澄江尖山河小流域不同土地利用类型面源污染输出特征

研究了自然降雨条件下澄江尖山河小流域4种不同土地利用类型径流小区中面源污染输出特征。结果表明,不同土地利用类型径流小区中面源污染物输出量不同,农地的全磷输出量最大,其次是人工林,次生林和灌草丛较小;氨氮和COD输出量表现出农地和人工林大于次生林和灌草丛。不同土地利用类型径流中面源污染物输出浓度没有显著差异,但从总体上来看,植被覆盖度越高,径流水中的氮、磷浓度越高,而COD、氨氮浓度越低,硝态氮浓度是亚硝态氮浓度的8.5~111倍,可溶态氮以硝态氮形式流失为主;侵蚀泥沙有富集养分的特征,且次生林和灌草丛的富集率高于农地。不同土地利用类型侵蚀泥沙中全氮和全磷的输出量依次为:农地>人工林>灌草丛>次生林,速效氮和速效磷则为:农地>人工林>次生林>灌草丛。与氮相比,表层土壤中的磷更容易随径流流失,磷的输出以泥沙结合态为主,特别是速效磷。     

亚热带农业小流域水体氮素及其稳定同位素分布特征

为控制流域氮素养分流失、改善流域水体环境,以亚热带典型农业小流域脱甲河为研究对象,对表层水体铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3--N)浓度和水体硝态氮δ~(15)N(δ~(15)N-NO_3-)、沉积物有机质δ~(15)N(δ~(15)N-Org)浓度进行了连续试验观测,分析氮素浓度及其稳定同位素值的时空特征,探讨影响氮素分布的环境因子及水体NO_3-和沉积物有机质氮素的可能来源。结果表明:水体NO_3--N浓度明显高于NH_4~+-N,均值分别为1.62 mg·L~(-1)和0.90mg·L~(-1),并且分别在6月、8月及冬季较高;城镇区和农田区水体NH_4~+-N浓度与其他类型区差异显著(P0.05),并且显著高于其他水体;NO_3--N浓度在城镇区、农田区及山间林地区较高,水库区较低。支流NH_4~+-N浓度高于干流,均表现为冬季春季夏季秋季;干流、支流NO_3--N浓度分别表现为冬季夏季秋季春季、秋季冬季夏季春季。源头和出口处水体均表现为NO_3--N浓度高于NH_4~+-N,源头处氮素浓度低于出口处。水体δ~(15)N-NO_3-及底泥δ~(15)N-Org值分布范围分别为-19.87‰~8.11‰和-0.69‰~6.51‰,水体δ~(15)N-NO_3-最高值在Ⅲ级河段,最低值出现于Ⅳ级河段,各级河段间水体δ~(15)N-NO_3-11月差异较小,而1、2月差异明显;河流底泥δ~(15)N-Org最高值也位于Ⅲ级河段,而最低值则在Ⅰ级河段,Ⅲ、Ⅳ级河段δ~(15)N-Org值随时间变化趋势较为一致,Ⅰ、Ⅱ级河段δ~(15)N-Org最小值出现于1月。总之,脱甲河水体存在氮素污染现象且以外源输入为主,水体氮素来源主要为土壤有机质、人工合成肥料及陆源有机质,开展流域氮素分布及来源研究对认识流域尺度氮污染物的源解析具有一定科学意义。     

丹江口库区典型小流域农业非点源污染物输出特征

非点源污染是影响水源地水质的重要原因。研究以丹江口库区五龙池小流域为研究区,基于2014年相关数据,利用输出系数模型,借助地理信息技术,对该小流域农业非点源污染进行模拟,分析流域非点源污染的空间分布特征,解析其主要污染源,以深入理解丹江口水源地农业小流域的非点源输出特征。研究表明,2014年流域内农业非点源总氮污染负荷为5.674 t,流域内平均负荷强度为2.96 t km-2;农业非点源总氮负荷总量主要分布在耕地和居民地,农业用地是主要污染源,贡献率为47.9;人畜粪便农业非点源总氮负荷强度为39.2 t km-2,是流域平均负荷强度的13倍;缓坡区具有较高的非点源输出风险;改变粗放的农业管理模式,合理处理畜禽排泄物和农村生活污水是流域非点源治理的有效措施。     

