水庫(kù)周邊保護(hù)林凋落物對(duì)地表徑流和氮磷養(yǎng)分流失的影響.pdf

1、我國(guó)南方地區(qū)水庫(kù)水質(zhì)氮磷濃度偏高，是一個(gè)非常普遍的問(wèn)題。位于浙江曹娥江流域的湯浦水庫(kù)，水質(zhì)總體優(yōu)良，但營(yíng)養(yǎng)物濃度偏高，尤其是總氮濃度遠(yuǎn)超國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。有學(xué)者認(rèn)為湯浦水庫(kù)的富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題與水庫(kù)周邊林地積累的大量凋落物分解釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)。林地對(duì)于水土保持的積極作用已經(jīng)為大量的研究結(jié)果所證實(shí);而保護(hù)林的凋落物分解對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響問(wèn)題則尚不清楚，特別是在凋落物的累積量很大時(shí)，為了保護(hù)水質(zhì)是否需要進(jìn)行保護(hù)林下凋落物的清理，是一個(gè)水庫(kù)水質(zhì)管理實(shí)踐

2、中需要回答的實(shí)際問(wèn)題。
　　本研究在湯浦水庫(kù)周邊選擇典型林地進(jìn)行了不同凋落物覆蓋量的對(duì)比試驗(yàn)，主要目的就是為了搞清楚湯浦水庫(kù)周邊林地大量凋落物對(duì)地表徑流、土壤侵蝕TN、TP流失以及自身分解釋放的氮、磷等物質(zhì)等對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的綜合影響。試驗(yàn)設(shè)置了無(wú)凋落物覆蓋，自然狀態(tài)下30％凋落物覆蓋，自然狀態(tài)下60％凋落物覆蓋，自然狀態(tài)下凋落物覆蓋（即100％凋落物覆蓋處理）和自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋等5個(gè)徑流小區(qū)，監(jiān)測(cè)小區(qū)內(nèi)的地表徑流和土壤侵蝕

3、、以及總氮總磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失量，每個(gè)處理均設(shè)一個(gè)重復(fù);同時(shí)在小區(qū)附近設(shè)置了凋落物分解監(jiān)測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)時(shí)間從2014年7月至2015年6月，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析得出以下主要研究結(jié)果:
　　1.不同凋落物的覆蓋度處理對(duì)小區(qū)徑流量有著明顯的影響，小區(qū)徑流量隨著凋落物的增加雨呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。從無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)到自然狀態(tài)下150％枯落物覆蓋的小區(qū)總徑流量依次為1023.64±290.48，917.66±304.49，825.85±357.5

4、1，709.17±304.11，535.99±286.85L，折合成單位面積為1.28×103，1.15×103，1.03×103，8.86×102，6.70×102m3·ha-1·a-1，無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)產(chǎn)生的徑流量最大，而凋落物覆蓋量越大徑流量越小，徑流量(L)與凋落物覆蓋量(g）的統(tǒng)計(jì)線性關(guān)系為:y=-320.1x+1020，R2=0.998，P＜0.01）。
　　2.林地小區(qū)徑流中TN、TP流失總量數(shù)據(jù)分析表明，不同凋落

5、物覆蓋度對(duì)林地小區(qū)徑流TN、TP流失總量隨著凋落物覆蓋度的增加而呈現(xiàn)下降的趨勢(shì);徑流TN流失量最大的是無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)，達(dá)到了1627.76mg，折合成單位面積為2.03kg·ha-1·a-1。而徑流TN流失量最小的為自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，為1216.70mg，折合成單位面積為1.52kg· ha-1·a-1;林地小區(qū)徑流TP流失量最大的是自然狀態(tài)下30％凋落物覆蓋的小區(qū)，達(dá)到了229.45mg，折合成單位面積為0.29

6、kg· ha-1·a-1，而徑流TP流失量最小的為自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，為166.16mg，折合成單位面積為0.21kg·ha-1·a-1。林地小區(qū)徑流中TN、TP流失量(mg)與凋落物覆蓋量（g)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系分別為y(氯)=1669e-0.18x，（R2=0.835,0.01＜P＜0.05）和y磷=-9.815x2-22.28x+216.1,R2=0.711,0.01＜P＜0.05)。
　　3.對(duì)土壤侵蝕的監(jiān)測(cè)表明，

