论文部分内容阅读
针对清水河上游水土流失造成的生态恶化问题，以及融雪期和汛期面源污染物流失对河道水质的影响，结合地形坡度、植被覆盖和降雨量等自然条件，研究流域山区水土流失与坡面养分、植被覆盖的响应特征。本文采用资料调研与实地调查相结合、径流小区观测与室内分析相结合的方法，分析了流域水土流失现状，研究了山区自然坡面土壤养分的时空分布特征;明确了坡面土壤养分含量与断面水体各养分的相关关系;探明了不同植被条件下坡而侵蚀的产流量、产沙量及养分流失特征，探讨了山区坡面植被恢复治理与重建方案。主要研究结论如下: (1)在水文年内，坡面土壤养分含量随季节变化趋势不同。土壤有效磷(SAP)和土壤碱解氮(SAN)含量随季节变化幅度较大，且均在晚秋初冬季节出现最大值，土壤有机质(SOM)随季节变化较小，SOM和SAN含量均随海拔的降低而减小。坡面不同坡位以上、中坡位SAN含量较低，土壤侵蚀较严重，上、中坡位是水土保持的重点;上坡位SOM含量较高，为坡面植被恢复提供了良好的自然条件。清水河上游三条支流坡面土壤养分状态存在差异，表现为:东沟＞中沟＞西沟。 (2)河道断面水质在水文年内，季节性差异较大，COD含量受河道水量影响最大，在三条支流各采样点均在春冬季表现最大值，而在雨季为最小值;土壤中磷素的下渗能力较弱，使得磷素在雨季更容易随径流汇入河道，断面水样TP含量在雨季表现出最大值。不同支流水质比较，西沟水质处于最优水平，中沟次之，东沟最劣。 (3)坡面土壤养分的流失引起河道水体养分含量的增加，用Pearson相关分析研究坡面养分与河道水质的相关关系，坡面SAP含量与河道断面水样的TP含量达到显著相关水平，回归方程为:SAP=30.72TP+15.81(r=0.286，＜0.05);坡面SAN与河道断面水样TN含量达到显著相关水平，回归方程为:SAN=2.38TN+29.25(r=0.257，＜0.05)。 (4)径流小区产水、产沙特征分析，坡面植被措施能够抑制土壤中有机质和铵态氮的流失，径流中COD和NH3-N浓度处于Ⅲ、Ⅳ类以上水平。泥沙量随径流量的变化而变化，且存在显著相关关系，G=16.009-92.636(r=0.680，P＜0.05)。 (5)坡面不同植被措施对于控制产沙量和径流养分流失的效果存在差异:阳坡樟子松小区土壤流失量是阴坡的2.8倍。不同坡度荒草坡径流小区，径流中有机质流失引起的COD增加量、NH3-N、TP的流失量在10°～20°坡面上的增加幅度远大于在20°～30°坡面;泥沙量和TN流失量在20°～30°坡面的增速大于10°～20°坡面。相同坡向、坡度下，柠条灌木的水土保持效果最好，比阳坡樟子松减沙效果达90.89％，比天然荒草坡减沙效果达75.96％;同时保水能力较强，比阳坡樟子松径流量减少了58.18％，较荒草坡减少了3.8％。 研究表明清水河上游山区坡面土壤速效磷和碱解氮含量与河道水质总磷和总氮含量达到了显著正相关水平;水上保持植被可使径流小区水质COD、NH3-N浓度处于Ⅲ、Ⅳ以上水平;阴坡樟子松小区减沙效果比阳坡好，阳坡坡面柠条灌木小区保水减沙效果最好。