四川小流域土地利用和土壤侵蚀的分类及耦合关系研究

利用两步聚类、相关分析等方法,对四川省"长治"工程涉及的212条小流域土地利用和土壤侵蚀状况进行分类并分析其耦合关系,结果表明:土地利用聚为四类,以坡耕地、梯田和经果林为主的三类、四类流域条数占流域总条数的59.9%;土壤侵蚀聚为四类,以无明显侵蚀、轻度侵蚀为主的四类、一类流域条数占流域总条数的74.6%。土地利用与土壤侵蚀之间的关系为:以林地和难利用地为主的流域侵蚀程度最轻,强烈及强烈以上的侵蚀主要发生在以坡耕地为主的流域内。     

雨季喀斯特小流域氮输出特征及其受降雨的影响

以黔中典型喀斯特农业小流域后寨河流域为研究区域,探讨喀斯特小流域氮素输出形态特征及降雨对氮素输出的影响。通过对流域内落水洞、地表水和地下水水样各形态氮素的浓度进行监测,估算雨季氮素输出量,结合降雨量数据分析氮输出受降雨的影响。结果表明:(1)后寨河喀斯特小流域水体氮含量明显高于我国主要河流,流域地下水出口溶解性总氮(TDN)浓度均值为6.5mg/L;地表水出口TDN浓度均值为7.3mg/L。(2)氮素输出的主要形态为硝态氮(NO_3~--N),铵态氮(NH_4~+-N)、亚硝态氮(NO2--N)以及有机态氮(DON)输出占比极低。(3)流域内TDN,NO_3~--N,NH_4~+-N,NO2--N,DON雨季输出量估算值分别为55.13,52.12,0.40,0.01,2.61t。(4)持续性的多日降雨加速了水体氮素流失强度,流域上游水体硝态氮浓度在降雨事件发生后呈上升趋势,随着降雨事件的停止而呈下降趋势;流域总出口因降雨而产生的硝态氮浓度变化具有一定的滞后性。     

N、P输出与土地利用类型相关性研究

在于桥水库流域内,进行人工降雨,产流,Ｎ,Ｐ负荷输出实验研究。结果表明,土地利用类型深刻地影响着Ｎ,Ｐ输出特征,Ｎ,Ｐ输出量耕地最多,林地最少,荒坡菖 中等。不同程度的水土流失地域Ｎ,Ｐ输出有明显差异,各种形态的Ｎ,Ｐ输出之间存在着正相关性。     

不同利用方式下土壤有机氮素矿化特征的研究

采用长期淹水密闭培养-间歇淋洗法(30℃),测定了长期(16年)定位的水田、旱地和林地土壤有机氮素的矿化氮数量,利用一级反应动力学模型对有机氮素的矿化过程进行了拟合,并探讨了不同利用方式下土壤有机氮素的矿化特征。结果表明,3种利用方式下土壤有机氮素的矿化过程均可用一级反应动力学模型很好地拟合;任意两种土壤利用方式之间的N0值差异均达1%显著水平,水田与旱地、林地之间的k值差异均达1%显著水平,而旱地与林地之间的k值差异则达5%显著水平,林地土壤氮素矿化势最大(72.96 mg kg-1),约为旱地和水田土壤的1.3倍和7.4倍,水田土壤氮素矿化速率最大(0.0908 d-1),约为旱地和林地土壤的4.1倍和2.3倍;旱地和林地土壤供氮能力大小相接近,分别为88.24 mg kg-1和89.11 mg kg-1,约为水田土壤的2倍左右。由此可见,长期(16年)不同利用方式对土壤有机氮素矿化特征影响显著,水田土壤可供矿化的有机氮数量最少且矿化时间最为短暂,旱地土壤可供矿化的有机氮数量较多且矿化时间最为缓慢持久,林地土壤可供矿化的有机氮数量最多且矿化时间较为缓慢持久。     

