西双版纳勐仑地区不同类型小流域氮流失规律分析

【摘要】：土地利用/覆盖变化(Land Use/Cover Change,简称LUCC)是全球变化的重要驱动因素,其中对于流域水环境影响的研究愈来愈引起关注,但在我国滇南热带西双版纳地区却很少有这方面的报道。在过去几十年间,西双版纳地区森林砍伐严重,土地利用/覆盖发生了剧烈的变化。为此,本研究在该地区勐仑选取31个小流域作为研究区,分别于2008年3月、5月、7月、8月、10月和2009年1月采集流域水样,实验室测定氮素浓度。同时,利用四个时期的遥感影像分类图提取流域土地利用信息。基此,分析了1976～2007年研究区LUCC变化特征,以及流域内径流总氮、溶解性总氮、铵态氮和硝态氮浓度变化,探讨了流域土地利用方式和地形因素对氮素流失的影响。主要结论如下： (1)1976～2007年研究区流域土地利用/覆盖变化特征 1)热带雨林、橡胶园、灌木林、旱地是研究区流域内的主要土地利用/覆盖类型。从1976～2007的31年间,研究区土地利用/覆盖变化明显,热带雨林面积不断减少,橡胶园面积持续增加,灌木林和旱地的面积变化均呈现相同趋势的波动状态。最明显的变化是有林地的急剧减少和橡胶园的迅猛增加。这种变化加速了热带雨林的破碎化,减弱了其生态服务功能。 2)研究区流域内灌木林、橡胶园和早地向高海拔处发展,灌木林和旱地的平均海拔在31年里提高了200多米,橡胶园的平均海拔在19年里提高了将近100米；橡胶园和旱地的平均坡度值越来越大,橡胶林种植区坡度由缓坡向较陡坡发展,旱地的平均坡度也在31年里也有所提高。 (2)三种类型流域氮流失特点及影响因素 1)热带雨林覆盖流域氮素浓度全年相对稳定,流域平均坡度值和地势起伏状况会对氮浓度季节变化曲线产生影响,平均坡度为陡坡水平的流域氮素浓度在雨季前期达到最大值,坡度值较小流域在雨季中期出现不明显峰值,其它季节保持较低水平。 2)橡胶林覆盖流域氮素浓度值季节变化特征与流域平均坡度值关系密切,平均坡度为缓坡水平的流域全年浓度平稳,氮浓度季节变化曲线无明显峰值出现,为较陡坡水平的流域季节变化明显,总氮和可溶态氮浓度在雨季中期达到高峰；流域面积和平均坡度值都会影响流域氮浓度大小,一般来说,流域面积和坡度值越大,氮浓度值越大,平均坡度值为缓坡水平的流域氮素浓度值明显小于大坡度流域。 3)混合地类小流域氮素浓度季节特征与流域内热带雨林和橡胶林覆盖面积有很大关系,对于两种地类覆盖率相类似的流域来说,平均坡度值尤其是橡胶林种植区域的坡度值是决定流域氮浓度大小的关键,坡度值小则流域氮浓度小。(3)土地利用方式和格局对氮浓度的影响 1)高坡度流域(坡度值大于20.00。)相比较,三种地类流域氮浓度值大小顺序为：橡胶林覆盖流域混合地类流域热带雨林覆盖流域。 2)平均坡度值为12.51°的橡胶林覆盖流域,其氮素浓度值和季节变化趋势与热带雨林流域最为接近。 3)两个流域内热带雨林和橡胶林覆盖率相类似,但这两种植被在流域中所处的位置不同,则会导致两者氮浓度有较大差别,橡胶林位于下游(靠近取样点)的流域氮浓度要明显大于热带雨林位于下游的流域；集中农林业流域氮输出浓度要大于分散农林业流域。 4)在所有流域中,溶解性总氮是总氮的主要流失成分,硝态氮是溶解性总氮的主要流失成分,溶解性总氮中总无机氮(NH4-N+NO3-N)百分比在雨季中后期最大,与其他两类流域相比,热带雨林覆盖流域总无机氮含量相对较高。