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黄型小流域水土流失非点源污染过程初步研究——以鹦鹉沟为例

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水土流失和农事活动是规模最大、危害程度最严重的非点源污染。在降雨径流(包括灌溉)的淋溶和冲刷作用下，径流及泥沙携带的污染物进入江河、湖泊、水库等水体从而造成水体污染。因此，本文即通过坡面水土流失和养分流失过程的分析旨在构建出流域水土流失与非点源污染之间的关系。本研究主要依据定位径流小区的监测资料，对坡面产流产沙过程及其动力机制进行研究，阐明雨强、种植类型、坡度等对水土流失过程的影响；同时以N、P等土壤养分为主要研究对象，研究坡面的养分流失过程，阐明雨强、种植类型、坡度等对养分流失过程的影响；在上述实验的基础上，系统分析水土流失和非点源污染的特点，结合径流、泥沙中的养分流失特点，阐明二者之间的响应关系。结论如下：
　　 (1)系统分析了模拟降雨条件下不同种植类型的径流小区的水土流失过程及调控机理。
　　 模拟降雨条件下坡面产流量及产沙量波动变化较强，农耕地径流小区产沙量及产流量大小依次为S17-1(玉米)>S10(玉米+大豆)>S06(花生)。随着覆盖度的增加，壤中流产流量所占比例从58％减小为9.5％。S17-2(裸地)小区土壤水分在在耕作层深度上，分布稳定，变异系数偏小，农耕地小区土壤水分分布活跃，变异系数较大，受外界气象条件及环境因素影响较大。土壤可蚀性K值随雨强的减小而减小，且泥沙颗粒分级比例大小依次为粉砂粒>砂粒>黏粒。径流小区拦截径流、泥沙能力大小依次为S06(花生)>S17-1(玉米)>S10(玉米+大豆)。
　　 (2)系统分析了模拟降雨条件下不同种植类型的径流小区的养分流失特征及调控机理。
　　 径流携带的氮素流失量所占比例较大，基本维持在99％。泥沙携带全磷流失量比例有所增加，平均流失比例达到26％，且壤中流中的养分流失随深度的增加而减小。S17-2(裸地)径流小区，氮素、磷素、有机质流失量均随着雨强的增加而增加，且流失形态以溶解态为主。农耕地径流小区，明显养分流失量随着覆盖度的增加而减小。氮素减小了92％，速效磷减小了80％。
　　 (3)阐明了降雨强度等因子对水土－养分流失的调控作用，强调了覆盖度的影响程度。
　　 覆盖度对于径流小区产流、产沙、养分流失的影响最为显著。随着覆盖度的增加，坡面地表径流量、产沙量、壤中流均有明显减小的趋势，特别是地表产沙量，减小率达到91％。对比得知，覆盖度最高的S06(花生)地对于径流携带的氮素的削减作用最为显著，对于泥沙携带的磷素的削减作用最显著。同时土壤的淋失作用主要表现在0-20cm深度下，且其与植被覆盖度及种植作物种类关系更为密切。
　　 (4)分析并建立径流小区坡面及典型小流域水土－养分流失耦合关系。
　　 采用SPSS13.0软件，对模拟降雨条件下径流小区的径流泥沙量与氮磷流失量进行多元回归分析，结果表明氮素流失量与地表径流量、壤中流量、泥沙量关系良好；磷素流失量只与地表径流量、泥沙量之间具有良好的线性关系，且回归方程分别为氮素流失量=11.417+0.009*地表径流量－0.075*壤中流量+0.003*泥沙量；磷素流失量=3.97－0.003*地表径流量+0.005*泥沙量。从而通过2010年商南鹦鹉沟天然降雨监测资料，进行线性回归分析，建立小区和流域把口站水土流失及养分流失之间的关系，再根据分析得到的线性回归模型及模拟降雨条件下径流小区的径流量、氮素流失量、磷素流失量计算模拟降雨条件下流域水土--养分流失关系。回归方程如下：氮素流失量=－0.985+2.871*流域径流量；磷素流失量=0.093+0.016*流域径流量。

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