小流域地貌部位和土地利用类型对侵蚀产沙影响的137Cs法研究

大气核爆产物137Cs能够强烈地被土壤颗粒所吸附,是一种示踪土壤运移的良好示踪剂。通过对紫色丘陵区响水滩小流域不同地貌部位和不同土地利用类型下土壤剖面中137Cs含量的测定与分析,计算了流域各地貌部位、土地利用类型的侵蚀强度。研究得出该流域137Cs含量的背景值是1870 Bq/m2;流域内坡耕地、林地的年均侵蚀强度分别是4468 t/(km2.a)和1759 t/(km2.a);丘顶、丘坡和鞍部的年平均侵蚀强度分别是2125,4676 t/(km2.a)和3625 t/(km2.a),槽土和水田则是沉积区。分析结果表明地貌部位和土地利用类型对土壤侵蚀影响巨大,坡耕地是该小流域泥沙的主要来源。     

“稻转旱”对低山丘陵区氮素流失通量的影响——以三峡库区渠溪小流域为例

为探究“稻转旱”的土地利用变化对区域氮素流失的影响,以三峡库区渠溪小流域为研究对象,利用土地利用转移矩阵揭示了该流域2001—2019年的土地利用变化,基于输出系数模型并利用流域氮负荷实测数据进行模型参数修订后,对该流域2001年和2019年氮负荷进行了估算并比较。结果表明:该流域2001—2019年土地利用总体演变趋势为水稻田向旱地转化、旱地向林地转化,且以“稻转旱”为主。这种演变使流域氮素流失增加,2019年相对于2001年氮流失量增加了26%,平均每公顷氮流失量增加了约7.8 kg。这种变化表明在农业结构调整时应考虑到水稻田对面源污染物氮素良好的净化拦截作用,控制其面积的缩减以及在小流域氮素输移关键节点上的布局。     

三峡库区王家沟小流域不同坡度土壤氮素流失特征研究

采用野外径流小区观测方法,研究了三峡库区王家沟小流域旱坡地不同坡度土壤氮素的流失特征。结果表明:①旱坡地不同坡度小区土壤氮素流失量总体不大,单场降雨侵蚀泥沙氮素流失量最大值为189.06 mg/m2,而在地表径流中仅为28.12 mg/m2,侵蚀泥沙氮素流失量明显高于地表径流氮素流失量,最大差异达到16.8倍,差值随着坡度的增大有减少的趋势;坡度越大,地表径流氮素和侵蚀泥沙氮素的流失量也越大,呈现出小区17°>9°>4°的趋势;铵态氮流失量明显低于硝态氮流失量,4°、9°、17°小区地表径流硝态氮流失量较铵态氮流失量分别高出3.2、3.6、4.0倍,说明硝态氮较铵态氮更易于流失,且随着坡度的增大差异增大。②不同坡度小区地表径流量、侵蚀泥沙流失量与降雨量均存在显著的线性正相关(P<0.05),且随着坡度的增大地表径流量与降雨量的相关系数在增大,侵蚀泥沙流失量表现则相反,这可能与土壤母质、作物生长等情况有关。     

基于过程监测的典型小流域径流氮磷含量变化特征分析

以沂蒙山区沂河上游典型小流域——孟良崮小流域为研究对象,利用野外原位定点连续监测试验,获取2010年7月至10月基流状态与降雨条件下的水质与水文过程数据,分析径流不同形态氮、磷含量变化特征。结果表明,在整个监测过程中,总氮（TN）和硝态氮（DNN）的含量均表现为跳跃式变化,铵态氮（DHN）呈波动性变化,次降雨后增加明显;TN的含量普遍高于2mg.L-1,其中DNN占TN的比例均大于50%,DHN所占比例不足7%。总磷（TP）和磷酸盐磷（PO34--P）的含量次降雨出现后均有所增加,且在汛期后基流状态下有明显增加趋势,TP的含量最小值为0.031mg.L-1,其中PO34--P所占比例为6.341%～91.904%。径流中颗粒态氮（PN）和颗粒态磷（PP）的含量在次降雨过程中均表现为短时间内在径流量峰值后达到最大,之后迅速降低,且PN和PP的含量与泥沙含量呈显著正相关。     

