梁子湖流域降雨径流过程及氮磷流失对不同景观格局的响应

王静; 王峰; 熊昱; 杨雪; 程益涵; 吕国安; 廖斌; 《环境科学与技术 》 2024 北大核心 CSCD

摘要：景观格局决定小流域能源流动与水沙过程，是影响氮磷流失的重要因素。以湖北梁子湖流域的双溪（农林复合型）和石桥（林地型）2个典型小流域为研究对象，在自然降雨条件下，于2016年1-12月对流域出口断面水质水量进行了连续监测，并结合丰水期典型次降雨径流过程，探讨了不同景观格局下小流域降雨径流过程和氮磷输出特征，为梁子湖环境综合治理提供一定的科学依据。结果表明：（1）降雨径流过程在不同景观格局小流域内呈现出明显差异。相比于双溪小流域，石桥小流域产流能力较强，径流过程呈现出汇流时间较短、径流响应速度较快、径流模数较大的趋势；（2）双溪小流域总氮（TN）和总磷（TP）月均输出浓度范围分别为1.29～4.28 mg/L和0.04～0.22 mg/L，均高于石桥小流域（TN:0.62～1.90 mg/L;TP:0.02～0.11 mg/L），其中硝态氮（NO₃^--N）是氮素流失的主要形态，占TN流失的51.8%～88.2%。相比于石桥小流域，双溪小流域的NO₃^--N/TN较大。2个小流域的氨氮（NH₄⁺-N）和亚硝态氮（NO₂^--N）输出浓度均较低并且无明显变化趋势；（3）双溪小流域的TN和TP月均输出通量范围分别为1.83～20.03 g/s和0.04～1.45 g/s，均高于石桥小流域（TN:0.62～10.01 g/s;TP:0.01～0.54 g/s），且与同时段流量呈现显著正相关关系（P<0.01）;（4）双溪小流域的TN和TP流失强度分别为3.68和0.20 t/（km²·a），分别是石桥小流域的1.32倍和1.30倍。氮磷流失主要集中在降雨频繁的4-7月，占全年流失负荷的70%以上。综上，梁子湖流域景观格局显著影响养分流失，优化土地利用配置和科学合理施肥是改善该流域水环境的科学措施。

关键词： 径流过程 氮磷流失 梁子湖 景观格局 面源污染