7、林地土壤侵蝕量隨著凋落物的增加而呈現(xiàn)明顯下降，林地表面有無(wú)凋落物對(duì)林地土壤侵蝕量有非常明顯的影響，而隨著凋落物的增加，這種影響也明顯加強(qiáng)，但影響作用的增強(qiáng)速率卻呈明顯下降。每小區(qū)土壤侵蝕量(g)與凋落物覆蓋量(g)的分段統(tǒng)計(jì)關(guān)系為y(0％＜x＜30％)=-805.1x+390.5，y(30％＜x＜150)=-44.43x+166.83。無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)土壤侵蝕量最大，達(dá)到了390.5±155.42g，土壤模數(shù)為488±194 kg·h

8、-1·a-1。而最小為自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，僅為100.65±14.35g，折合成單位面積是126±18kg· ha-1·a-1。林地小區(qū)因土壤侵蝕模數(shù)而造成的營(yíng)養(yǎng)物流失量也隨著枯落物的增加而明顯的下降。因土壤侵蝕模數(shù)而造成的TN流失量從無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)到自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)依次為:124.96，35.75，34.22，25.97，22.14mg，折合成單位面積分別為0.156，0.045，0.043，0.

9、032，0.028kg· ha-1·a-1;TP流失量依次為:163.42，44.64，28.82，45.54，22.50mg,折合成單位面積分別為0.204，0.056，0.036，0.057，0.028kg·ha-1·a-1。試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明凋落物的存在可以有效的防止了因降雨過(guò)程而造成的土壤侵蝕和土壤養(yǎng)分流失，且這種作用會(huì)隨著凋落物的增加而變得越來(lái)越強(qiáng)。
　　4.對(duì)林地小區(qū)凋落物分解的監(jiān)測(cè)表明，凋落物從2014年7月最初放置時(shí)的1

10、0g至2015年6月分解為5.75g,分解率為42.5％。隨著凋落物的增加，因分解而釋放的氮、磷總量也相應(yīng)著增加。從無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)到自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)，凋落物分解釋放TN量分別為:0，2558，5116，8527，12790mg，折合成單位面積為0，3.2，6.4，10.66，16kg·ha-1·a-1;TP量分別為:0g，77，154，256，384mg，折合成單位面積為0，0.096，0.192，0.32，0.4

11、8kg·ha-1·a-1。通過(guò)OLSON模型對(duì)凋落物分解進(jìn)行模擬的結(jié)果表明，湯浦水庫(kù)周邊林地凋落物半分解時(shí)間為1.253年，分解95％所需時(shí)間為5.417年。根據(jù)凋落物每季度的分解量和年分解總量，可計(jì)算出各個(gè)季節(jié)的分解量的占比，春夏秋冬四季凋落物分解量的占比分別為:31.8％，37.2％，19.5％，11.5％。林地枯落物分解速率春夏季明顯高于秋冬季，分解速率從高到低依次為夏季，春季，秋季，冬季。
　　5.綜上所述，雖然隨著凋落物

12、覆蓋量的增加的確會(huì)造成分解釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮、磷增多，然而地表徑流和土壤侵蝕流失的氮、磷總量卻在顯著的減少。所以試驗(yàn)結(jié)果可以初步說(shuō)明隨著凋落物的增加，不會(huì)加重水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化。主要原因可能包括幾個(gè)方面，首先是凋落物的增加造成了小區(qū)徑流量的減少，從而減少了由徑流所引起的營(yíng)養(yǎng)物流失;其次，由于凋落物分解的一部分營(yíng)養(yǎng)物被土壤吸收，從而減少了營(yíng)養(yǎng)物的流失;第三由于表面凋落物的覆蓋，減少了雨水和土壤的直接接觸，從而減少了土壤侵蝕量。小區(qū)TN、TP總流失

13、量(mg)與凋落物覆蓋量（g)的統(tǒng)計(jì)關(guān)系為y(氯)=1755.e-0.21x，R2=0.895，0.01＜P＜0.05）;y磷=327.2e-0.41x，R2=0.868，0.01＜P＜0.05）。TN總流失量最大的為無(wú)凋落物覆蓋的小區(qū)，達(dá)到了1752.72mg，折合成單位面積為2.19kg·ha-1·a-1，而自然狀態(tài)下150％凋落物覆蓋的小區(qū)TN總流失量最小，1238.84mg，折合成單位面積為1.55kg·ha-1·a-1。TP總