姚單君，任 維， 王震洪*，劉立波，2

(1.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.凱里學(xué)院 環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，貴州 凱里 556011)

貴陽(yáng)市花溪河岸喀斯特帶地表徑流中磷流失和土壤入滲分析

姚單君1，任 維1， 王震洪1*，劉立波1，2

(1.貴州大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025；2.凱里學(xué)院 環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，貴州 凱里 556011)

河岸帶是流域生態(tài)系統(tǒng)水陸交錯(cuò)帶，河岸帶研究對(duì)重點(diǎn)流域環(huán)境保護(hù)和面源污染控制有著重要的意義。本研究選擇貴州省貴陽(yáng)市花溪河作為研究對(duì)象，通過野外實(shí)地調(diào)查對(duì)河岸帶分類，利用河水模擬地表徑流對(duì)不同類型河岸帶的沖刷，并采用徑流槽收集徑流，測(cè)定徑流中P含量，同時(shí)測(cè)定河岸帶土壤磷相關(guān)化學(xué)性質(zhì)、水分-物理性質(zhì)，分析喀斯特河岸帶P釋放規(guī)律。結(jié)果表明：花溪河可劃分為9種不同類型的河岸帶；不同河岸帶土壤水分累積入滲量差異顯著，丘陵谷地+壤土+溝渠(護(hù)渠堤)+中重度干擾河岸帶類型經(jīng)五次加水后未產(chǎn)生徑流，累積入滲量最高為4000±0 mL。河岸帶土壤水分入滲量隨著加水次數(shù)的增加而減小，最后達(dá)到穩(wěn)滲。不同河岸帶類型單位體積徑流中總磷含量和磷酸鹽含量差異均顯著，丘陵谷地+渣土+風(fēng)景名勝設(shè)施用地+中度干擾河岸帶類型單位體積地表徑流平均總磷含量和磷酸鹽含量最高，分別為0.249±0.005 mg/L和0.242±0.003 mg/L，達(dá)到Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)，且隨著加水次數(shù)的增加，徑流中的磷含量逐漸降低。試驗(yàn)所用的徑流槽可用于收集地表徑流，測(cè)定地表徑流量，進(jìn)而得到入滲量，認(rèn)識(shí)土壤入滲和土壤P釋放規(guī)律。

喀斯特；花溪河；河岸帶；P流失；累積入滲量

磷是促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的根本元素之一，尤其是在我國(guó)，在不可能大規(guī)模擴(kuò)大耕地而且耕地逐年減少的情況下，磷肥的投入是實(shí)現(xiàn)我國(guó)糧食增產(chǎn)最有效的措施之一。但是磷肥的投入帶來(lái)了令人擔(dān)憂的環(huán)境問題。幾十年來(lái)的研究表明，土壤中磷素的釋放會(huì)隨著地表徑流遷移，對(duì)水環(huán)境質(zhì)量有著最直接的影響[1-3]。河岸帶是土壤中P進(jìn)入河流的最后一關(guān)，降雨產(chǎn)生的地表徑流直接將土壤中的P 溶解帶入河流，或者通過水土流失直接將土壤帶入河流，并在水體中緩慢釋放。在大多數(shù)河流周圍，單位土地面積化肥施用量大，土壤 P 累積顯著增高，通過地表和地下滲流向水體釋放的風(fēng)險(xiǎn)日益增大，而河岸帶被認(rèn)為對(duì)河流兩側(cè)土地磷流失具有防護(hù)作用?；诤影稁У奈恢锰厥庑砸约坝纱硕a(chǎn)生的功能復(fù)雜性，河岸帶必須得到合理的保護(hù)、開發(fā)和利用，從而滿足河岸帶資源綜合利用、河流保護(hù)和污染防治的需求。

