發(fā)布時間：2020-04-23 06:05

【摘要】：南方紅壤丘陵區(qū)是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮牡貐^(qū)之一,它地處亞熱帶,光熱資源充足,有利于植物生長。但是由于耕地數(shù)量少,土地資源的利用強(qiáng)度大,加之生產(chǎn)者對高經(jīng)濟(jì)利益的追求,使得大量施用氮磷肥、頻繁澆灌等問題普遍存在,尤其是在蔬菜地最為典型,而較多降雨的氣候條件,更是導(dǎo)致坡菜地隨水土流失輸出的氮磷急劇增多,造成了水體的富營養(yǎng)化。 蔬菜地是城市周邊的重要土地利用方式之一。蔬菜地氮磷肥使用量是水田、旱地的數(shù)倍,這不僅使蔬菜體內(nèi)硝酸鹽大量積累,潛在地威脅人畜健康,同時也對環(huán)境造成了很大壓力。因此本文對以白菜為例的坡菜地進(jìn)行氮磷流失規(guī)律研究,目的是了解城市周邊菜地土壤地表徑流中氮磷流失狀況及影響因素,研究結(jié)果對菜地合理施肥和減少菜地氮磷輸出具有重要意義。 基于水土流失—氮磷流失—水體富營養(yǎng)化的鏈?zhǔn)綑C(jī)理,本文采用室內(nèi)人工模擬降雨手段對坡面白菜地的產(chǎn)流產(chǎn)沙過程進(jìn)行模擬研究,結(jié)合四個主要影響因素：降雨強(qiáng)度、坡度、植被覆蓋度和土壤前期含水量,討論了產(chǎn)流及徑流攜帶泥沙的規(guī)律；重點(diǎn)分析了徑流中氮、磷的流失狀況和規(guī)律,白菜不同生長期內(nèi)徑流流失過程中徑流、泥沙和氮磷之間的相互關(guān)系,最后建立了場降雨過程中徑流載氮磷模型。獲主要結(jié)論如下： 1、降雨強(qiáng)度是影響徑流和入滲的主要因素,植被覆蓋度增加可以抑制降雨強(qiáng)度的作用。降雨強(qiáng)度、坡度和植被覆蓋度對徑流和入滲的影響是互相促進(jìn)的,其影響效果大于各自的幾何加值。徑流量和徑流產(chǎn)流時刻呈負(fù)相關(guān)。影響徑流產(chǎn)流時刻最大的因素是植被覆蓋度,而影響徑流延續(xù)時間最大的因素是降雨強(qiáng)度。結(jié)合白菜的各生長期來看,不論是降雨強(qiáng)度增加還是坡度變陡,都將使得各生長期徑流量之間的差異減小 2、氮流失類型與產(chǎn)流方式關(guān)系密切,當(dāng)坡地產(chǎn)生“蓄滿”徑流時,氮流失以可溶性氮流失較多；坡地產(chǎn)生“超滲”徑流時,則氮流失中不可溶性氮流失所占比例增加。但是兩種情況下,均是以可溶性氮流失為主,其中又以硝氮流失所占比例最大。結(jié)合白菜的各生長期來看,氮流失主要發(fā)生在蓮座期和包心前期。 3、坡地越緩,施肥對氮流失的影響越大,徑流中可溶性氮占總氮的比例越高。坡度對硝氮流失量的影響大于對流失濃度的影響。氨氮流失量在5個生長期內(nèi)的順序為：包心后期包心中期包心前期蓮座期苗期,白菜對氮的吸收并不能明顯影響氨氮的流失。徑流中氨氮占總氮的百分比隨白菜生長而上升,硝氮占總氮的百分比則隨著白菜生長而下降。 4、植被覆蓋度是對磷流失影響最大的因素,其次是坡度,然后是降雨強(qiáng)度。和氮流失一樣,不同的產(chǎn)流方式對磷的流失形態(tài)也有重要影響,當(dāng)徑流是超滲產(chǎn)流時,容易導(dǎo)致顆粒態(tài)磷的流失,通常容易發(fā)生在苗期和蓮座期；當(dāng)徑流是蓄滿產(chǎn)流時,容易導(dǎo)致可溶性磷的流失,通常容易發(fā)生在包心期內(nèi)。 5、徑流載顆粒態(tài)磷的量和產(chǎn)沙量關(guān)系密切。坡度變陡對白菜生長周期內(nèi)可溶性磷流失的影響小于對顆粒態(tài)磷流失的影響。各因素影響徑流中顆粒態(tài)磷占總磷的比例和顆粒態(tài)磷流失模數(shù)的強(qiáng)弱順序是降雨強(qiáng)度坡度植被覆蓋度土壤前期含水量。 6、在考慮了4個影響因素：降雨強(qiáng)度、坡度、植被覆蓋度和土壤前期含水量的基礎(chǔ)上,建立了模擬白菜坡地徑流載氮磷量的模型,經(jīng)過驗證,模型75%的驗證值和實(shí)測值之間誤差在5%之內(nèi),線性相關(guān)性良好。 本文的主要創(chuàng)新點(diǎn)為： 1、針對場降雨過程,明確了從產(chǎn)流開始至產(chǎn)流結(jié)束階段內(nèi)氮、磷流失的動態(tài)變化,試驗結(jié)果表明場降雨過程中徑流載氮、磷流失的濃度基本穩(wěn)定,但是流失量隨降雨時間延長而增加。 2、在降雨條件下,把徑流載氮磷流失過程和白菜生長周期相結(jié)合,得出在白菜各生長期內(nèi),常規(guī)農(nóng)事習(xí)慣下的白菜地氮磷流失特征之間的不同,主要體現(xiàn)在徑流中氮磷含量和形態(tài)變化上,其中,氮流失主要發(fā)生在蓮座期和包心前期；顆粒態(tài)磷流失主要在苗期和蓮座期,可溶態(tài)磷主要在包心期。 3、在降雨強(qiáng)度、坡度、植被覆蓋度和土壤前期含水量等因素的基礎(chǔ)上,建立了坡菜地場降雨過程中地表徑流載氮磷量的模擬模型,并且經(jīng)驗證,模型75%的驗證值和實(shí)測值之間誤差在5%之內(nèi),線性相關(guān)性良好。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X52

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本文編號：2637435