蒿坪河小流域降雨径流特征研究

选取丹江口水库河南部分的最大入库河流老鹳河的支流蒿坪河小流域为研究对象,依托径流场等野外设施,系统开展了不同坡度和土地利用类型降雨径流特征的研究,研究结果表明:蒿坪河小流域降雨年度分布不均,暴雨集中型降雨产流量大,是产生非点源污染主要降雨类型。0°～5°耕地、5°～10°耕地、10°～15°耕地、栎林和果园平均径流系数分别为2.01%,2.98%,5.44%,16.47%和2.42%。陡坡地带栎林在降雨侵蚀力大于0.5的时候开始产流,以超渗方式为主;果园在降雨侵蚀力大于2.5的时候开始产流,以蓄满产流为主;耕地产流受人为影响显著,产流界限不容易确定,在暴雨集中型降雨条件下其产流以超渗方式为主。栎林和果园产流量与降雨侵蚀力均存在一定的线性相关性,R2分别为0.939和0.912。耕地由于受人为影响比较大,其产流与降雨侵蚀力关系波动较大。在暴雨集中型降雨条件下,坡度是影响产流的主要因素,10°～15°耕地产流和0°～5°,5°～10°差异性显著(P0.05)。在小雨集中型降雨条件下,土壤结皮成为影响产流的主要因素。对大于10°的耕地,实施坡改梯工程,根据气象条件适时的锄地,有利于雨水的下渗,对于保持土壤水分、减少径流和农业非点源污染都有很重要的现实意义。     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤抗蚀性

为揭示滇中尖山河小流域不同土地利用类型的侵蚀特性,以滇中尖山河小流域4种不同土地利用类型(坡耕地、裸地、林地、园地)不同土层(0—10,10—20,20—30 cm)土壤为研究对象,通过对土壤抗蚀性15个指标的测定与分析,研究了不同土地利用类型对土壤抗蚀性的影响。结果表明:不同土地利用类型中坡耕地、裸地5 mm土壤水稳性团聚体显著低于林地、园地,5 mm水稳性团聚体含量表现为裸地(12.72%)大于坡耕地(8.93%),且坡耕地0.25 mm团聚体随土层深度的增加而降低;土壤团聚体结构破坏率表现为裸地坡耕地林地园地,土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量均达到极显著正相关。不同土地利用类型下园地和林地土壤的抗蚀指数、结构系数、团聚度、土壤结构和稳定性、抗分散强度和保水保肥能力最高,水稳性指数较大,分散系数最小,土壤抗蚀性能最强。不同土地利用类型综合抗蚀指数大小顺序为园地(0.823 6)林地(0.520 4)坡耕地(-0.382 2)裸地(-0.961 8)。综上,实行人工造林能够显著提高原土结构稳定性,园地和林地在增加土壤抗蚀性方面有明显优势,加强人工林建设可作为研究区土壤改良的有效措施。     

川中丘陵区小流域非点源氮素迁移的季节特征——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站小流域为例

通过分析川中丘陵区典型小流域主排水沟不同部位氮素浓度随季节变化的特征,结果表明NO3--N和NH4 -N浓度随季节变化特征明显,但浓度变化波动大。NH4 -N浓度春季最高,达到2.11 mg/L,NO3--N浓度秋季最高,达到7.12 mg/L,与总氮浓度有显著相关关系。TON浓度随季节变化特征不明显,受人类活动影响大,TN浓度随季节变化波动较小,从上游到出口处经过河流自净作用能明显降低。     

甘南白龙江上游小流域主要林分地被物层的持水特性分异

在甘南白龙江上游林区内,采用实地踏测和浸水法,对林区内主要的4种不同林分类型（冷杉原始林、云杉、落叶松和华山松人工林）林下地被物持水性能进行了研究分析。结果表明:（1）4种不同类型树种林下地被物的总蓄积量为11.75～28.96 t/hm²,其冷杉林（28.96 t/hm²）>落叶松林（16.17 t/hm²）>华山松林（14.36 t/hm²）>云杉林（11.75 t/hm²）;（2）不同林分类型地被物的持水量、吸水速率与浸泡时间之间的动态变化基本相似,持水量与浸水时间存在对数关系,其吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。（3）不同树种林下地被物的总有效拦蓄量为21.00～41.99 t/hm²,其中冷杉林最大,其次是落叶松林,最后是华山松林和云杉林;最大拦蓄量、最大持水量、有效拦蓄量和总有效拦蓄深的变化与总有效持水量变化一致。     

云南金沙江流域不同植被类型水源涵养能力分析

通过对金沙江流域不同植被类型的林分截流、渗透性能、持水能力及径流进行测定分析,结果表明:(1)林分的层次不同,持水能力也有较大差异,其中乔木层针叶林>针阔混交林>阔叶林;灌木层是灌木林>阔叶林>针阔混交林>针叶林;草本层针阔混交林>灌木林>阔叶林>针叶林;枯枝落叶层阔叶林>针阔混交林>灌木林>针叶林.(2)渗透系数以阔叶林和针阔混交林较强,针叶林和灌木林较差.(3)地表径流的径流深、径流系数及泥沙量均以余甘子灌木林最高,不同植被类型的地表径流总体上是针叶林>灌木林>针阔混交林>阔叶林,阔叶林地表径流和泥沙量均很小,基本上没有侵蚀.     

