区的蒿坪流域。政区划隶属陕西省宁陕县，经纬度坐标为 33°25′～33积 22.25km2，海拔高度为 1470～2473m，属温暖带湿林区最大的自然集水区（如图 2-2），近似羽毛状，℃，年降水量在 900～1200mm 之间，平均相对湿度以山地棕壤、暗棕壤和草甸土为主，成土母岩主要为该流域从上世纪 60 年代起开始采伐，1998 年国家禁现有森林是原生植被在采伐后恢复起来的天然次生林树种有锐齿栎（Quercus aliena var. acuteserrata）松（Pinus armandii）、红桦（Betula albo-sinensis）、

【参考文献】