國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)室或野外試驗(yàn)，研究了河岸帶的形成過程、范圍，河岸帶的結(jié)構(gòu)、水文等特征以及河岸帶的功能，部分學(xué)者也研究了河岸帶土壤類型、植被組成和生長(zhǎng)狀態(tài)，寬度和坡度等這些影響因素對(duì)河岸帶P截留效果的影響，以及P在河岸帶表土層中飽和入滲的運(yùn)移規(guī)律等。同時(shí)，也有研究表明喀斯特地區(qū)河流生態(tài)環(huán)境更加敏感、脆弱，河流治理中應(yīng)該更加重視流域面的治理，研究其河流水質(zhì)，并得到喀斯特地區(qū)典型多自然型城市河流治理綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)法等[4-9]。然而，不同河岸帶在地表徑流的沖刷下土壤P 釋放規(guī)律的研究尚未見報(bào)道，且本實(shí)驗(yàn)使用徑流槽來(lái)模擬徑流的方法未有研究人員使用過，使用徑流槽便于收集地表徑流，測(cè)定地表徑流量，同時(shí)得到入滲量。本研究以花溪河為例首次探討了喀斯特河岸帶地表徑流中磷流失和土壤入滲過程，以便為喀斯特河岸帶重建、流域農(nóng)業(yè)面源污染控制和水體富營(yíng)養(yǎng)化治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

花溪河位于貴州省貴陽(yáng)市花溪區(qū)，處于東經(jīng)106°27′～106°52′，北緯26°11′～26°34′，素有“高原明珠”之稱?；ㄏ訛槟厦骱由嫌危l(fā)源于貴州省平壩縣林卡鄉(xiāng)百泥田村，河水流經(jīng)廣順，從龍山峽進(jìn)入花溪境內(nèi)，經(jīng)螃蟹井、平橋、花溪公園、國(guó)家濕地公園，到達(dá)中曹司，其下游為四方河，是長(zhǎng)江水系烏江流域清水河的源頭，集水面積 356 km2，河面寬 20～35 m，河長(zhǎng)大于20 km，整個(gè)流域地形基本屬于山地丘陵。該河水質(zhì)清澈，水生生態(tài)保持較好，整個(gè)河段水質(zhì)除個(gè)別指標(biāo)外，都符合地表水 I 類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。花溪河是貴陽(yáng)中心城區(qū)重要飲用水源，整條河的河岸帶類型豐富，下雨易形成徑流，使土壤中P釋放進(jìn)入河流[10]。

1.2 野外調(diào)查與布點(diǎn)采樣

對(duì)整條花溪河進(jìn)行調(diào)查(包括支流天河潭河段)，調(diào)查內(nèi)容包括地形(如臺(tái)地、丘陵、峽谷、人工溝河岸等)、土壤質(zhì)地(粘質(zhì)土、壤質(zhì)土、砂質(zhì)土)、土地利用類型(林地、草地、耕地、建設(shè)用地等)及植被覆蓋度等。通過調(diào)查分析，確定了9個(gè)河岸帶類型(表1)。選擇9個(gè)代表性河岸帶作為研究點(diǎn)，從上游至下游分別為湖潮村、上車田村、葵花山村、茅草村(兩點(diǎn))、松柏村橋、黃金大道對(duì)面、花溪公園、孔學(xué)堂(圖1)。在每個(gè)采樣點(diǎn)設(shè)置3個(gè)重復(fù)點(diǎn)進(jìn)行土壤樣品的采集和原位徑流試驗(yàn)。土壤樣品的采集通過小鏟采集表層土樣(0～20 cm)，將3個(gè)重復(fù)點(diǎn)的土壤采集等量放入一個(gè)密封袋中混合。原位徑流試驗(yàn)則是在設(shè)置好的3個(gè)土壤采樣點(diǎn)旁邊分別利用徑流槽模擬徑流沖刷試驗(yàn)，徑流槽尺寸為50×15×10 cm3。具體過程如下：用鐵錘將徑流槽打入土中5 cm左右，再用量筒量取800 mL河水，量筒中倒出的水流通過裝有玻璃珠的流速調(diào)節(jié)器進(jìn)入徑流槽(保持流速一致)，在徑流槽下端用量筒收集地表徑流，測(cè)出徑流量，并裝入準(zhǔn)備好的塑料瓶中，重復(fù)加水，直至收集的地表徑流水量達(dá)到穩(wěn)定。

