水庫周邊保護林凋落物對地表徑流和氮磷養(yǎng)分流失的影響.pdf

1、我國南方地區(qū)水庫水質(zhì)氮磷濃度偏高，是一個非常普遍的問題。位于浙江曹娥江流域的湯浦水庫，水質(zhì)總體優(yōu)良，但營養(yǎng)物濃度偏高，尤其是總氮濃度遠超國家水質(zhì)標準。有學者認為湯浦水庫的富營養(yǎng)化問題與水庫周邊林地積累的大量凋落物分解釋放的營養(yǎng)物質(zhì)有關。林地對于水土保持的積極作用已經(jīng)為大量的研究結果所證實;而保護林的凋落物分解對水庫水質(zhì)的影響問題則尚不清楚，特別是在凋落物的累積量很大時，為了保護水質(zhì)是否需要進行保護林下凋落物的清理，是一個水庫水質(zhì)管理實踐

2、中需要回答的實際問題。
　　本研究在湯浦水庫周邊選擇典型林地進行了不同凋落物覆蓋量的對比試驗，主要目的就是為了搞清楚湯浦水庫周邊林地大量凋落物對地表徑流、土壤侵蝕TN、TP流失以及自身分解釋放的氮、磷等物質(zhì)等對水庫水質(zhì)的綜合影響。試驗設置了無凋落物覆蓋，自然狀態(tài)下30％凋落物覆蓋，自然狀態(tài)下60％凋落物覆蓋，自然狀態(tài)下凋落物覆蓋（即100％凋落物覆蓋處理）和自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋等5個徑流小區(qū)，監(jiān)測小區(qū)內(nèi)的地表徑流和土壤侵蝕

3、、以及總氮總磷等營養(yǎng)物質(zhì)的流失量，每個處理均設一個重復;同時在小區(qū)附近設置了凋落物分解監(jiān)測點。試驗時間從2014年7月至2015年6月，通過對實驗結果的分析得出以下主要研究結果:
　　1.不同凋落物的覆蓋度處理對小區(qū)徑流量有著明顯的影響，小區(qū)徑流量隨著凋落物的增加雨呈現(xiàn)下降的趨勢。從無凋落物覆蓋的小區(qū)到自然狀態(tài)下150％枯落物覆蓋的小區(qū)總徑流量依次為1023.64±290.48，917.66±304.49，825.85±357.5

4、1，709.17±304.11，535.99±286.85L，折合成單位面積為1.28×103，1.15×103，1.03×103，8.86×102，6.70×102m3·ha-1·a-1，無凋落物覆蓋的小區(qū)產(chǎn)生的徑流量最大，而凋落物覆蓋量越大徑流量越小，徑流量(L)與凋落物覆蓋量(g）的統(tǒng)計線性關系為:y=-320.1x+1020，R2=0.998，P＜0.01）。
　　2.林地小區(qū)徑流中TN、TP流失總量數(shù)據(jù)分析表明，不同凋落

5、物覆蓋度對林地小區(qū)徑流TN、TP流失總量隨著凋落物覆蓋度的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢;徑流TN流失量最大的是無凋落物覆蓋的小區(qū)，達到了1627.76mg，折合成單位面積為2.03kg·ha-1·a-1。而徑流TN流失量最小的為自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，為1216.70mg，折合成單位面積為1.52kg· ha-1·a-1;林地小區(qū)徑流TP流失量最大的是自然狀態(tài)下30％凋落物覆蓋的小區(qū)，達到了229.45mg，折合成單位面積為0.29

6、kg· ha-1·a-1，而徑流TP流失量最小的為自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，為166.16mg，折合成單位面積為0.21kg·ha-1·a-1。林地小區(qū)徑流中TN、TP流失量(mg)與凋落物覆蓋量（g)的統(tǒng)計關系分別為y(氯)=1669e-0.18x，（R2=0.835,0.01＜P＜0.05）和y磷=-9.815x2-22.28x+216.1,R2=0.711,0.01＜P＜0.05)。
　　3.對土壤侵蝕的監(jiān)測表明，

