三峡库区典型农业小流域土壤侵蚀与养分流失对景观格局的响应

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a57556836
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
三峡库区作为长江上游生态屏障的最后一道关口,在全国生态空间格局中具有重要的战略地位,因此,研究三峡库区由水土流失所带来的土壤侵蚀和面源污染问题,探索有效的水土保持措施和管理机制,对治理库区水土流失、确保库区生态文明发展具有重要意义。本文以三峡库区典型小流域石盘丘小流域中,传统耕作模式下的集水区(CT)与配置有水土保持措施的农林复合型集水区(FH)作为研究区域,以土壤侵蚀模数描述流域内土壤侵蚀状况,以次降雨过程中径流氮、磷元素的负荷描述流域内水环境状况,并基于流域的景观数量特征和景观格局特征两方面,以景观格局理论为基础,探讨其在小流域尺度上对土壤侵蚀模数以及面源污染的影响,从而明确小流域水土流失现状及驱动因子,为小流域优化景观格局、防治水土流失提供科学依据。主要研究结果如下:(1)对石盘丘小流域景观格局的研究表明,CT集水区“源”“汇”景观面积比达7:3,以“源”景观为主,而FH集水区“源”“汇”景观面积比约4:5,且布局均衡;在景观数量随坡度的分布中,CT分布在5°以下的景观数量达到了FH的2倍,而FH在25°以上的景观数量是CT的6倍,在景观数量随相对高程的分布中,FH在相对高程50m以上的景观数量达到CT的6倍,FH集水区占据了流域内大部分高陡坡区域;研究区景观指数特征方面,景观水平指数下,CT集水区与FH集水区的差异性主要体现在斑块密度(PD)、边缘密度(ED)和形状指数(LSI)中,而蔓延度指数(CONTAG)和香农多样性指数(SHDI)的差异不显著;类型水平指数下,CT集水区在“源”景观中的PD小于FH集水区,而ED大于FH集水区,CT集水区在“汇”景观中的PD大于FH集水区,而ED小于FH集水区。(2)通过RUSLE模型对石盘丘小流域土壤侵蚀模数的计算,CT与FH集水区均表现出以微度侵蚀为基质的侵蚀格局,两集水区的侵蚀模数分别为66.66t·km-2·a-1和65.54t·km-2·a-1,无显著性差异,但CT集水区中存在侵蚀模数达5530.02t·km-2·a-1的强烈侵蚀区域;旱地、果园是“源”景观中侵蚀模数较高的景观类型,其他林地、其他草地是“汇”景观中土壤侵蚀模数较高的景观类型。(3)对研究区2021年8月4场侵蚀性次降雨径流中各形态氮的分析结果表明,CT集水区径流中TN、DN、NN和AN的平均EMC分别为3.93mg·L-1、2.32 mg·L-1、1.26 mg·L-1和0.13 mg·L-1,平均输出负荷分别为104.30g、80.34g、41.37g和5.76g;FH集水区径流中TN、DN、NN和AN的平均EMC分别为1.96mg·L-1、1.57 mg·L-1、0.79 mg·L-1和0.10 mg·L-1,平均输出负荷分别为61.87g、50.02g、30.86g和3.31g,NN是两个集水区径流中溶解态氮的主要流失形式。对研究区2021年8月4场侵蚀性次降雨径流中各形态磷的分析结果表明,CT集水区径流中TP、TDP和DIP的平均EMC分别为0.68mg·L-1、0.43mg·L-1和0.11mg·L-1,平均输出负荷分别为32.86g、17.10g和4.76g;FH集水区径流中TP、TDP和DIP的平均EMC分别为0.53mg·L-1、0.36mg·L-1和0.11mg·L-1,平均输出负荷分别为15.29g、8.60g和3.20g,DIP是溶解态磷的重要流失形态;2021年8月,CT集水区TN、DN、NN和AN的月流失量分别为6.13kg·m-1、3.62 kg·m-1、1.97 kg·m-1和0.20 kg·m-1,而相比于CT集水区,FH集水区对各形态氮的减少比例分别达到59.22%、47.75%、48.73%和35.00%;CT集水区TP、TDP、DIP的月流失量分别为1.06kg·m-1、0.67 kg·m-1和0.17 kg·m-1,FH集水区对各形态磷的减少比例分别达到35.85%、31.34%和17.65%,两个集水区总氮、总磷的浓度均超过国家Ⅴ类水标准,但FH集水区极大减少了径流中各形态氮、磷的输出负荷,对面源污染起到了积极的防控作用。(4)研究区景观格局与侵蚀模数的相关性分析表明,PD、ED、LSI与两个集水区的土壤侵蚀均呈显著正相关,“源”“汇”面积的百分比对土壤侵蚀模数同样存在显著影响;在侵蚀模数与景观格局指数的多因子回归分析中,复相关系数均大于0.8,说明各因子的综合作用对土壤侵蚀高度相关;研究区景观格局与径流氮、磷养分浓度的冗余分析中,并列与散布指数(IJI)、形状指数(LSI)对CT中径流养分浓度的解释率最高,而坑塘水面、果园和旱地对CT集水区的径流养分浓度的贡献率最高;在FH集水区中,对径流养分解释率较高的景观指数分别是LSI和PD,而对径流养分贡献率较高的景观则分别是梯田和林地。(5)石盘丘小流域水土流失风险较高,旱地、果园是分布最广泛的高风险景观类型,其他林地、其他草地则是对流域水土流失起到缓冲作用的主要景观。“源”景观向“汇”景观的转化、避免集中连片开发、高陡坡水土保持措施的布设以及出水口缓冲区的建立是调整流域景观格局的主要方式。