采用徑流槽測(cè)定土壤徑流，還可以同時(shí)得到土壤入滲量。其中累積入滲量為從第1次開始沖刷到最后1次沖刷結(jié)束的土壤入滲量。

入滲量(mL)=加入水量-地表徑流量-蒸發(fā)量(蒸發(fā)量記為0 mL)

圖1 花溪河采樣點(diǎn)示意圖Fig.1 Sketch of the sample points of Huaxi River表1 花溪河采樣點(diǎn)河岸帶類型Tab.1 Riparian zones of the sample points of Huaxi River

河岸帶類型編號(hào)采樣點(diǎn)植被覆蓋率(%)坡度(°)丘陵坡地+壤土+草地+中度干擾A松柏村橋500丘陵谷地+壤土+內(nèi)陸灘涂+輕度干擾B茅草村S300丘陵谷地+壤土+草地+中度干擾C茅草村T1000丘陵坡地+壤土+水工建筑用地+重度干擾D葵花山村0.521丘陵谷地+壤土+人工濕地+中度干擾E上車田1000丘陵谷地+壤土+溝渠(護(hù)渠堤)+中重度干擾F湖潮村8025丘陵谷地+壤土+林地+中度干擾G黃金大道對(duì)面1000丘陵谷地+渣土+風(fēng)景名勝設(shè)施用地+中重度干擾H孔學(xué)堂157丘陵谷地+渣土+風(fēng)景名勝設(shè)施用地+中度干擾I花溪公園10018

1.3 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定

在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定野外模擬徑流試驗(yàn)中收集的徑流和沖刷所用河水的總磷含量和磷酸鹽含量，以及采集土樣的部分物理化學(xué)性質(zhì)。

采集回來(lái)的土壤樣品，采用氫氧化鈉鉬銻抗比色法測(cè)定土壤全磷，碳酸氫鈉浸提法測(cè)定土壤有效磷，重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)(OM)。

1.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件和EXCEL軟件分析河岸帶環(huán)境因子與地表徑流中磷流失關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同河岸帶類型地表徑流量和土壤入滲量

對(duì)不同河岸帶類型土壤地表徑流量進(jìn)行分析得到圖2，從圖中不難看出不同河岸帶類型地表徑流量差異顯著，其中單次加水地表徑流量最高的是類型C，為716±5 mL，最低的類型有D、F、I，為0 mL；幾次加水累積地表徑流量最高的是類型G，為2991.67±34.56 mL，最低的是類型F(原位模擬沖刷試驗(yàn)過程中不產(chǎn)生徑流)為0 mL，類型C和類型G土壤地表徑流大是由于受到人類或動(dòng)物的踩踏，使得土壤變得緊實(shí)，入滲量??；而類型F不產(chǎn)生地表徑流是因?yàn)槠渫寥澜Y(jié)構(gòu)受人類活動(dòng)影響(如翻挖)，土壤孔隙增大，土壤入滲量增大。同時(shí)，隨著加水次數(shù)的增加，地表徑流量呈上升趨勢(shì)。

通過觀測(cè)的地表徑流量計(jì)算出相應(yīng)的入滲量，歸納出土壤水分累積入滲量(表2)。通過分析我們可以得出，不同河岸帶類型土壤水分累積入滲量差異顯著。類型G土壤水分累積入滲量最小，為1 008.33±34.56 mL，而類型F土壤水分累積入滲量最高，為4 000±0 mL，其次是類型I，為3 861.33±0.13 mL。

