毛竹林地水、土、养分流失的人工降雨实验研究

论文摘要

在中国竹类分布地图上，位于北纬25°～30°之间的长江至南岭地区是中国竹林面积最大，竹子资源最丰富的地区。而浙江省的竹林面积达1176万亩，占全国竹林总面积的16.18％。在湖州市埭溪流域，毛竹林是主要经济林，其种植面积占了农林用地的五分之一左右。如此大的种植面积，其养分流失量及其对附近水体造成的富营养化污染决不可小觑。而且，在埭溪流域即将建成一座总库容9966万m~3的水库——老虎潭水库。因此，研究不同养分含量，及不同的降雨条件下毛竹林地的径流、泥沙、养分流失情况，对制定水库水源地的保护措施，使水库能够可持续发展具有重要意义。本文通过野外人工模拟降雨和实验室分析相结合的试验方法，研究了湖州市埭溪流域典型毛竹林地在不同土壤养分含量、不同降雨条件下，产流产沙的过程特征，氮、磷等营养元素的流失动态特征，以及径流、泥沙、养分的流失量，结果表明：(1)在埭溪流域内现有的山塘水库氮、磷污染严重，尤其是总磷含量基本上属于Ⅴ类水。(2)在径流泥沙中的氮、磷含量要高于土壤本底值。(3)在径流产生15分钟后，径流泥沙含量总的变化趋势是先大后小，变化范围在0.04％～1.18％，最后达到稳定；雨强越大，含沙量的稳定点绝对值也越大，但人为扰动程度基本不影响含沙量的稳定点，在1.0mm／min雨强下，三种不同程度人为扰动程度下的泥沙含量最终都稳定于0.2％，在0.6mm／min雨强下，最终都稳定于0.05％；径流量会随着降雨时间而增加，在中度扰动和高度扰动下，径流历时1小时，雨强为1.0mm／min时，径流量变化范围在0.05mm到0.56mm之间，雨强为0.5mm／min～0.6mm／min时径流量变化范围在0.03mm～0.13mm之间；在0.5mm／min，0.6mm／min和1.0mm／min的雨强之下，三种扰动程度下一次降雨产流1小时内每个连续五分钟内的侵蚀量均不超过0.07t／ha，最低为0.00025t／ha；在中度扰动和高度扰动下，雨前土壤含水量高的土壤侵蚀量大，含水量低的土壤侵蚀量小。(4)径流铵氮、径流总磷、径流有机物、径流泥沙携带有效磷的流失量均随雨强增大而增大；土壤有效磷含量越高，雨强对有效磷流失量的影响越小，有效磷含量越低，雨强对有效磷流失量的影响越大。(5)径流水中的铵态氮浓度均随降雨时间的延长而减小，但达到稳定点的时间因土壤氮素含量的不同而不同；雨强对达到稳定时的浓度值基本上没有影响。(6)在相同的雨强下，铵态氮流失量与土壤碱解氮含量成显著正相关关系，R~2=0.9554。(7)土壤全磷、土壤有效磷分别与径流水中总磷浓度显著相关，R~2分别达到0.9982和0.9435。(8)有机物主要是与泥沙结合的形态流失的，有机物的流失量与泥沙流失量密切相关。同时，根据人工模拟降雨以及美国水土保持局提出的降雨径流关系方法(SCS)，初步建立了适用于老虎潭流域毛竹林地径流量预测模型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 概述
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 点源污染与面源污染的界定与分类
• 1.1.3 面源污染理论相关模型的研究进展
• 1.2 国内面源污染的现状及研究进展
• 1.2.1 国内面源污染现状
• 1.2.2 面源污染的主要研究内容
• 1.2.3 面源污染的防治措施
• 1.3 研究背景与意义
• 1.4 研究内容
• 1.5 研究目标
• 第二章 研究区概况
• 2.1 流域概况
• 2.2 气象
• 2.3 地形地貌
• 2.4 土壤、植被
• 2.5 水土保持
• 2.6 污染现状
• 2.7 社会环境
• 2.7.1 社会经济
• 2.7.2 土地利用
• 2.7.3 污染源
• 第三章 试验设计与研究方法
• 3.1 野外人工降雨试验设计与方法
• 3.2 样品的处理
• 3.3 养分含量检测方法
• 3.3.1 径流养分含量的测定
• 3.3.2 土样和径流泥沙养分含量的测定
• 3.4 试验小区表层土壤基本理化性质
• 第四章 毛竹林地降雨条件下坡地产流产沙过程特征研究
• 4.1 径流量及其动态变化规律
• 4.2 径流含沙量及其动态变化规律
• 4.3 土壤侵蚀量及其动态变化规律
• 4.4 结论
• 第五章 毛竹林降雨径流中氮素的动态迁移特征研究
• 5.1 径流铵态氮流失量及其动态变化规律
• 5.2 径流硝态氮流失量及其动态变化规律
• 5.3 结论
• Mn的动态迁移特征研究'>第六章 毛竹林降雨径流中磷素、COD_Mn的动态迁移特征研究
• 6.1 径流总磷流失量及其动态变化规律
• 6.2 径流可溶态磷流失量特征
• 6.3 径流磷素与表层土壤磷含量的相关性
• Mn的特征'>6.4 径流有机污染(COD_Mn的特征
• 6.5 结论
• 第七章 径流量预测模型
• 7.1 SCS法原理
• 7.2 CN值的率定
• 7.3 Ia与 S比值的率定
• 7.4 模型的确立
• 7.5 模型的验证
• 结论
• （一） 本研究的主要结论
• （二） 本研究的主要不足之处
• 参考文献
• 致谢