植被緩沖帶農(nóng)業(yè)非點源氮磷遷移特征研究.pdf

1、非點源污染物氮、磷是引起陸地水體富營養(yǎng)化的主要元素。國內(nèi)外研究實踐證明，植被緩沖帶對治理非點源污染有效果很好。植被緩沖帶是高處坡面與地表水體之間的過渡帶，通過一系列物理、化學和生物化學的過程實現(xiàn)對氮、磷的截留轉(zhuǎn)化。本研究以丹江庫區(qū)習家店鎮(zhèn)典型庫灣植被緩沖帶為研究對象，通過室內(nèi)模擬實驗的方法，研究不同土地利用類型下植被緩沖帶對農(nóng)業(yè)非點源污染氮、磷的截留作用。獲得如下成果：
　　 (1)植被緩沖帶典型植被氮的礦化特性研究：采樣室內(nèi)培

2、養(yǎng)實驗法研究植被緩沖帶典型植被殘體的初始化學組成與氮礦化特性的關(guān)系。植物體的初始化學成分含量范圍很寬。植物全氮含量與纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的數(shù)量關(guān)系為負相關(guān)。全氮含量與植物體的半纖維素和木質(zhì)素呈現(xiàn)出顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.01)的負相關(guān)關(guān)系。各組分之間，木質(zhì)素、木質(zhì)素/全氮(L：N)和半纖維素呈極顯著正相關(guān)關(guān)系。添加不同植物樣品土壤凈礦化量范圍在-1.14 mg·kg-1-3.16 mg·kg-1之間。竊衣和苘麻樣品發(fā)生

3、氮的固持現(xiàn)象。凈礦化量與植物樣品的初始化學成分中的纖維素呈現(xiàn)負的顯著性相關(guān)關(guān)系。植物體在土壤中，發(fā)生固持現(xiàn)象，各種植物固持作用不相同。
　　 (2)不同土地利用類型下硝態(tài)氮垂直運移：采用原狀土柱模擬的方法，對習家店鎮(zhèn)典型庫灣不同土地利用類型土壤中硝態(tài)氮垂直運移規(guī)律進行了研究。土壤中硝態(tài)氮垂直運移的穿透曲線存在空間差異性。5種土地利用類型硝態(tài)氮的穿透曲線有相同的趨勢。穿透曲線的峰值大小關(guān)系為：河漫灘>棄耕地>芝麻地>柑橘園>涵養(yǎng)林

4、。隨土壤深度的增加，穿透曲線的峰值減小，硝態(tài)氮總的運移時間增加。穿透曲線的峰值的大小與黏粒含量有關(guān)，土壤粘粒含量越高，穿透曲線的峰值就越低。并且粘粒含量越大，總的運移時間越長。有機質(zhì)與穿透總時間有極顯著的相關(guān)性，有機質(zhì)含量越高，穿透總時間越短。
　　 (3)不同土地利用條件下硝態(tài)氮水平運移：利用擾動土模擬硝態(tài)氮的水平運移，對習家店鎮(zhèn)典型庫灣不同土地利用類型土壤中硝態(tài)氮水平運移規(guī)律進行了研究。在水平運移過程中，硝態(tài)氮的運移速率和運

5、移距離的關(guān)系呈現(xiàn)出冪函數(shù)關(guān)系，運移速度隨運移距離的增加而減小。硝酸鹽濃度在水平運移過程中，隨土壤含水量的增加而減小，變化趨勢符合冪函數(shù)關(guān)系，相關(guān)關(guān)系極顯著。土壤含水量大于0.3 cm3·cm-3到接近土壤水分飽和時，硝態(tài)氮濃度變化較小。小于0.3 cm3·cm-3時，濃度變化較大。
　　 (4)選取丹江口庫區(qū)習家店鎮(zhèn)典型庫灣消落帶土壤作為測試土壤，研究了淹水-落干對土壤磷的等溫吸附.解吸特性的影響。土壤在經(jīng)過淹水-落干處理后，土

6、壤的非晶形氧化鐵鋁與游離鐵鋁含量均有所增加，土壤酸度下降，土壤有效磷的含量降低。土壤在經(jīng)過淹水.落干處理后，吸磷能力增強。未淹水土壤磷的最大吸附量為263.55 mg·kg-1，淹水-落干處理后增大到297.51 mg·kg-1。淹水-落干土壤磷的零點吸持平衡濃度(EPC0)由淹水前的3.37 mg·L-1增大到4.06 mg·L-1。磷的解吸量由222.36mg·kg-1增大到239.72 mg·kg-1，而解吸率減小，由未淹水前的8

7、4％減小到81％。
　　 (5)以習家店鎮(zhèn)典型庫灣植被緩沖帶坡面上不同土地類型土壤為供試土壤，研究了不同土地類型土壤中磷的形態(tài)及空間分布特征。4種土地類型總磷含量在314.11mg·kg-1.537.56 mg·kg-1范圍之間，土壤中總磷含量為芝麻地>柑橘園地>油菜地>河漫灘。坡面各土地類型中，鈣磷和殘余磷對總磷含量的貢獻最大，分別占到總磷含量的31.54％-71.76％，21.43％-58.01％。土壤中水溶性磷的含量小于總