不同土地利用方式土壤表层氮,磷流失特征研究

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1、第３０卷第９期环境化学Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．９２０１１年９月ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬＣＨＥＭＩＳＴＲＹＳｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１１不同土地利用方式土壤表层氮、磷流失特征研究袁兴程１１２２钱新庞宗强李苗（１．污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，南京，２１００９３；２．中国矿业大学环境与测绘学院，徐州，２２１００８）摘要利用室内人工模拟降雨，选择徐州沛沿河流域３种典型土地利用类型，研究了不同土地利用下土壤表层Ｎ、Ｐ随降雨径流的迁移过程．研究结果表明，在相同降雨条件下，３种土地产流量大小顺序为稻田地＞林地＞果园，产泥沙量大小顺序为果园

2、＞稻田地＞林地．降雨径流水相中ＴＮ、ＴＰ浓度呈现随降雨时间的持续显著下降，然后逐渐稳定的趋势，氮磷的流失量大小与土壤有效氮和速效磷含量高低具有一致性．径流水相中氮、磷流失以悬浮颗粒态为主．整个降雨过程氮素流失以径流水相为主，而磷素流失以泥沙相为主．土壤表层－２－１－２－１氮和磷流失速率最大的是稻田地，分别为１．１２ｍｇ·ｍ·ｍｉｎ和０．４２ｍｇ·ｍ·ｍｉｎ．关键词不同土地利用，氮磷流失，模拟降雨，地表径流．面源污染（Ｎｏｎｐｏｉｎｔｓｏｕｒｃｅｐｏｌｌｕｔｉｏｎ）是指溶解性或固体污染物从非特定的地点，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程汇入受纳水体

3、（如河流、湖泊、水库、海湾等）而引起的水体污染［１］．面源污染已［２４］成为水体富营养化的主要原因之一，控制面源污染对流域水环境保护与治理具有重要意义．徐州沛沿河流域，面源污染物累积时间长，汛期随降雨径流输出的面源污染已成为该地区河流水质不能稳定达标的主要原因之一，因此开展徐州沛沿河流域面源污染发生机制的研究，对解决该地区河流水质问题具有重要的现实意义．土壤表层氮、磷等营养盐的流失是面源污染物的主要来源之一．在降雨的淋洗、溶解、冲刷、剥蚀作用下土壤中氮、磷会被逐渐带走，汇集到流域内的河流或湖泊中［５］．近年来国内外学者针对土壤中氮、磷的流失，从降雨

4、强度、土地利用方式、施肥方法及流域尺度等方面开展了大量室内和野外的实验研究［６１０］．其中，通过模拟人工降雨研究土壤养分流失特征的方法已成为一种重要研究手段，该方法条件容易控制，获得参数较多，利于定量化［１１１２］．本文利用小型人工模拟降雨器，开展降雨径流条件下土壤表层氮磷流失特征研究，旨在为徐州沛沿河流域的面源污染控制提供科学依据．１材料与方法１．１实验装置模拟降雨装置采用西安清远公司的ＱＹＪＹ５０２型便携式人工模拟降雨器，主要由降雨喷头、供水管路、压力表、回水阀、供水水泵、不锈钢支架、开关阀等部分组成．降雨高度为４ｍ，降雨均匀系数在８０％以

5、上，雨强连续变化范围为－１１０—１５０ｍｍ·ｈ．土壤槽根据人工降雨装置有效降雨面积自行设计，由ＰＶＣ板组成，长宽高分别为９０ｃｍ×４０ｃｍ×３０ｃｍ，槽的一侧设置延伸槽，高度５ｃｍ，并开设孔径１ｃｍ的平行管孔，用于方便收集表面径流．１．２供试土壤土壤采自徐州沛沿河沿岸的李集村附近农田，距沛沿河入京杭运河约５ｋｍ，属苏北黄泛冲积平原典型的农业生态系统，降雨多集中在６—９月份，年平均降水量约为７６０．１ｍｍ，土地利用类型有水稻田（水稻小麦轮作）、林地、果园地．土壤类型均为黄潮土，采集耕作层（０—２０ｃｍ）土壤，其基本理化性质见表１．２０１０年１１月１日收

6、稿．十一五国家科技重大专项（２００８ＺＸ０７１０１００４２）和江苏省环保科研课题（２００８０１１）资助．通讯联系人，Ｅｍａｉｌ：ｘｑｉａｎ＠ｎｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ１６５８环境化学３０卷表１供试土壤理化性质Ｔａｂｌｅ１Ｐｈｙｓｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｅｓｔｅｄｓｏｉｌ土地容重含水量全氮有效氮全磷速效磷有机质类型－３／％－１－１－１－１－１／（ｇ·ｃｍ）／（ｍｇ·ｋｇ）／（ｍｇ·ｋｇ）／（ｍｇ·ｋｇ）／（ｍｇ·ｋｇ）／（ｇ·ｋｇ）稻田１．３１２２．２２１００１０４．２１３４０６６．１４２．２５林地１．２８２０．３

7、２０２０１０１．１７６０４４．７４３．３３果园１．２５１９．６１４５０１４６．０１０６０５０．６２０．５５实验采用原状土模拟方法［１３］，取样点为代表性的田间地块．实验用土块大小（长×宽×高）为９０ｃｍ×４０ｃｍ×２５ｃｍ，取土样时先挖３０ｃｍ×４０ｃｍ×２５ｃｍ土体，尽量保持土壤的原有结构，３个土块拼入土壤槽中，用泥弥合槽壁和土块之间的缝隙，并适当压紧．土块移入土壤槽后，在自然状态放置两周使土体恢复自然特征后进行降雨实验．１．３降雨过程与分析测定模拟降雨时选择天晴、无风日，不同土壤依次开展３场平行降雨实验．用实验室自来水作雨水，降雨前取样分析本底作

8、为径流水样对照，降雨强度设置为－１８０ｍｍ·ｈ（暴雨条件）．记录降雨开始时间和径流产生时间，每场次降雨时间４