喀斯特典型流域河岸带土壤氮释放规律研究

来源 :贵州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhuanzhiboke
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喀斯特地区由于其环境独特,生态脆弱,环境异质性大,一直是科学研究的热点,为了解喀斯特地区河岸带特征,本研究以涟江流域为研究对象,采用路线考察法对涟江流域河岸带特征(土地利用方式、地貌类型、河岸带基质、人类活动强度等)进行调查,利用统计分析对涟江流域河岸带进行分类。河岸带分类以土地利用方式作为1级分类标准,地貌类型作为2级标准,河岸带基质作为3级分类标准。根据河岸带分类结果,选择代表性河岸带样点进行野外模拟冲刷,收集产生的地表径流,记录径流量,室内测定径流中总氮、铵态氮、硝态氮浓度,与原冲刷用水中总氮、铵态氮、硝态氮浓度比较,得出地表径流中总氮、铵态氮、硝态氮浓度增加或减少量,计算流失量,并分析影响因子,揭示涟江流域河岸带土壤氮释放规律,对河岸带结构的优化提供理论依据。  本研究主要内容包括:⑴涟江流域河岸带类型丰富,包含四种土地利用方式(农业用地、草地、林地、建设用地),主要地貌类型为丘陵、宽谷盆地、山地;河岸带基质有石质和土质,其中土质有沙壤土、壤土、沙土类型;人类活动强度由于土地利用方式不同而不同,最大强度为建设用地,强度达到100%,最小为林地,甚至无人类干扰。具有单一特征的河岸带较少,普遍存在四种土地利用方式(农业用地、草地、林地、建设用地)、石质、土质类型的组合。⑵不同土地利用方式类型河岸带中,农业用地类型最多,为总调查样点类型的33%,林地次之,占24%,建设用地和草地分别占22%、21%。农业用地类型河岸带中,丘陵地貌类型最多,占总类型比例为46%,山地、宽谷盆地一样,分别占总类型比例的27%,河岸带基质类型中,沙壤土类型最多,占41%,壤土占31%,沙土占28%;草地类型河岸中,丘陵地貌类型占总体草地类型河岸带的45%,宽谷盆地类型地貌占33%,山地峡谷地貌占22%,主要河岸带基质类型为沙土,占总体草地类型河岸带的40%,其次为壤土,占36%,然后是沙壤土,占16%,石质基质占8%;林地类型河岸带中山地峡谷地貌类型居多,占总体类型比例的50%,丘陵占45%,宽谷盆地类型占5%,河岸带基质壤土占48%,石质类型占33%,沙壤土和砂土分别占11%、8%;建设用地类型河岸带丘陵地貌分布较多,占总建设用地类型河岸带的比例为55%,宽谷盆地与山地峡谷分别占据总建设用地类型比例为25%、20%,在建设用地类型河岸带中,石质基质类型和壤土基质类型较多,都占31%,沙壤土和沙土较少,分别21%、17%。发现涟江流域地形至上而下为V型沟谷、V型河谷、U型河谷、V型河谷。⑶不同类型河岸带土壤水分入渗能力受人类活动强度影响最大,当人类活动强度影响较大时,其他影响因素对土壤水分入渗影响力减弱,人类活动成为主要影响因子。同等干扰条件下,土壤自然含水量、植被类型、土壤质地等因素对土壤水分入渗均具有不同程度影响。同一类型河岸带中,乔木林地土壤比灌丛林地土壤具有更好的渗透性。河岸带土壤冲刷后累积入渗量与土壤自然含水率、土壤pH、坡度呈负相关,与植被覆盖度、人类活动强度和土壤有机质含量呈正相关关系,但都不存在显著性,在不同类型河岸带累积入渗量方差分析中,得出不同河岸带类型累积入渗量差异性显著(P=0.04),平均水分累积入渗量为建设用地类型河岸带>林地类型河岸带>农业用地类型河岸带>草地类型河岸带。⑷不同类型河岸带总氮、铵态氮、硝态氮流失量均随冲刷次数增多逐渐减少,首次冲刷地表径流中氮素(总氮、铵态氮、硝态氮)浓度最大,然后慢慢降低。土壤总氮流失量与冲刷水体总氮、铵态氮、硝态氮含量和土壤有机质含量、植被覆盖度存在负相关关系,与坡度和土壤pH存在正相关关系;土壤铵态氮流失量与冲刷用水总氮、铵态氮、硝态氮含量和土壤铵态氮含量、坡度呈正相关关系,其中与河岸带土壤铵态氮含量存在极显著相关性,相关系数为0.61**,与土壤pH、土壤有机质、植被覆盖度存在负相关关系,其中,与植被覆盖度显著负相关,相关系数为-0.51*;土壤硝态氮流失量与冲刷水体总氮、铵态氮、硝态氮含量存在负相关关系,与土壤总氮、铵态氮、硝态氮含量和土壤有机质含量、植被覆盖度和坡度存在正相关关系。河岸带土壤氮流失量与河岸带类型差异不显著。氮释放影响因子主成分分析表明,坡度、人类活动强度、土壤氮素含量、冲刷水体氮素含量以及植被覆盖度对其影响最为大。⑸对比不同类型河岸带土壤总氮、铵态氮、硝态氮释放量,发现土壤氮流失过程中硝态氮流失量大于铵态氮。
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