通過對(duì)不同河岸帶類型土壤的入滲情況整理得到圖3，從圖中不難看出河岸帶土壤入滲量不斷減小，最后達(dá)到穩(wěn)滲。除了個(gè)別采樣點(diǎn)，一般在第2次加水后，入滲量就急劇減弱。這與陳楚楚等[11]的研究相一致，說(shuō)明隨著水分的滲透，土壤間孔隙達(dá)到飽水狀態(tài)，土壤基質(zhì)勢(shì)梯度量值減小，基質(zhì)吸力對(duì)水分的作用力也迅速減少，在開始階段表現(xiàn)得最為明顯。同時(shí)陳安強(qiáng)[12]的研究對(duì)這一觀點(diǎn)有極好的印證，指出含水率與基質(zhì)吸力呈較好的冪函數(shù)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.997。入滲量越大表示土壤的滲透性越好，通常土壤的滲透性能好，地表水向土壤中滲透的能力就越強(qiáng)，地表徑流的量就越小。

圖2 不同河岸帶類型地表徑流量Fig.2 Surface runoff of different riparian zone表2 不同河岸帶類型土壤水分累積入滲量Tab.2 The cumulative infiltration volume of different riparian zone

河岸帶類型ABCDEFGHI累積滲透量(mL)1950±301276.67±35.231358.33±203810.67±42.551223.33±36.824000±01008.33±34.562336.67±33.223861.33±0.13

圖3 花溪河河岸帶不同采樣點(diǎn)入滲過程曲線Fig.3 The water infiltration curves of Huaxi River riparian zone with different sampling points

3.2 不同河岸帶類型地表徑流中磷流失量

通過對(duì)每次收集的地表徑流中總磷含量和磷酸鹽含量的測(cè)定得到圖4和圖5(不包含湖潮村，圖中磷含量為減去沖刷用水后原有含磷量之后的值)，從圖中不難看出，不同河岸帶類型地表徑流中總磷含量和磷酸鹽含量均差異顯著。隨著不斷的沖刷，徑流中的總磷含量和磷酸鹽含量均逐漸降低，直至收集的地表徑流中磷含量接近于0。

計(jì)算出不同河岸帶類型每次收集地表徑流中總磷含量和磷酸鹽含量的平均值得到表3，可以看出不同河岸帶類型地表徑流平均總磷含量在0.008～0.24±0.001～0.03 mg/L之間，差異顯著，達(dá)到了Ⅰ類、Ⅱ類或Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)。平均磷酸鹽含量在0.005～0.24±0.001～0.02 mg/L之間，差異顯著。地表徑流平均總磷含量和磷酸鹽含量最高的是類型I，為0.249±0.005 mg/L和0.242±0.003 mg/L，達(dá)到Ⅲ類地表水標(biāo)準(zhǔn)。最低的是B，含量為0.008±0.001 mg/L和0.005±0.001 mg/L，達(dá)到Ⅰ類地表水標(biāo)準(zhǔn)。可見花溪河流域河岸帶整體環(huán)境條件較好，地表徑流中磷流失量均較小，如無(wú)人為故意污染，地表徑流基本不會(huì)造成河流水體中磷含量超標(biāo)。

表3 不同河岸帶類型地表徑流中磷平均含量Tab.3 The average contents of P in surface runoff of different riparian zone

圖4 不同河岸帶類型地表徑流中總磷含量變化曲線

Fig.4 The curve of contents of TP in surface runoff of different riparian zone

圖5 不同河岸帶類型地表徑流中磷酸磷含量變化曲線Fig.in surface runoff of different riparian zone

2.3 影響河岸帶土壤入滲及地表徑流中磷流失的因子分析

通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得土壤的部分理化性質(zhì)(表4)，對(duì)這些性質(zhì)進(jìn)行分析得出：花溪河流域各河岸帶類型土壤pH值差異不顯著，采樣點(diǎn)土壤pH均值為6.71。其中B土壤 pH值最大，為8，屬于堿性土壤，D土壤pH值最小，為6，屬于弱酸性土壤，G的pH值為6.3，C、E、F的pH值為6.5，也屬于弱酸性土壤。A、H、I的pH值在6.5～7.5之間，屬于中性土壤?？梢娀ㄏ恿饔蚝影稁寥纏H值相差不大，大多呈弱酸性或中性。

