亞熱帶地區(qū)不同林相對水質的影響及小流域水質預測模型研究.pdf

1、森林既是人類賴以生存的重要資源,也是全球生態(tài)系統(tǒng)的一個重要組成成分。在徑流流經森林的過程中,森林通過物理、化學、生物的過程,減弱進入地表和地下水的污染物毒性,降低非點源污染的污染程度。大氣降雨穿過森林生態(tài)系統(tǒng)后形成徑流輸出的過程中,森林對地表徑流水質產生了各種作用,森林所具有的林冠層、林下植被和落葉層、森林土壤等均對降水形成的地表徑流、地下徑流產生了物理、化學及生物作用。 森林對水質影響的研究是通過對降雨水質及降雨通過不同的森林

2、生態(tài)系統(tǒng),最后以徑流形式輸出時的水質來加以衡量,森林植被的存在,對溪流、河流中的泥沙懸浮物含量、水溫、溶解氧(DO)、病原體及水化學性質都有很大影響。但是不同林相、不同的植種布局對水質的凈化作用強度都不相同,如果通過研究找出對水質凈化作用最好的林相、最好的種植布局,將對治理農業(yè)非點源污染提供理論基礎。 本研究在浙江省桐廬縣百江鎮(zhèn)羅溪小流域進行,根據林相和樹齡不同在該小流域設置了九個徑流小區(qū),從2006年12月到2007年11月的

3、一年間取樣分析水質做研究,在每次降雨且產生地表徑流后取水樣測定地表徑流水質,測定水質的總氮(TN)、總磷(TP)、生物需氧量(BOD5)等七個指標,測得一整年數據。然后對數據進行分析,找出不同林相對地表徑流水質凈化作用規(guī)律。結果如下：電導率(EC)：混交林(192.74)＜杉木林(196.90)＜無林地(217.62)＜成年松(247.04)＜經濟林(276.22)＜竹林(319.50)＜闊葉成年林(332)＜闊葉幼林(421.00)＜

4、中年松(526.7)；總氮(TN)：混交林(0.159)＜成年闊葉林(0.174)＜杉木林(0.332)＜無林地(0.333)＜竹林(0.336)=成年松(O.336)＜中年松(0.393)＜闊葉幼林(0.417)＜經濟林(0.439),其它的指標總體來講相似,總體來講,各個指標中,大都是流經混交林的地表徑流水質比較好,而流經經濟林的水質相對比較差,按照《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)標準,它們的值都達到I、II類水質標

5、準。 用單因子指數法與綜合指數法進行評價,分析林相對地表徑流水質的總體影響,試驗結果表明：流經不同林相后地表徑流水質的單因子指數變化趨勢不同,總的來說,流經經濟林的地表徑流水質各個指標的單因子指數較大,即水質比較差；而流經成年闊葉林和混交林的地表徑流水質各個指標的單因子指數較小,即水質比較好。進而用水質綜合指數(WQI)法分析,流經九種林相的地表徑流的WQI值,成年闊(0.37)＜混交林(0.41)＜竹林(0.46)＜中年松(0

6、.49)＜闊幼(0.50)＜經濟林(0.51)=杉木林(0.51)＜成年松(0.52)＜無林地(0.55),按水質綜合指數評價分級方法來分級,流經成年闊、混交林、竹林和中年松的地表徑流水質WQI＜0.5,屬于良好級別,而流經杉木林、成年松、無林地、經濟林和闊幼的地表徑流水質0.5＜WQI＜1屬于較好級別。利用Citystar軟件制作羅溪小流域的土地利用類型圖,運用尺度推移方法中的直接外推法,由點推到面建立一預測模型來預測羅溪小流域水質狀

7、況,模型如下:Y=0.4271 X1+0.4425 X2+0.0132 X3+0.0384 X4+0.0745 X5+0.0043 X6(X1杉木林水質指標；X2闊葉林水質指標；X3竹林水質指標；X4經濟林水質指標；X5松成水質指標；X6無林地水質指標),由這一年間流經九種林相的地表徑流水七個指標的平均值和此模型可以計算得知,羅溪小流域水質指標分別是:EC是265μs/cm,DO是6.918mg/L,TN是0.264mg/L,TP是0.