孟良崮小流域径流与磷素传输动态关系

摘要

[目的]为探讨不同降雨类型下径流-磷素流失滞后关系特征。[方法]以北方土石山区孟良崮小流域为研究对象，利用2010—2012年的32场降雨实测数据，通过C-Q(浓度-流量)环路和Pearson相关分析方法进行分析。[结果] 1)暴雨条件下，土壤饱和后释放大量磷素使磷素浓度峰值晚于径流峰值；大雨条件下，溶解性磷素从近源释放，颗粒态磷素从远源迁移到径流中；中雨条件下，DIP(溶解性无机磷)、PP(颗粒性磷)和TP(总磷)输移主要受地表径流影响，DP(溶解性总磷)输移受到土壤和沉积物影响；小雨条件下，表现出较快的溶解态磷素输移和较慢的颗粒态磷素输移。2)磷素输移的C-Q环路在径流过程中呈现多种类型，其中，PP和TP多为顺时针滞后，占18%～23%,主要受地表径流的强烈冲刷；逆时针滞后在各组分磷素中出现的比例相近，为12%～18%,源于土壤磷素缓慢释放和河道沉积物再悬浮；DP流失多表现为正“8”字形滞后，占比16%;DIP流失表现为逆“8”字形滞后，占比19%;线形滞后出现的频次较少；复杂形滞后的比例为31%～45%。3)暴雨和大雨条件下，DIP和DP与径流(Q)呈弱相关或负相关，源于强烈径流快速冲刷地表，而溶解性磷被土壤吸附未能同步释放或被径流稀释；中雨时，适中的径流冲刷力增强溶解性磷的释放；小雨时，径流主要迁移附着在松散土壤颗粒上的颗粒性磷。在不同降雨类型下，PP和TP始终高度相关，表明TP的主要来源是PP。[结论]孟良崮小流域需要针对不同的降雨情况防范磷素流失。

关键词

北方土石山区 / 径流-磷素关系 / C-Q环路 / Pearson相关分析

基金资助

国家自然科学基金面上项目(42377329)