玉溪市尖山河小流域侵蚀性降雨的特征

[目的]分析侵蚀性降雨特征及其与产沙之间的关系,为水土保持生态建设提供参考依据。[方法]基于尖山河小流域降雨资料和径流小区监测资料,选取2014—2016年的降雨历时、降雨量、平均雨强、最大30min雨强和最大60min雨强5个指标,分析不同降雨量级别和不同降雨强度等级下的降雨场次、侵蚀性降雨量、侵蚀性降雨频率、各侵蚀性降雨特征指标与产沙的相关性。[结果](1)从3a的降雨情况来看,大体变化类似正态分布。研究区的降雨主要集中于5—10月,汛期在9月;从10月开始,降雨量逐渐减少,而从季节分布来看,降雨集中在夏秋两季,干湿季节明显。这一规律与大陆性季风气候特点有关。(2)玉米地和烤烟地径流小区的平均产沙模数均显著高于次生林、人工林地和灌草地径流小区。(3)在一定降雨强度范围内(0~5mm/h),次生林径流小区的产沙量与降雨量和最大60min雨强呈显著正相关关系,烤烟地径流小区的产沙量与降雨量呈显著相关关系。[结论](1)降雨特征与大陆性季风气候相吻合,集中在夏秋两季,呈正态分布;(2)覆盖度不同的土地利用方式在拦截泥沙和径流等方面存在很大差异,耕作方式和农作物对土壤流失也有不同程度的影响。     

黄土高原小流域尺度土地利用景观格局指数的粒度效应

以黄土高原上黄小流域1982-2008年的6期土地利用矢量图为基础,运用GIS和Fragstats软件计算并研究了黄土高原小流域尺度下景观格局指数随粒度增加的变化特征。结果表明,上黄小流域土地利用的大部分景观格局指数存在粒度效应。根据景观格局指数随粒度增加所表现的变化趋势可分为5大类型;就1:1万比例尺下的土地利用类型/景观图而言,其景观格局指数的适宜粒度范围为5~15m,其粒度效应主要受制图比例尺控制而与土地利用变化关系不大。     

太湖流域春季不同土地利用类型蒸散速率的比较

运用静态箱/红外气体分析仪法(static chamber/IRGA),研究了太湖流域茶园、油菜地、小麦地和撂荒地4种不同土地利用类型春季蒸散速率的变化特征,分别对3-5月不同生育期以及6：00-15：00不同时段4种土地利用类型蒸散速率进行了比较。结果表明,太湖流域春季不同土地利用类型蒸散速率总体呈现逐渐增大的趋势,但茶园修剪后蒸散速率大幅下降(36.73%),油菜地在始花期亦突现一峰值〔2.14mmol/(m²·s)〕;4种土地利用类型蒸散速率的日变化呈以12：00-15：00为峰值的单峰曲线,但茶园修剪后蒸散速率的日变化平缓,油菜地和小麦地蒸散速率的日变化幅逐渐增大。4种土地利用类型3-5月蒸散速率日均值从大到小依次为：茶园〔2.24mmol/(m²·s)〕 > 油菜地〔1.48mmol/(m²·s)〕 > 小麦地〔1.28mmol/(m²·s)〕 > 撂荒地〔1.16mmol/(m²·s)〕;3月下旬12：00-15：00,以及4月中旬9：00-15：00为茶园蒸散速率极显著高于油菜地、小麦地和撂荒地的关键时期,差异最大。     

珠江流域坡耕地的整治

分析了珠江流域坡耕地产生的原因和分布情况,指出珠江流域坡耕地具有分布集中、坡度陡、土层薄的特征,开展珠江流域坡耕地整治具有紧迫性和艰巨性。同时提出了坡耕地整治措施及在珠江流域的一般作法。