丹江口水库消落带土壤氮素、有机质分布特征及通量分析

来源 :华北水利水电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aidilj
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丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,其水质安全影响着中线工程沿线各城市的用水安全,消落带作为水库生态系统的重要组成部分,是泥沙、有机物、农业化肥、生活污水等污染源进入库区水体的最后一道屏障,在水库淹水~落干期间,消落带土壤中的有机质、氮素通过物理、化学、生物过程在上覆水、土壤、大气中迁移转化,影响库区水质。因此,研究消落带土壤有机质、氮素分布特征与通量,对明析库区生态系统营养元素的地球化学循环,保护水库水质安全有着重要的实践作用。本论文主要分析了丹江口水库消落带在2018~2019年淹水~落干期间的土壤理化特征,有机质及氮素的相关性,及其在不同时间、不同土壤类型、不同区域的分布特征,并通过数理统计分析,估算了不同时期内消落带土壤有机质、氮素通量,主要结论如下:(1)丹江口水库消落带土壤温度变化主要受季节变化影响,土壤酸碱度整体上呈中性偏弱碱性;含水率其中多数处于20%~50%,且淹水期要略高于落干期;不同监测区域电导率变化幅度较大,但随着时间变化整体上呈上升趋势;消落带土壤粒径组成在整体上表现为粉粒>沙粒>粘粒,淅川1与南阳9、14、15号监测区域为沙壤土,其余监测区域均为粉壤土。(2)不同土壤类型有机质平均含量表现为粉壤土>沙壤土,不同区域内有机质的平均含量表现为南阳>淅川>汉江,淹水期中,消落带土壤有机质含量存在一定的波动,整体上保持平稳下降;落干期中,随着落干时间额延长,消落带有机质的含量增加显著。落干期消落带农业生产等人类活动导致了消落带土壤有机质的积累。(3)消落带土壤总氮含量在淹水期中随时延长而逐渐降低,在落干期中,总氮含量随时间延长略有升高,整体上看总氮含量有着较为明显的升高。无机氮在淹水期中含量稳定,在落干期中略有下降,受落干初期的人类活动影响,无机氮在土壤中呈积累趋势。空间分布上南阳主体库区受农业面源影响较为显著,各形态氮素含量均高于整体库区的平均含量,是影响库区氮素含量水平的主要地区,在淹水期水位上涨时,其消落区水体潜在富营养化风险最大。相关性分析表明,有机质与各形态氮相关性显著(P<0.01),总氮与含水率、电导率显著正相关(P<0.01),有机氮与含水率、电导率显著正相关(P<0.01),硝态氮与含水率电、导率显著正相关(P<0.01),氨态氮与无机氮显著正相关(P<0.01)。(4)淹水期中,有机质通量淹水期=-307285t,总氮通量淹水期=-7779t,落干期中,有机质通量落干期=585333t,总氮通量落干期=6941t,在2018~2019年淹水~落干周期循环中,丹江口水库消落带土壤有机质总量增加了278049t,氮素减少了838t。
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