滇中飒马场流域不同植物群落的水环境效应及其主导因素研究--《云南大学》2013年硕士论文
滇中飒马场流域不同植物群落的水环境效应及其主导因素研究
【摘要】：近年来,山地面源污染物的输出已成为高原湖泊水体污染的最主要来源。对于面源污染物的输出,除了与自身的源强特征相关外,降雨更是其输出的动力来源；而植物群落可以通过对降雨进行再分配减缓面源污染物输出的动力。因此,通过对影响山地面源污染物输出的主要因素的研究,对于有效地防控山地面源污染具有非常重要的意义。
本研究以滇中地区五种植物群落系列—荒坡灌草丛、云南松林、针阔混交林、次生常绿阔叶林及桉树人工林为研究对象,结合野外调查及相关生态过程观测,以群落结构、土壤源强、枯落物特征为基础,以水文生态过程为纽带,探讨不同植物群落结构下的水环境效应,分析影响面源污染物输出的主要因素。主要结果如下：
(1)飒马场流域植物群落乔木层结构越复杂其灌木层就越简单。从结构简单的荒坡灌草丛到复杂的次生常绿阔叶林,群落乔木层的林木密度、冠幅、株高、植株胸径、物种丰富度、郁闭度、多样性指数等指标基本呈显著增加的趋势,增加倍数在1.97～10.80之间,平均为5.12倍；而灌木丛的则逐渐降低,各指标分别降低到荒坡灌草丛的0.09～0.67之间,平均为0.45；植物群落乔木层各指标间存在一定的相关性。
(2)不同时期、不同植物群落土壤源强表现出不同的变化趋势。主成分分析结果表明,影响源强的主要因素分别为氮元素和磷元素。从旱季(3月)到雨旱交替时期(11月),该流域五种典型植物群落的土壤全氮呈显著下降的趋势,平均降幅达19.61%；而碱解氮则呈现出增加的趋势(桉树人工林除外),平均增幅达27.89%；土壤氮元素有向可利用态的转化趋势。土壤全磷从旱季到与旱交替时期表现出升高的趋势,平均增幅达8.85%；而土壤有效磷表现出降低的趋势,平均降幅达32.16%；然而该区域属于缺磷地区,氮元素成为面源污染物输出的主要来源。系统摄动分析的结果表明,常绿阔叶林全年各层土壤源强(摄动值在0.260～0.461之间)显著高于其他四种群落(摄动值在0.552～1.408之间),桉树人工林表层(摄动值为0.913)和云南松林中、底层(摄动值为1.408和1.397)土壤源强显著低于其他群落。
(3)在相同降雨条件下,飒马场植物群落结构越复杂(从荒坡灌草丛到常绿阔叶林),其林冠截留量及林冠截留率就越高,林冠截留量在3.33-17.71mm范围之间,林冠截留率在13.32～51.65%范围之间。枯落物的储存量也随着植物群落复杂性的增加呈显出增加的趋势,其范围在1.94-17.66t/hm之间；另外,该区域枯落物的最大持水量在1.86-3.03g/g之间；综合来看,常绿阔叶林和云南松林枯落物的持水能力显著高于荒坡灌草丛和桉树人工林。
(4)飒马场流域径流及面源污染物的输出在不同时期、不同植物群落间存在显著差异。该区域径流及面源污染物的输出主要集中在6-9月,占全年总输出量的65%以上,平均在75%左右；五种植物群落的径流、TN、TP、COD全年输出总量分别为：16.88m3/400m2、13.98g/400m2、4.08g/400m2、0m2。从结构简单的荒坡灌草丛到结构复杂的常绿阔叶林,径流及面源污染物的输出量基本呈现逐渐下降的趋势；荒坡灌草丛径流及面源污染物的输出量平均是常绿阔叶林的3.88倍。
(5)飒马场小流域的面源污染物输出涉及多方面因素的综合作用,而降雨是面源污染物输出的动力来源。径流及面源污染物的输出量随着降雨量的增加而增加；当降雨量大于某一数值即完全超出了群落的吸纳和调节能力时,降雨量就成为了影响面源污染物输出的主导因素,我们就把这一降雨量称之为“临界降雨量”。影响径流、TN、TP、COD输出的“临界降雨量”分别为：30mm、35mm、45mm、30mm。在飒马场流域,影响面源污染物输出的因素涉及到群落结构、源强、枯落物特性等各方面,而群落结构在阻止面源污染物的输出方面发挥着较为重要的作用,特别是叶面积指数、乔木层丰富度、乔木层冠幅、乔木层株高、shannon-wiener指数等指标与面源污染物的输出表现出显著地相关性。
【关键词】：
【学位授予单位】：云南大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：Q948【目录】：
摘要3-5Abstract5-101 前言10-20 1.1 问题的提出10-11 1.2 国内外研究动态11-17