其他文献
为了缓解人畜争粮矛盾并在禁抗替抗背景中保证育肥猪的生长性能和健康,本研究旨在探索适宜的多菌复合固态发酵体系,并研究不同粗纤维(Crude fiber,CF)水平的多菌固态发酵日粮对育肥猪生长性能、营养物质消化、血液生化指标、粪便微生物区系和短链脂肪酸含量的影响。试验一:发酵试验。本试验将通过测定菌株的纤维素降解能力,筛选得到4种发酵菌株,再进行混合比例和发酵条件的优化,获得最适复合发酵体系。实验结
学位
豆粕作为一种常规蛋白质饲料原料,随着畜牧业的不断发展逐渐面临供应不足、转化效率不高等问题。而菜籽粕产量大、营养价值高被用作豆粕的替代原料,在畜牧领域中受到重视。豆粕和菜籽粕中存在多种抗营养因子导致饲喂效果不佳,使得微生物发酵逐步成为改善饲料品质的新聚焦点。目前豆粕、发酵豆粕、菜籽粕、发酵菜籽粕等不同蛋白质来源日粮在家禽和单胃动物方向已有研究,效果显著,然而在反刍家畜领域的研究仍有待发掘。本试验研究
学位
<正>(一)课题背景及方向解析262责任课堂是以学生学习主体责任认知与实践为核心的崭新的课堂模式,研究意在探究从教育责任到责任教育转变的一种有效课堂实施路径。突破原有的课堂及学生学习以兴趣激发为课堂动力点的认知思维,提出责任课堂大课堂的概念认知。最为重要的是262责任课堂教学模式研究的开展将带动全体教师积极参与有效校本课题教研,避免教学的随意性,以责任目标与责任评价为提高课堂教学效益核心支点。
会议
喀斯特槽谷区是我国西南喀斯特分布面积最广的地貌类型之一,特殊的岩溶地质环境和长期不合理的人类活动导致其脆弱的生态系统遭到了严重的破坏,许多地方形成了石漠化的自然景观。以生态经济型物种为主的植物措施(如地埂篱)能较好地平衡喀斯特地区生态与经济的矛盾,量化喀斯特槽谷区草篱根系对表土抗侵蚀性能的增强效应,阐明根系影响坡面径流土壤分离过程的机制,可为该地区水土流失治理中植物措施的科学应用提供参考。鉴于此,
学位
湿地是水陆交错的特殊地带,具有不可替代的综合功能,却是人类重视最晚、受到破坏最严重的一类资源。近年来,湿地的特殊性和重要性受到越来越多的关注,湿地保护与恢复成为湿地的热点研究领域。通惠河为长江一级支流綦河的重要源头,是国家级湿地公园,通惠河湿地公园承担着保障綦江区饮用水安全和三峡库区水环境安全的重要责任,维持通惠河湿地生态系统的健康稳定具有特别重要的战略意义。湿地植被与土壤环境是湿地系统中最基本、
学位
紫色土具有风化快、土层浅、孔隙率高、质地疏松、渗透性强等特点,导致降雨容易入渗至母岩与土壤的分界面。水分到达岩层后入渗受阻,在界面上侧向流动,形成紫色土壤中流。壤中流在紫色土旱坡地径流中占比较大。过量的养分(如氮、磷)通过径流、泥沙输送等方式释放到水体中,易造成农业面源污染。土壤中施用生物质炭有利于改善土壤保水性和元素吸附能力,提高土壤肥力。因此,研究如何利用生物质炭,将更多的水分保留在紫色土耕作
学位
随着人们对生态环境保护、环境污染治理观念的进一步加强,植物修复重金属污染土壤已成为不可避免的趋势,植物在修复重金属的同时也受到重金属的胁迫,而组学作为植物响应重金属胁迫机理研究的重要方法之一,在合理运用下可揭示汞的解毒机制。刺槐是我国治理环境污染的树种之一,种植范围分布广泛。近年研究发现:刺槐有较强的重金属(Pb、Cd、Zn、Hg等)富集能力,可以用于土壤重金属污染修复。研究表明,铁元素对于植物修
学位
紫色土坡耕地是我国西南地区重要的耕地资源,同时也是三峡库区水土流失的主要策源地。在气候、地形等自然因素与人为不合理耕作管理等因素的共同影响下,紫色土坡耕地侵蚀剧烈,严重的土壤侵蚀导致坡耕地耕层愈加浅薄、养分愈加贫瘠,造成了耕层土壤质量退化和土地生产力下降等严重问题,对紫色土坡耕地的农业生产、生态安全构成了巨大威胁。采用合理的管理措施是提升坡耕地土地生产力、保证粮食安全的重要途径。当前,生物炭被广泛
学位
多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida,P.multocida,Pm)是一种能感染多种动物和人的革兰阴性条件致病菌,根据荚膜抗原的不同可将其分为A、B、D、E、F五种荚膜血清型,其中A型多杀性巴氏杆菌是引起牛呼吸系统疾病综合征(BRDC)的病原之一,可以导致牛肺部感染即多杀性巴氏杆菌肺炎,给我国养殖业造成了严重的经济损失。在多杀性巴氏杆菌导致牛肺部损伤的病理过程中,宿主细胞发生
学位
中华鳖出血病是引起中华鳖高死亡率的一种典型病症,临床症状主要包括口鼻出血,腹部充血浮肿,解剖后可以看到腹腔内伴有血性腹水,粘液增多,肝、脾、肾等内脏组织有明显的出血,且内脏存在轻微糜烂。通过病样采集,分析病原致病情况,构建疾病感染模型,并尝试利用中草药开展疾病的防控研究,对中华鳖产业绿色发展具有重要意义。本论文对来自杭州临平和湖州南浔的两例出血病症状的中华鳖(分别以LP和NX代表)开展了病原的分离
学位