表4 花溪河不同河岸帶類型土壤理化性質(zhì)Tab.4 The soil physical and chemical properties of different riparian zone

有機(jī)質(zhì)是土壤養(yǎng)分的主要來(lái)源，可促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)形成，改善土壤物理性質(zhì)，提高土壤保肥能力和緩沖性能，具有生理活性，能促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，具有絡(luò)合作用，有助于消除土壤的污染，由于缺乏凋落物豐富的森林植被，再加上土壤水分充足，有機(jī)物分解緩慢，河岸帶土壤有機(jī)質(zhì)含量普遍低于同緯度的森林土壤[13]。不同河岸帶類型土壤有機(jī)質(zhì)含量差異極顯著，B土壤有機(jī)質(zhì)含量最高，為90.82 g/kg。F土壤有機(jī)質(zhì)含量最低，為13.80 g/kg。且由表可知，花溪河流域河岸帶土壤有機(jī)質(zhì)含量整體處于較高水平，這可能是由于其河岸帶受河流的影響較大，使得土壤生物種類、數(shù)量豐富，有機(jī)質(zhì)積累較多。

不同河岸帶類型土壤全磷含量差異不顯著?；ㄏ恿饔蛲寥廊缀吭?. 2～0.7 g/kg之間，全磷含量處于中等水平。其中，H土壤全磷含量最高，D土壤全磷含量最低。不同河岸帶土壤的速效磷含量在4～21 mg/kg之間，差異顯著。其中B土壤速效磷含量最高，為20.19 mg/kg，其含量水平高，若種植一般作物不需要施磷。D速效磷含量最低，為1.10 mg/kg，含量水平極低。A與F土壤速效磷含量在3～7 mg/kg之間，含量水平低。其余河岸帶類型土壤速效磷含量在7～20 mg/kg之間，含量水平中等?？傮w來(lái)說(shuō)，花溪河流域河岸帶土壤速效磷含量水平中等。D土壤磷含量最低的原因是其為建設(shè)用地裸露地，無(wú)植被，物理性狀差，保肥能力弱，土壤有效態(tài)營(yíng)養(yǎng)元素流失嚴(yán)重。

因?yàn)楹影稁Ь嚯x水體近，地下水位高，土壤受橫、縱雙向水分滲透的影響，河岸帶土壤含水量普遍較高。而近水區(qū)與遠(yuǎn)水區(qū)相比，近水區(qū)土壤含水量大于遠(yuǎn)水區(qū)土壤含水量[14]。并且河岸帶粉粒、黏粒與較高地相比有增多的趨勢(shì)，土壤結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，團(tuán)聚度也隨之增大。這也是森林、草地河岸帶位于河流邊緣位置的滲透速度小于其它位置，而土壤持水能力顯著高于其它位置的原因[15]。

運(yùn)用SPSS軟件對(duì)以上影響土壤入滲的因子與累積入滲量進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果詳見表5。從表5可知，干擾程度和坡度與土壤的累積滲透量具有顯著正相關(guān)性，而土壤有機(jī)質(zhì)含量和含水率與土壤的累積滲透量有著顯著的負(fù)相關(guān)性，其余的影響因子與其相關(guān)性均不顯著。干擾程度越大，土壤松散物質(zhì)較多，土壤的滲透能力越大。土壤的初始含水率越高，土壤的入滲量就越少。這與大多數(shù)研究結(jié)論一致[11，16]。本次研究表明，坡度越大，土壤的累積入滲量越大，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，累積入滲量