7、林地土壤侵蝕量隨著凋落物的增加而呈現(xiàn)明顯下降，林地表面有無凋落物對林地土壤侵蝕量有非常明顯的影響，而隨著凋落物的增加，這種影響也明顯加強，但影響作用的增強速率卻呈明顯下降。每小區(qū)土壤侵蝕量(g)與凋落物覆蓋量(g)的分段統(tǒng)計關系為y(0％＜x＜30％)=-805.1x+390.5，y(30％＜x＜150)=-44.43x+166.83。無凋落物覆蓋的小區(qū)土壤侵蝕量最大，達到了390.5±155.42g，土壤模數(shù)為488±194 kg·h

8、-1·a-1。而最小為自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，僅為100.65±14.35g，折合成單位面積是126±18kg· ha-1·a-1。林地小區(qū)因土壤侵蝕模數(shù)而造成的營養(yǎng)物流失量也隨著枯落物的增加而明顯的下降。因土壤侵蝕模數(shù)而造成的TN流失量從無凋落物覆蓋的小區(qū)到自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)依次為:124.96，35.75，34.22，25.97，22.14mg，折合成單位面積分別為0.156，0.045，0.043，0.

9、032，0.028kg· ha-1·a-1;TP流失量依次為:163.42，44.64，28.82，45.54，22.50mg,折合成單位面積分別為0.204，0.056，0.036，0.057，0.028kg·ha-1·a-1。試驗結果說明凋落物的存在可以有效的防止了因降雨過程而造成的土壤侵蝕和土壤養(yǎng)分流失，且這種作用會隨著凋落物的增加而變得越來越強。
　　4.對林地小區(qū)凋落物分解的監(jiān)測表明，凋落物從2014年7月最初放置時的1

10、0g至2015年6月分解為5.75g,分解率為42.5％。隨著凋落物的增加，因分解而釋放的氮、磷總量也相應著增加。從無凋落物覆蓋的小區(qū)到自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，凋落物分解釋放TN量分別為:0，2558，5116，8527，12790mg，折合成單位面積為0，3.2，6.4，10.66，16kg·ha-1·a-1;TP量分別為:0g，77，154，256，384mg，折合成單位面積為0，0.096，0.192，0.32，0.4

11、8kg·ha-1·a-1。通過OLSON模型對凋落物分解進行模擬的結果表明，湯浦水庫周邊林地凋落物半分解時間為1.253年，分解95％所需時間為5.417年。根據(jù)凋落物每季度的分解量和年分解總量，可計算出各個季節(jié)的分解量的占比，春夏秋冬四季凋落物分解量的占比分別為:31.8％，37.2％，19.5％，11.5％。林地枯落物分解速率春夏季明顯高于秋冬季，分解速率從高到低依次為夏季，春季，秋季，冬季。
　　5.綜上所述，雖然隨著凋落物

12、覆蓋量的增加的確會造成分解釋放的營養(yǎng)物質(zhì)氮、磷增多，然而地表徑流和土壤侵蝕流失的氮、磷總量卻在顯著的減少。所以試驗結果可以初步說明隨著凋落物的增加，不會加重水庫富營養(yǎng)化。主要原因可能包括幾個方面，首先是凋落物的增加造成了小區(qū)徑流量的減少，從而減少了由徑流所引起的營養(yǎng)物流失;其次，由于凋落物分解的一部分營養(yǎng)物被土壤吸收，從而減少了營養(yǎng)物的流失;第三由于表面凋落物的覆蓋，減少了雨水和土壤的直接接觸，從而減少了土壤侵蝕量。小區(qū)TN、TP總流失

13、量(mg)與凋落物覆蓋量（g)的統(tǒng)計關系為y(氯)=1755.e-0.21x，R2=0.895，0.01＜P＜0.05）;y磷=327.2e-0.41x，R2=0.868，0.01＜P＜0.05）。TN總流失量最大的為無凋落物覆蓋的小區(qū)，達到了1752.72mg，折合成單位面積為2.19kg·ha-1·a-1，而自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)TN總流失量最小，1238.84mg，折合成單位面積為1.55kg·ha-1·a-1。TP總