1.2.1 水环境污染的源强研究11-12
1.2.2 植物群落对面源污染的调控作用12-15
1.2.3 面源污染模型的研究15-16
1.2.4 土地利用方式对面源污染物输出的影响16-17 1.3 研究目标、研究内容与技术路线17-20
1.3.1 研究目标及思路17-18
1.3.2 研究内容18-19
1.3.3 技术路线19-202 实验样地基本概况和研究方法20-30 2.1 实验样地基本概况20-24 2.2 研究方法24-30
2.2.1 土壤样品的采集和制备24-25
2.2.2 水样的采集和制备25
2.2.3 枯落物的采集和制备25
2.2.4 土壤化学性质分析方法25-27
2.2.5 水样的分析方法27-28
2.2.6 枯落物特性的分析方法28
2.2.7 野外实验观察28-30
2.2.8 数据分析303 结果与分析30-71 3.1 不同植物群落的结构特征30-32 3.2 不同植物群落的源强特征32-55
3.2.1 土壤全氮的赋存情况32-35
3.2.2 土壤碱解氮赋存情况35-38
3.2.3 土壤全磷赋存情况38-41
3.2.4 土壤有效磷赋存情况41-44
3.2.5 土壤全钾赋存情况44-47
3.2.6 土壤速效钾赋存情况47-50
3.2.7 有机质赋存情况50-53
3.2.8 不同植物群落土壤综合源强特征53-55 3.3 不同植物群落降雨分配格局及水分涵养情况55-61
3.3.1 飒马场年度降雨情况55
3.3.2 不同植物群落的林冠截留情况55-56
3.3.3 不同植物群落枯落物持水量变化情况56-58
3.3.4 不同植物群落土壤水分含量情况58-61 3.4 不同植物群落的径流量及面源污染物的输出情况61-65
3.4.1 不同植物群落的径流量情况61-62
3.4.2 不同植物群落的总氮输出情况62-63
3.4.3 不同植物群落的总磷输出情况63-64
3.4.4 不同植物群落的COD输出情况64-65 3.5 不同植物群落面源污染物输出与其影响因素的关系65-71
3.5.1 降雨量与径流量、面源污染物输出的关系65-67
3.5.2 影响面源污染物输出的主要因素67-714 讨论71-80 4.1 飒马场流域植物群落结构变化规律及原因71-72 4.2 飒马场流域植物群落土壤源强变化规律及原因72-75 4.3 飒马场流域降雨的再分配及其原因探讨75-77 4.4 飒马场流域影响面源污染物输出主要因素的探讨77-805 结论及建议80-82参考文献82-88致谢88-89附录89
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城市绿地作为城市生态系统的重要组成部分，不仅为市民提供了休闲、娱乐、
健身的场所，而且还具有改善城市生态环境的功能．但是由于园林植物设计不合
理、园林养护管理措施差等因素，使城市绿地害虫严重发生，并造成了极大的经
济损失，同时也破坏了优美的园林景观。为研究城市不同绿地对节肢动物群落及
主要害虫的影响，本文以保定市为代表选取管理水平、立地条件、人为影响均不
同的4种绿地类型，于2006年4月份至10月份，对样地内的节肢动物进行了系
统调查，并对城市不同绿地节肢动物群落及主要害虫种群动态进行了研究．主要
结果如下：
HyalopterusamygdaH、绣线菊蚜加^妇citricolaGoot、栾多态毛蚜Pe―phyllus
sudra、山楂叶螨Te研anychus
敌亚群落中的物种分布较均匀，而害虫亚群落物种分布不均匀，使某些害虫易发
2城市不同绿地节肢动物群落：竟秀公园>滨河公园>植物园>军校广场；
物种数量：植物园>军校广场>滨河公园>竞秀公园。缨翅目昆虫只在军校广场
发现了，长翅目昆虫仅滨河公园有。四个公园均是同翅目危害最重，同翅目个体
数量约占整个节肢动物群落的2／3；蜱螨目虽然只有一个种，但是个体数量仅次于
同翅目。4个公园节肢动物总群落及各个亚群落：多样性指数、均匀度指数、稳定
性依次为：植物园>军校广场>滨河公园>竞秀公园，优势集中性指数次序与多
样性指数、均匀度指数正相反。植物园人为活动最少节肢动物群落稳定性相对较
强，竞秀公园人为活
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