植被緩沖帶農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮磷遷移特征研究.pdf

1、非點(diǎn)源污染物氮、磷是引起陸地水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素。國(guó)內(nèi)外研究實(shí)踐證明，植被緩沖帶對(duì)治理非點(diǎn)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(guò)渡帶，通過(guò)一系列物理、化學(xué)和生物化學(xué)的過(guò)程實(shí)現(xiàn)對(duì)氮、磷的截留轉(zhuǎn)化。本研究以丹江庫(kù)區(qū)習(xí)家店鎮(zhèn)典型庫(kù)灣植被緩沖帶為研究對(duì)象，通過(guò)室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)的方法，研究不同土地利用類型下植被緩沖帶對(duì)農(nóng)業(yè)非點(diǎn)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(shí)驗(yàn)法研究植被緩沖帶典型植被殘?bào)w的初始化學(xué)組成與氮礦化特性的關(guān)系。植物體的初始化學(xué)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(fù)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(fù)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(xué)成分中的纖維素呈現(xiàn)負(fù)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(yùn)移：采用原狀土柱模擬的方法，對(duì)習(xí)家店鎮(zhèn)典型庫(kù)灣不同土地利用類型土壤中硝態(tài)氮垂直運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了研究。土壤中硝態(tài)氮垂直運(yùn)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(shì)。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(yùn)移時(shí)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(yùn)移時(shí)間越長(zhǎng)。有機(jī)質(zhì)與穿透總時(shí)間有極顯著的相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)含量越高，穿透總時(shí)間越短。
　　 (3)不同土地利用條件下硝態(tài)氮水平運(yùn)移：利用擾動(dòng)土模擬硝態(tài)氮的水平運(yùn)移，對(duì)習(xí)家店鎮(zhèn)典型庫(kù)灣不同土地利用類型土壤中硝態(tài)氮水平運(yùn)移規(guī)律進(jìn)行了研究。在水平運(yùn)移過(guò)程中，硝態(tài)氮的運(yùn)移速率和運(yùn)

5、移距離的關(guān)系呈現(xiàn)出冪函數(shù)關(guān)系，運(yùn)移速度隨運(yùn)移距離的增加而減小。硝酸鹽濃度在水平運(yùn)移過(guò)程中，隨土壤含水量的增加而減小，變化趨勢(shì)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(shí)，硝態(tài)氮濃度變化較小。小于0.3 cm3·cm-3時(shí)，濃度變化較大。
　　 (4)選取丹江口庫(kù)區(qū)習(xí)家店鎮(zhèn)典型庫(kù)灣消落帶土壤作為測(cè)試土壤，研究了淹水-落干對(duì)土壤磷的等溫吸附.解吸特性的影響。土壤在經(jīng)過(guò)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(guò)淹水.落干處理后，吸磷能力增強(qiáng)。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(diǎn)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(xí)家店鎮(zhèn)典型庫(kù)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(duì)總磷含量的貢獻(xiàn)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