不同宽度森林河岸带对土壤氮素截留转化效率影响

摘要

随着工农业的发展，由氮素等营养元素过量引起的水体富营养化问题是当今世界面临的重大的环境问题之一。来自农耕区，城镇污水排放等氮素污染物在经过河岸带时，健康的河岸缓冲带能够对其有效截留转化。但是能够有效截留转化氮素的最小河岸带宽度尚不明确。研究河岸带宽度与土壤氮素截留转化效率的关系可以为我国的水体污染防治，河岸带建设与管理提供理论指导，为我国土地资源的合理利用提供技术支持。本研究在黑龙江省尚志市帽儿山实验林场尖砬沟森林培育实验站辖区内一2级溪流旁的河岸带高地位置进行模拟农田施肥，进行施肥干扰，并周期性采集实验区内25 cm和50 cm土壤深度水样，测定其硝态氮和铵态氮浓度浓度值，计算河岸带对硝态氮和铵态氮的清除效率。研究结果表明： 1)．土层25 cm硝态氮、土层25 cm铵态氮和土层50 cm铵态氮在很短的距离上即可100％清除(宽度≤10 m)； 2)．土层50 cm硝态氮在该河岸带上也能有效被清除，且不同宽度河岸带对其截留转化效率差异显著，河岸带越宽，对氮素的清除效率越高，30 m样带上，3 m、10 m、20 m宽度上平均清除效率分别是18.36％，54.78％和92.72％(P<0.001)，20 m样带上，3 m、10 m宽度上平均清除效率分别是82.01％、93.65％(P<0.01)，10 m样带上，3 m、5 m宽度上平均清除效率分别是74.28％、91.17％(P=0.271)； 3)．氮素在河岸带上的清除存在明显的空间异质性，越靠近溪流岸边，清除效率越高，30 m、20 m、10 m样带上的前3 m平均清除效率分别是18.36％、82.01％、74.27％(P=0.002)，30 m、20 m样带上的前10 m平均清除分别是54.78％和93.65％(P<0.001)： 4)．氮素污染物在进入河岸带后，河岸带对其的清除作用主要发生进入河岸带的前部，5 m宽的河岸带即可清除>54.78％的氮素。根据本试验的数据结果，针对该地区，河岸带如果设计合理，10 m宽度即可截留91.17％的氮素进入溪流。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1引言

1.2河岸带定义及研究历史回顾

1.2.1河岸带定义

1.2.2河岸带研究历史回顾

1.3河岸带对氮素截留转化机制

1.3.1物理过程

1.3.2生物和生物化学过程

1.4影响河岸带氮素截留转化效率的因素

1.4.1河岸带水文学过程

1.4.2河岸带土壤特征

1.4.3河岸带植被状况

1.4.4人类活动

1.4.5季节

1.5河岸带截留转化氮素效率研究方法

1.5.1直接测量法(Direct Methods)

1.5.2传统示踪方法(conservative trace motheds)

1.5.3同位素示踪方法(15N isotopic trace motheds)

1.6河岸带研究和管理中存在的问题

1.7本文研究目的和意义

2研究方法

2.1研究地区自然概况

2.2试验地植被状况

2.3试验设计

2.4采样器安装

2.5样品采集与分析

2.6数据分析

3结果与分析

3.1各采样点铵态氮和硝态氮浓度

3.2距溪流不同距离铵态氮和硝态氮浓度

3.3不同宽度河岸带氮素清除效率

3.3.1硝态氮清除效率

3.3.2铵态氮清除效率

3.4河岸带不同位置清除效率

3.4.1河岸带不同位置硝态氮清除效率

3.4.2河岸带不同位置铵态氮清除效率

3.5河岸带上氮素清除位置

3.5.1单位距离硝态氮清除

3.5.2单位距离铵态氮清除效率

4讨论

4.1不同宽度河岸带氮素清除效率比较

4.1.1不同宽度河岸带硝态氮清除效率比较

4.1.2不同宽度河岸带铵态氮清除效率比较

4.2河岸带不同位置清除效率比较

4.3河岸带上氮素清除位置

4.4小结

结论与建议

1结论

2建议

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