三峡库区腹心地带消落区土壤氮磷含量调查及其释放潜力分析

摘要

消落区是指江河、湖泊、水库等水体因季节性涨落使土地被周期性淹没和出露成陆形成的干湿交替的水陆衔接地带。三峡水库建成，按照“蓄清排混”的方式调节水位，将形成落差达30m，总面积达348.93Km2的消落区。消落区作为水陆衔接的过渡地带，具有敏感而脆弱的生态系统，对库区水体水质、特别是对水体富营养化的的影响是库区最值得关注的问题之一。消落区土壤在被淹没期间，可以通过一系列生物化学作用和上覆水体进行物质交换，在适当的条件下可以向上覆水体中释放氮、磷等营养物质，供给浮游植物的生长需要。因此，关于三峡库区消落区土壤的释放潜力和释放机理的研究是三峡库区水体富营养化防控和治理的重要环节。本文选取了三峡库区腹心地带五条典型支流的消落区土壤100个样品、近岸淹没区底泥25个样品，通过对土壤理化性质和氮磷形态的分析，得出以下结论：
　　 研究范围内，消落区土壤样品全氮含量在0.459～2.735mg/g之间，均值为1.317±0.483mg/g，淹没区底泥含量在1.003～1.917 mg/g之间，均值为1.368±0.174mg/g。不同流域氮素含量差异显著，朱衣河流域和大宁河流域氮素含量最高，远远高于研究范围内均值和其他流域含量，汝溪河流域次之，汤溪河流域全氮含量最小。不同流域淹没区底泥氮素分布也表现出明显差异。小江和汝溪河流域底泥氮素含量较高，朱衣河流域和大宁河流域氮素含量较低。不同土地利用方式的消落区之间全氮含量差异也达到显著水平，耕地消落区和园林消落区的全氮含量要明显高于河滩地消落区全氮含量。
　　 研究范围内，消落区土壤样品全磷含量在0.314～2.799mg/g之间，均值为0.676±0.282mg/g，淹没区底泥含量在0.484～0.987mg/g之间，均值为0.703±0.246mg/g。不同流域消落区土壤磷素之间差异不显著，朱衣河和大宁河消落区土壤全磷含量略高，小江流域次之，汤溪河流域最低。不同流域底泥磷素表现出较大差异，汝溪河底泥磷素含量最高，朱衣河和大宁河次之，小江流域最小。不同土地利用方式的消落区之间土壤磷素差异不显著。
　　 在所选取的样品中，Fe/Al-P的范围在0.013～0.101mg/g，占据TP的比重范围在3.73％～20.63％之间， Ca-P在0.019～0.203mg/g，Ca-P所占TP的比重范围在5.8％～35.39％之间，而OP占到了总磷的37.3％～89.81％，是这些样品中占据主导地位的磷形态。磷各种形态都与TP之间的相关性都达到了极显著水平，其中OP与TP的相关性最好，Fe/Al-P与TP的相关性较差。可见在所选取的样品中，TP主要受OP和Ca-P的影响。不同形态的磷之间相关性也达到了显著水平，但相关系数不高。
　　 相比一些城市型湖泊，库区消落区土壤氮、磷含量水平偏低，但与天然湖泊相比，库区消落区土壤氮、磷已经处于偏高水平。在所选取的样品中，可供生物利用的比率，(Fe/Al-P+OP)/TP达到了57.9％～94.2％之间，平均达到74.0％，和全国一些天然湖泊相比处于较高水平，可见研究范围内可供生物利用的磷的上限较高。若外界条件适宜，对上覆水体释放的潜力巨大。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1三峡库区水体富营养化研究现状

1.1.1三峡库区水体富营养化现状

1.1.2水体富营养化的环境因素研究

1.1.3水体氮磷营养物质研究

1.2消落区的研究现状

1.2.1消落区的概况

1.2.2消落区类型的划分

1.2.3消落区生态环境问题分析

1.3消落区对水体富营养化影响的研究进展

1.3.1消落区土壤理化性质研究

1.3.2消落区土壤氮磷吸附解析性质研究

1.3.3底泥氮磷性质与氮磷形态特征研究

1.3.4消落区土壤对上覆水体影响

1.4论文选题

1.4.1问题的提出

1.4.2研究目的和意义

1.4.3研究内容

2研究区域及样品的采集

2.1研究区域的选择及其基本概况

2.1.1研究区域及研究对象的选择

2.1.2五条支流的自然概况

2.1.3五条支流的消落区特征

2.2采样点位的选择

2.2.1采样点的选择原则

2.2.2采样点位置及特征

2.3样品的采集方法及前处理

2.3.1样品的采集

2.3.2样品的前处理

2.3.3实验室质量控制

3库区消落区土壤和淹没区底泥的氮素分布特征

3.1研究目的及试验方法

3.1.1研究目的

3.1.2试验方法

3.2不同流域氮素的分布特征

3.2.1小江流域消落区土壤和底泥氮素分布特征

3.2.2汝溪河流域和汤溪河流域土壤和底泥氮素分布特征

3.2.3朱衣河、大宁河流域土壤和底泥氮素分布特征

3.2.4不同流域消落区土壤和淹没区底泥氮素对比分析

3.3不同消落区类型氮素的分布特征

3.3.1研究范围内不同消落区土地类型的分布特征

3.3.2耕作地消落区土壤氮素分布特征

3.3.3园林地消落区土壤氮素分布特征

3.3.4河滩地消落区土壤氮素分布特征

3.3.5不同土地利用方式消落区土壤氮素对比分析

3.4小结

4库区消落区土壤和淹没区底泥磷素分布特征

4.1研究目的及试验方法

4.1.1研究目的

4.1.2试验方法

4.2不同流域磷素的分布特征

4.2.1小江流域消落区土壤和底泥磷素分布特征

4.2.2汝溪河、汤溪河流域土壤和底泥磷素分布特征

4.2.3朱衣河流域和大宁河流域土壤和底泥磷素分布特征

4.2.4不同流域消落区土壤和淹没区底泥磷素对比分析

4.3不同消落区类型磷素的分布特征

4.3.1耕作地消落区土壤磷素分布特征

4.3.2园林地消落区土壤磷素分布特征

4.3.3河滩地消落区土壤磷素分布特征

4.3.4不同土地利用方式消落区土壤磷素对比分析

4.4土壤和底泥中磷素形态的分布特征

4.4.1土壤和底泥中磷的赋存形态

4.4.2土壤和底泥磷形态分布特征

4.5小结

5库区消落区氮磷来源及其环境效应浅析

5.1消落区氮磷来源分析

5.1.1淹没前氮磷来源分析

5.1.2淹水后氮磷来源分析

5.1.3落干期氮磷来源分析及与普通陆源生态系统的对比

5.2各区域消落区生态环境效应分析

5.2.1研究范围内各流域消落区生态功能特征分析

5.2.2库区消落区土壤氮磷吸附容量和释放潜力分析

6结论和建议

6.1结论

6.2建议

致 谢

参考文献

附录