植物籬配置模式對三峽庫區面源污染控制機理研究

《植物籬配置模式對三峽庫區面源污染控制機理研究》是依託西南大學，由何丙輝擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：植物籬配置模式對三峽庫區面源污染控制機理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何丙輝
• 依託單位：西南大學

項目摘要

採用野外調查與徑流小區、人工模擬降雨、環境同位素示蹤等試驗測定數據相結合的方法，以三峽庫區坡耕地為研究對象，分析篩選庫區適生且能控制面源污染的植物籬種類和配置模式；定量研究不同條件下植物籬配置模式對控制面源污染過程的影響及效益，確定控制面源污染的植物籬臨界帶間距範圍，建立植物籬配置模式下坡面土壤侵蝕及面源污染過程的CA模型，分析植物籬－農作系統中土壤土壤養分、水分時空變化分布格局，揭示植物籬控制面源污染機理。.農業面源對水環境的污染主要是由於耕作或者砍伐擾動土壤及其中的污染物在降雨徑流的作用下進入水體而引起。三峽庫區90%以上的地區為山地和丘陵，坡耕地過度開墾和移民就地後靠上山使庫區水土流失尤其突出，造成三峽水庫面源污染嚴重。開展植物籬配置模式對三峽庫區面源污染控制機理研究，對控制坡地水土流失，減輕三峽庫區的水體面源污染、水庫泥沙淤塞，維持生態環境的可持續發展具有重要理論意義和實踐價值。

結題摘要

通過標準徑流小區試驗，研究新銀合歡和香根草植物籬對坡面產流產沙、土壤養分分布和土壤微生物活性等的影響，並推導植物籬臨界帶間距；以紫花苜蓿（Medicago sativa）、香根草（V. zizanioides）、狗牙根（Cynodon dactylon）、百喜草（Paspalum natatu）為目標物種，分析根系對表土抗剪、抗沖性能的影響。主要研究結果如下： （1）10°、15°坡地上，新銀合歡和香根草植物籬均具有一定的水土保持效應。同坡度時，香根草優於新銀合歡；定植2年後，植物籬改變坡地微地形的效應開始顯現，且香根草比新銀合歡稍明顯。 （2）10°、15°坡地上，新銀合歡和香根草植物籬小區表層土壤機械組成和養分空間分布均發生變化且總體上香根草的影響大於新銀合歡。2010年，土壤細顆粒富集在坡腳、坡腰；養分富集在坡腳，坡頂流失量減少；部分養分富集在籬前。2011年，僅總磷的分布規律與2010年的類似。 （3）植物籬對土壤可蝕性K值的影響表現為：香根草＞新銀合歡，10°＞15°。土壤可蝕性K值與土壤砂粒含量、微團聚體粒徑＜0.002mm分散係數呈顯著正相關性；與土壤粉粒、粘粒、有機碳含量、團聚度及土壤顆粒分形維數呈顯著負相關性。 （4）新銀合歡和香根草植物籬可明顯提高土壤中有機碳含量、有機碳密度、土壤三大微生物數量、土壤微生物量碳、氮含量。坡腳及緩坡地的上述指標提高較明顯。此外，植物籬能提高土壤微生物生物量維持能力、基礎呼吸速率、微生物碳利用效率。 （5）10°、15°坡地，植物籬臨界帶間距分別為13.73、9.00m。當顆粒粒徑＜0.02 mm土粒的起動流速剛好處於臨界狀態時，10°、15°坡面產生細溝侵蝕的徑流流速分別為0.183、0.190 m/s。 （6）定植1年，紫花苜蓿等根系均能顯著增強表土層的抗剪性能和抗蟲性能。同徑級百喜草根的抗剪性能優於紫花苜蓿根。各徑級根長密度RLD與根乾重顯著或極顯著相關，但各徑級RLD與內摩擦角 、粘聚力 ，根乾重與內摩擦角 、粘聚力 均無顯著相關；各試驗小區的土壤抗沖指數ANS與沖刷時間t能較好地用二次多項式進行擬合且相關分析知RLD與抗沖指數ANS顯著相關，根表面積與抗沖指數ANS極顯著相關。