三峽水庫(kù)消落帶土壤碳氮磷分布及其交換通量研究.pdf

1、三峽水庫(kù)周期性的蓄水會(huì)在兩岸形成一段特殊的區(qū)域--消落帶，每年消落帶交替處于淹沒和非淹沒狀態(tài)，其生態(tài)系統(tǒng)會(huì)受到水陸兩個(gè)界面的交替影響。因此，研究消落帶土壤淹水前后碳氮磷的變化及對(duì)水體生源要素的貢獻(xiàn)，可為揭示消落帶與水體水質(zhì)間的響應(yīng)關(guān)系和消落帶污染負(fù)荷的控制與管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本研究針對(duì)三峽水庫(kù)巫山-重慶主城區(qū)段消落帶，分析了該區(qū)域土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷含量的分布規(guī)律以及土壤理化特征，并通過土壤有機(jī)質(zhì)和氮磷含量在淹水前后的變化，采用構(gòu)建的

2、通量估算方法估算了庫(kù)區(qū)消落帶土壤總通量，同時(shí)研究了環(huán)境因素對(duì)消落帶水土界面碳氮磷交換通量的影響，獲得了以下主要結(jié)論：
　　 ①研究區(qū)域消落帶土壤有機(jī)質(zhì)含量服從正態(tài)分布，其值介于1.10～26.10 mg/g之間。土壤全氮含量近似服從正態(tài)分布，其值介于0.54～3.29 mg/g之間。土壤全磷含量服從正態(tài)分布，其值介于0.28～1.32 mg/g之間。通過與未淹水土樣對(duì)比，可知干濕交替可減小消落帶土壤有機(jī)質(zhì)和全磷含量在不同采樣點(diǎn)之

3、間的差異。土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量在不同土壤類型中差異均不顯著，而黃壤的全磷含量顯著高于紫色土和沖積潮土。
　　 ②研究區(qū)域消落帶土壤主要由粉粒和砂粒組成，共占90.93％。土壤pH值介于5.60～8.09之間，絕大部分土樣屬于中性和堿性的范疇。土壤氧化還原電位介于-64.40～81.20 mV之間，其中呈還原性的土壤占到83.10％。土壤含水率介于3.1‰74.2％，電導(dǎo)率介于0.03～0.76 ms/cm。
　　 ③消落

4、帶土壤有機(jī)質(zhì)與全氮呈極顯著正相關(guān)，表明有機(jī)質(zhì)和全氮具有大致相同的輸入和輸出途徑。此外，消落帶土壤C/N相對(duì)較低，介于0.94～12.24之間，意味著消落帶土壤有機(jī)氮易于礦化，并增大向水體釋放的可能性。且土壤有機(jī)質(zhì)與土壤C/N的相關(guān)性極顯著，表明土壤C/N主要由土壤有機(jī)質(zhì)含量決定。
　　 ④消落帶土壤有機(jī)質(zhì)含量在落干期間略有降低，在淹水期間由于有機(jī)質(zhì)不利于分解而有所積累，在經(jīng)歷干濕交替后消落帶土壤有機(jī)質(zhì)含量最終有所升高。消落帶土壤

5、全氮含量在落干期間有所升高，在淹水期間土壤氮素可能會(huì)向上覆水釋放或者反硝化脫氮，而在經(jīng)歷干濕交替后消落帶土壤全氮含量變化很小。消落帶土壤全磷含量在落干期間變化很小，在淹水期間土壤磷素可能會(huì)向上覆水釋放，而經(jīng)過干濕交替后消落帶土壤全磷含量略有降低。
　　 ⑤根據(jù)消落帶的特點(diǎn)和充分利用土壤指標(biāo)數(shù)據(jù)，構(gòu)建了估算水庫(kù)消落帶土壤碳氮磷通量的方法。經(jīng)計(jì)算落干期消落帶通量估算結(jié)果分別為：全氮通量為43845t，全磷通量為-2025 t，有機(jī)質(zhì)

6、通量為-42208 t；蓄水期期間，消落帶全氮通量為48764t，全磷通量為7932 t，有機(jī)質(zhì)通量為-62117t。而經(jīng)歷一個(gè)淹水-落干周期，消落帶有機(jī)質(zhì)含量增加了19909 t，全氮和全磷含量分別減少了4919 t和9958 t。
　　 ⑥通過消落帶土壤室內(nèi)淹水實(shí)驗(yàn)可知，無機(jī)氮、磷酸鹽和總有機(jī)碳在水土界面的交換通量均隨溫度的升高而增加。氨氮和總有機(jī)碳在中性條件下交換通量最大，硝氮交換通量隨pH值的增大而升高，磷酸鹽交換通量隨