表5 土壤累積入滲量與影響因子相關(guān)性分析Tab.5 Correlation analysis of the cumulative infiltration volume and influence factor

注： “**”表示在0.01水平( 雙側(cè))上顯著相關(guān)，“*”表示在0.05水平( 雙側(cè))上顯著相關(guān)，下同。

越低，這與前人的研究結(jié)果不一樣。通常坡度越大入滲量應(yīng)越小，因?yàn)槠露仍酱罅魉僭娇欤霛B量就相對(duì)減少，而土壤有機(jī)質(zhì)通過促進(jìn)團(tuán)聚體的發(fā)育、形成而影響土壤的入滲性能，應(yīng)含量越高入滲能力越高[13]。本研究出現(xiàn)這一相反結(jié)果可能是由于其他的影響因子掩蓋了其對(duì)土壤入滲能力的影響，以及本研究區(qū)域?qū)儆诳λ固氐匦?，土壤中時(shí)常含有小石塊，對(duì)入滲結(jié)果產(chǎn)生了較大影響。如本研究區(qū)域有機(jī)質(zhì)背景值較高，通過相關(guān)性分析得出土壤有機(jī)質(zhì)含量與含水率為顯著正相關(guān)關(guān)系，高含水率使得土壤入滲能力相對(duì)下降，且本研究區(qū)域?qū)儆诤影稁В鲗?duì)土壤影響較大，使得含水率的影響能力超過了土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的影響，反而出現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)含量與累積入滲量呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

將影響地表徑流中磷含量的因子與地表徑流中平均總磷含量和磷酸鹽含量做相關(guān)性分析，結(jié)果見表6。從表6中可知，地表徑流中總磷含量與坡度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與含水率呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。坡度越大，徑流流速越快，更易帶走土壤表面累積的磷，進(jìn)而使地表徑流中磷含量相對(duì)較高，而土壤含水率越高，土壤水分中含有的磷則較多，使得徑流能帶走的磷相對(duì)減少。徑流中磷酸鹽的平均含量與所有影響因子的關(guān)系均不顯著。其中植被覆蓋度與地表徑流中磷含量相關(guān)性不顯著與崔力拓[17]等的研究相一致，植被覆蓋度的增加不能減少土壤中水溶性磷的流失。

表6 徑流平均磷含量與影響因子相關(guān)性分析Tab.6 Correlation analysis of the average contents of P in surface runoff and influence factor

3 結(jié)論與討論

同其他的研究方法相比，利用徑流槽進(jìn)行原位徑流試驗(yàn)測(cè)定土壤入滲特征和徑流中磷的含量，可以輕易收集徑流及測(cè)量徑流量，進(jìn)而進(jìn)行下一步的實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，使得研究土壤入滲和土壤磷的流失更加方便，且易于進(jìn)行人工控制。

不同河岸帶類型土壤地表徑流量差異顯著，同樣其水分累積入滲量差異顯著。河岸帶土壤隨著加水次數(shù)的增加，地表徑流量呈上升趨勢(shì)，而入滲量隨著加水次數(shù)的增加而逐漸減小，最后達(dá)到穩(wěn)滲。除了個(gè)別采樣點(diǎn)，一般在第2次加水后入滲量有急劇的減弱趨勢(shì)，陳安強(qiáng)[12]的研究對(duì)這一觀點(diǎn)有極好的印證。

無(wú)論怎樣的河岸帶類型，地表徑流中磷的含量都會(huì)隨著加水次數(shù)的增加而逐漸降低，直至收集的地表徑流中磷的含量趨近于0。整個(gè)花溪河流域河岸帶環(huán)境條件較好，不同河岸帶類型的地表徑流平均磷含量均屬于Ⅲ類地表水及以上水質(zhì)，有的甚至達(dá)到Ⅰ類地表水標(biāo)準(zhǔn)，在沒有外源污染的情況下，花溪河流域河岸帶基本不會(huì)向河流中輸入磷超標(biāo)的地表徑流。

