滇池流域不同土地属性暴雨径流氮素流失潜力及流失特征研究

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面源氮素流失是促进滇池水体富营养化的重要原因之一,而土地属性往往对氮素的流失产生重要影响。因而,对滇池流域面源氮素进行源解析,阐明不同土地属性氮素的流失量及流失特征并据此进行分类控制是有效控制水体富营养化的基础。  为了解大棚、林地、坡地、台地和坝平地五种土地属性下氮素流失特征,本研究在柴河小流域选取了相对应的5种土地属性样地作为实际暴雨径流监测实验区,于2012年6-9月总共进行了3次暴雨监测;其样地的土样进行氮素静态溶出实验。同时,选取流域内5类典型土壤共计109样点进行土壤样品的采集并进行氮素含量的本底实验,选取其中25个典型土壤进行氮素静态溶出实验。对土样研究了0~20cm表层土壤全氮;对静态实验水样、径流水样均研究了其TN、TDN、TPN、NO3--N、NH4+-N。主要结果如下:  (1)柴河小流域暴雨径流监测实验显示:在相同的土地属性下,3场降雨TN的输出浓度大小顺序均为:6月>7月>8月,其范围在2.54~19.81mg/L;3场降雨中不同土地属性TN输出浓度均为:大棚>坡地>台地>坝平地>林地;静态试验水样TN的浓度变化范围在1.88~8.28mg/L之间。径流TN浓度、静态试验水样TN浓度、土壤全氮含量三者间的相关系数均在0.768(P<0.01)之上,三者之间呈显著想正相关。  (2)滇池流域土壤全氮测试结果显示:滇池流域土壤全氮含量在0.4~4.18g/kg之间,平均值为1.69g/kg;其5种典型土壤类型的全氮含量水平排序为:大棚(2.31g/kg)>坝平地(2.06g/kg)>坡地(1.53g/kg)>台地(1.45g/kg)>林地(1.12g/kg)。  (3)滇池流域静态实验结果显示:各土地属性的TN溶出浓度分布在1.11 mg/L~21.47mg/L之间,大棚TN的溶出浓度普遍高于其他几种土地属性;其中大于10mg/L的样点占12%,5~10mg/L的占24%,2~5mg/L占56%,小于2mg/L占8%;可见,TN的溶出浓度主要在2~5mg/L之间。  (4)沉降实验显示:随着沉降时间的增加,5种土地利用类型的径流中氮素的浓度都呈下降趋势;不同土地属性、不同降雨场次、同种土地属性不同样地之间径流氮素浓度随沉降时间的下降速率不同。  (5)同一样点的静态实验显示,TN、NH4+-N、TPN均变现为随着沉降时间的增加其浓度降低,且三者之间呈显著相关;5种土地属性的TPN在静态溶出实验水样TN中所占的比重均较大;从去除率来看,经48小时沉降后,粘土为45%左右,壤土为83%左右,粘壤土、粉粘土为77%左右;由此可见,雨水沉降池能有效降低农业面源氮素随暴雨径流注入河道,最终遏制滇池的富营养化。
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