亞熱帶地區(qū)不同林相對水質(zhì)的影響及小流域水質(zhì)預(yù)測模型研究.pdf

1、森林既是人類賴以生存的重要資源,也是全球生態(tài)系統(tǒng)的一個重要組成成分。在徑流流經(jīng)森林的過程中,森林通過物理、化學(xué)、生物的過程,減弱進(jìn)入地表和地下水的污染物毒性,降低非點源污染的污染程度。大氣降雨穿過森林生態(tài)系統(tǒng)后形成徑流輸出的過程中,森林對地表徑流水質(zhì)產(chǎn)生了各種作用,森林所具有的林冠層、林下植被和落葉層、森林土壤等均對降水形成的地表徑流、地下徑流產(chǎn)生了物理、化學(xué)及生物作用。 森林對水質(zhì)影響的研究是通過對降雨水質(zhì)及降雨通過不同的森林

2、生態(tài)系統(tǒng),最后以徑流形式輸出時的水質(zhì)來加以衡量,森林植被的存在,對溪流、河流中的泥沙懸浮物含量、水溫、溶解氧(DO)、病原體及水化學(xué)性質(zhì)都有很大影響。但是不同林相、不同的植種布局對水質(zhì)的凈化作用強度都不相同,如果通過研究找出對水質(zhì)凈化作用最好的林相、最好的種植布局,將對治理農(nóng)業(yè)非點源污染提供理論基礎(chǔ)。 本研究在浙江省桐廬縣百江鎮(zhèn)羅溪小流域進(jìn)行,根據(jù)林相和樹齡不同在該小流域設(shè)置了九個徑流小區(qū),從2006年12月到2007年11月的

3、一年間取樣分析水質(zhì)做研究,在每次降雨且產(chǎn)生地表徑流后取水樣測定地表徑流水質(zhì),測定水質(zhì)的總氮(TN)、總磷(TP)、生物需氧量(BOD5)等七個指標(biāo),測得一整年數(shù)據(jù)。然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,找出不同林相對地表徑流水質(zhì)凈化作用規(guī)律。結(jié)果如下：電導(dǎo)率(EC)：混交林(192.74)＜杉木林(196.90)＜無林地(217.62)＜成年松(247.04)＜經(jīng)濟(jì)林(276.22)＜竹林(319.50)＜闊葉成年林(332)＜闊葉幼林(421.00)＜

4、中年松(526.7)；總氮(TN)：混交林(0.159)＜成年闊葉林(0.174)＜杉木林(0.332)＜無林地(0.333)＜竹林(0.336)=成年松(O.336)＜中年松(0.393)＜闊葉幼林(0.417)＜經(jīng)濟(jì)林(0.439),其它的指標(biāo)總體來講相似,總體來講,各個指標(biāo)中,大都是流經(jīng)混交林的地表徑流水質(zhì)比較好,而流經(jīng)經(jīng)濟(jì)林的水質(zhì)相對比較差,按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)標(biāo)準(zhǔn),它們的值都達(dá)到I、II類水質(zhì)標(biāo)

5、準(zhǔn)。 用單因子指數(shù)法與綜合指數(shù)法進(jìn)行評價,分析林相對地表徑流水質(zhì)的總體影響,試驗結(jié)果表明：流經(jīng)不同林相后地表徑流水質(zhì)的單因子指數(shù)變化趨勢不同,總的來說,流經(jīng)經(jīng)濟(jì)林的地表徑流水質(zhì)各個指標(biāo)的單因子指數(shù)較大,即水質(zhì)比較差；而流經(jīng)成年闊葉林和混交林的地表徑流水質(zhì)各個指標(biāo)的單因子指數(shù)較小,即水質(zhì)比較好。進(jìn)而用水質(zhì)綜合指數(shù)(WQI)法分析,流經(jīng)九種林相的地表徑流的WQI值,成年闊(0.37)＜混交林(0.41)＜竹林(0.46)＜中年松(0

6、.49)＜闊幼(0.50)＜經(jīng)濟(jì)林(0.51)=杉木林(0.51)＜成年松(0.52)＜無林地(0.55),按水質(zhì)綜合指數(shù)評價分級方法來分級,流經(jīng)成年闊、混交林、竹林和中年松的地表徑流水質(zhì)WQI＜0.5,屬于良好級別,而流經(jīng)杉木林、成年松、無林地、經(jīng)濟(jì)林和闊幼的地表徑流水質(zhì)0.5＜WQI＜1屬于較好級別。利用Citystar軟件制作羅溪小流域的土地利用類型圖,運用尺度推移方法中的直接外推法,由點推到面建立一預(yù)測模型來預(yù)測羅溪小流域水質(zhì)狀

7、況,模型如下:Y=0.4271 X1+0.4425 X2+0.0132 X3+0.0384 X4+0.0745 X5+0.0043 X6(X1杉木林水質(zhì)指標(biāo)；X2闊葉林水質(zhì)指標(biāo)；X3竹林水質(zhì)指標(biāo)；X4經(jīng)濟(jì)林水質(zhì)指標(biāo)；X5松成水質(zhì)指標(biāo)；X6無林地水質(zhì)指標(biāo)),由這一年間流經(jīng)九種林相的地表徑流水七個指標(biāo)的平均值和此模型可以計算得知,羅溪小流域水質(zhì)指標(biāo)分別是:EC是265μs/cm,DO是6.918mg/L,TN是0.264mg/L,TP是0.