土壤的累積滲透量與干擾程度呈顯著正相關(guān)性，與含水率呈顯著負(fù)相關(guān)性，這與前人研究一致。其中土壤的累積滲透量與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)性，這與前人研究不一致，可能是由于研究區(qū)域?qū)儆诤影稁В钟绊懥^大，且與土壤含水率呈顯著的正相關(guān)性，受到土壤含水率的影響所致。地表徑流中磷流失量與坡度呈顯著正相關(guān)性，與含水率呈顯著負(fù)相關(guān)性。坡度越大，使得徑流流速越快，更易帶走土壤表面累積的磷，進(jìn)而使徑流中磷含量相對(duì)較高，而土壤含水率越高，可能土壤的耐沖刷力增強(qiáng)，使得徑流能帶走的磷相對(duì)減少。植被覆蓋率與地表徑流中磷含量相關(guān)性不顯著與崔力拓等的研究相一致，植被覆蓋度的增加不能減少土壤中水溶性磷的流失。

通過綜合分析，決定地表徑流磷流失和土壤入滲的因子主要是河岸帶的土地利用狀況，河岸帶治理可主要從這方面入手。花溪河整條河流生態(tài)環(huán)境良好，可為其他污染河流的治理提供參考。

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Simulation of the Phosphorus Loss in the Surface Runoff and Soil-water Infiltration in Karst Riparian Zones of Huaxi River in Guiyang City of China

YAODan-jun1，RENWei1，WANGZhen-hong1*，LIULi-bo1，2

(1.CollegeofLifeSciences，GuizhouUniversity，Guiyang，Guizhou550025 ，China; 2.CollegeofEnvironmentandLifeScience，KailiUniversity，Kaili，Guizhou556011，China)

A riparian zone is an ecotone between terrestrial ecosystem and water body in a watershed ecosystem. Understanding of the losses of phosphorous from the riparian zone plays an essential part in the environmental protection and the controls of non-point source pollution in major watersheds. This study took Huaxi River， which located in central Guizhou province， as an example to observe and analyze release of P from its karst riparian zones by simulating the surface runoff processes. Meanwhile， we classified the riparian zones by field survey and utilized river water to simulate surface runoff scouring on different riparian zones. We also adopted runoff trough to collect runoff， measure total P content in the runoff， as well as a relative property in the soils on the riparian zones， such as water contents， N， P， K contents， and pH. The results showed that: along the banks of Huaxi River， 9 various kinds of riparian zones could be classified. Soil-water infiltration was significantly different among these types. After 5 times of water addition， the riparian zones “hill-valley+loam+ditch(dike dam canal)+moderately-severe-interference” did not yield runoff， which indicated the highest cumulative infiltration volume-4000±0 occurred. The content of TP and phosphate in the surface runoff in different kinds of riparian zones was significantly different. The surface runoff from the riparian zones “hill-valley+waste-residue+scenic-spots-facilities+moderately-interference” contained the highest content of TP and phosphate， i.e.， 0.249±0.005mg/L and 0.242±0.003 mg/L， respectively. The phosphorus content in the surface runoff declined gradually after the second addition of water to the runoff troughs. The runoff trough was a new tool that could be used to collect surface runoff and to calculate the volume of soil water infiltration， as well as to measure the P losses with the surface runoff.

Karst；Huaxi River；Riparian Zone；Phosphorus Loss； Cumulative Infiltration Volume

2016-10-19;

2016-10-30

貴州省高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[黔科合人才(2016)4007號(hào)]。

X522

A

1008-0457(2017)01-0054-07 國(guó)際

10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2017.01.010

*通訊作者：王震洪(1966-)，男，博士，教授，主要研究方向：環(huán)境科學(xué)和生態(tài)學(xué)研究；E-mail：w_zhenhong@126.com。