三峽庫區(qū)蘭陵溪小流域養(yǎng)分的分布、遷移與控制研究.pdf

1、三峽庫區(qū)的水土流失和水體富營(yíng)養(yǎng)化是水庫安全的巨大威脅。對(duì)三峽庫區(qū)小流域養(yǎng)分循環(huán)過程的研究，有利于了解三峽庫區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化的原因，探索森林植被恢復(fù)對(duì)養(yǎng)分流失的控制機(jī)制、過程和作用。本文選取蘭陵溪小流域?yàn)檠芯繉?duì)象，收集有關(guān)歷史資料，結(jié)合大量實(shí)地調(diào)查和取樣，全面分析了小流域的降雨特征及土壤性質(zhì)的時(shí)空分布，通過對(duì)小區(qū)尺度、坡面尺度和小流域尺度養(yǎng)分運(yùn)移過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)比不同尺度下養(yǎng)分運(yùn)移特征及影響因子，對(duì)小流域養(yǎng)分流失的發(fā)生過程和控制策略進(jìn)行了

2、研究和探討。
　　該小流域地處庫區(qū)干流，為國(guó)家退耕還林示范區(qū)，2000年退耕還林以來，500 m以上全部分布為林地，500 m以下主要為茶園、板栗和柑橘，農(nóng)田只占流域面積的2.91％。居民主要集中在海拔300 m左右的盤山公路附近。本小流域人為干擾嚴(yán)重，在三峽庫區(qū)具有典型的代表性。
　　人類活動(dòng)的長(zhǎng)期干擾會(huì)對(duì)土壤的理化性質(zhì)的時(shí)空分布產(chǎn)生重要影響。土壤含水量（SWC）和有效磷（AP）的空間分布受人為干擾較少，空間自相關(guān)性較強(qiáng)；

3、全磷（TP）和PH成中度的空間自相關(guān)，其空間分布在受到結(jié)構(gòu)性因素影響和隨機(jī)因素的綜合影響；土壤銨態(tài)氮（NH4+-N）、硝態(tài)氮（NO3--N）和總氮（TN）的空間自相關(guān)性非常弱，其空間分布受到了非常強(qiáng)烈的人為干擾。土壤PH、AP和TP隨土壤沙粒含量的升高而增加，而土壤NH4+-N、NO3--N和TN則是隨著土壤沙粒含量的升高而降低。土壤 PH、AP和TP含量的分布受土壤沙粒含量影響較大，而各種型態(tài)N的敏感性則相對(duì)較小。
　　地形和土

4、地利用分布格局是小流域的養(yǎng)分分布與運(yùn)移的主要控制因素。流域土壤的滲透性與地形關(guān)系密切，在0-5和5-10 cm層，土壤的初滲速率隨著坡度的增加先增加后降低，坡度在20~25°時(shí)為最高值，達(dá)到10.78mm/min和6.07 mm/min。土壤的初滲速率和穩(wěn)滲速率都隨著坡位的降低而減慢。土壤滲透速率與土壤非毛管孔隙度成極顯著的正相關(guān)關(guān)系，與土壤毛管孔隙度和總孔隙度成顯著正相關(guān)關(guān)系；各土地利用類型土壤NH4+-N、NO3--N和TN的含量都

5、隨土層的加深而降低。而AP和TP的垂直分布規(guī)律則與坡位有關(guān)，處于上坡土壤的AP和TP含量隨著土層的加深而增加，中坡土壤的AP和TP含量隨土層的增加是先降低后增加，而中下坡土壤的AP和TP含量則是隨土層的增加而降低；地形（坡長(zhǎng)與坡度）、土地利用類型和用地類型的分布格局都對(duì)坡面土壤養(yǎng)分的遷移產(chǎn)生了重要影響，在用地類型單一的茶園坡面，土壤PH、AP和TP都是隨坡位的降低而減少，土壤NH4+-N、NO3--N和TN隨坡位的降低而增加，而在土地利

6、用復(fù)雜的坡面，土壤PH、AP和TP都是隨坡位的降低而在整體上也有減少趨勢(shì)，但會(huì)在中坡附近出現(xiàn)了峰值，居民區(qū)是磷素的重要“源”景觀，而林地對(duì)磷表現(xiàn)出較強(qiáng)的攔截吸附能力。土壤N素在下坡位具有顯著的累積效應(yīng)。
　　退耕還林之后各土地利用類型的泥沙流失量只有農(nóng)田的5-20%，小流域2009年泥沙流失量為279.4 m3。本流域養(yǎng)分流失以N素為主，其中硝態(tài)氮占總氮的40-60%。各養(yǎng)分流失負(fù)荷主要受少數(shù)幾個(gè)因子控制，正磷酸鹽和總磷的流失負(fù)荷

7、主要受灌草蓋度和植被總蓋度的影響。硝態(tài)氮和總氮的流失負(fù)荷都隨喬木層蓋度的增加而減少。
　　作為養(yǎng)分的載體，小流域內(nèi)水的時(shí)空特征對(duì)養(yǎng)分運(yùn)移具有明顯調(diào)控作用。只有當(dāng)日降雨量達(dá)到4.4-10 mm時(shí)，各土地利用類型才會(huì)有地表徑流產(chǎn)生。土壤前期含水量高會(huì)使地表徑流較早形成峰值，加快養(yǎng)分的流失。高強(qiáng)度降雨是磷素流失的主要降雨類型，主要是以顆粒態(tài)隨地表徑流流失。氮素更容易隨地下水流失。正磷酸鹽、總磷、銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮和總氮的流失負(fù)荷均

8、與徑流量正極顯著的線性關(guān)系。流域全年總氮和總磷的輸出負(fù)荷分別為1498.19 kg/a和41.67 kg/a，總氮的流失量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于總磷。
　　基于三峽庫區(qū)退耕還林小流域養(yǎng)分空間分布和運(yùn)移的基本規(guī)律，初步提出了“三帶——網(wǎng)狀”模式以有效控制三峽庫區(qū)養(yǎng)分流失。同時(shí)認(rèn)為，鑒于試驗(yàn)地區(qū)是國(guó)家和地方的新農(nóng)村建設(shè)示范基地，采取“參與式”的生態(tài)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)策略具有良好的基礎(chǔ)，也十分重要。通過“參與式”培訓(xùn)和教育，提高民眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，在發(fā)