不同雨強(qiáng)下喀斯特坡耕地養(yǎng)分流失特征研究*

高儒學(xué) 戴全厚? 甘藝賢，2 彭旭東 嚴(yán)友進(jìn)

（1 貴州大學(xué)林學(xué)院，貴陽 550025）

（2 水城縣森林公安局現(xiàn)場勘驗(yàn)中心，貴州六盤水 553000）

農(nóng)田土壤養(yǎng)分流失不僅造成土壤肥力降低、土地生產(chǎn)力下降［1］，流失的營養(yǎng)元素進(jìn)入到水體還會(huì)引起水體富營養(yǎng)化［2］，從而破壞生態(tài)環(huán)境。當(dāng)前，學(xué)術(shù)界對(duì)農(nóng)田營養(yǎng)元素流失研究主要通過人工模擬［3］、示蹤劑示蹤［4］、定位監(jiān)測［5］等方法進(jìn)行，研究結(jié)果表明影響農(nóng)田土壤養(yǎng)分流失的因素較多，其中農(nóng)田土壤類型［6］、坡度［7］、降雨［8］、耕作方式［9］、肥料施用量［10］等均是影響農(nóng)田氮素流失的主要因素。

坡耕地土壤養(yǎng)分隨徑流和土壤顆粒的遷移而流失，尤其在徑流系數(shù)較高的地區(qū)更加突出［11］。因此，坡耕地養(yǎng)分流失引起了學(xué)術(shù)界的的高度重視，部分學(xué)者開展了一定的研究，例如王帥兵等［12］對(duì)自然降雨條件下反坡臺(tái)階對(duì)坡耕地氮、磷流失的影響進(jìn)行了研究，馬美景等［13］利用室內(nèi)放水沖刷試驗(yàn)研究了上方來水流量對(duì)紅壤坡面徑流侵蝕過程中泥沙的遷移規(guī)律及土壤溶質(zhì)運(yùn)移特征的影響，王玉軍等［14］測定分析了農(nóng)田土壤的養(yǎng)分含量及分布特征，Wu等［8］通過人工降雨的方法研究了降雨強(qiáng)度及坡度對(duì)黃土坡面氮素流失的影響，鄭海金等［15］研究指出控制紅壤坡地農(nóng)業(yè)氮素流失關(guān)鍵在于控制各層次壤中流的形成和減少硝態(tài)氮淋溶損失下移。坡耕地是西南喀斯特地區(qū)最主要的耕地類型，也是水土流失的主要發(fā)生地之一，然而由于受喀斯特區(qū)特殊的地表、地下立體雙層結(jié)構(gòu)特征的影響［16-17］，降雨會(huì)形成地表和地下徑流，地下徑流主要通過地下孔裂隙、豎井、落水洞等地下巖溶管道以地下漏失形式流失［4］，因此，喀斯特區(qū)坡耕地養(yǎng)分流失過程存在一定的特殊性和復(fù)雜性。

近年來，學(xué)術(shù)界逐步關(guān)注到喀斯特區(qū)域土壤養(yǎng)分流失，并開展了一系列研究。有學(xué)者對(duì)典型喀斯特流域淺層地下水化學(xué)特征及水質(zhì)狀況進(jìn)行了研究，為喀斯特山區(qū)水資源的保護(hù)提供了科學(xué)參考依據(jù)［18］；俞月鳳等［19］研究表明在區(qū)域大尺度下，影響桂西北喀斯特石灰土養(yǎng)分空間變異特征的重要因素是地形因子和植被類型；胡芳等［20］對(duì)桂西北典型喀斯特峰叢洼地不同植被恢復(fù)階段根際土壤養(yǎng)分的富集效應(yīng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)大多數(shù)養(yǎng)分表現(xiàn)出明顯的富集效應(yīng)；同時(shí)也有學(xué)者對(duì)喀斯特區(qū)不同土壤類型［21］、不同土地利用方式下［22］坡耕地土壤養(yǎng)分特征進(jìn)行了研究；此外，還有學(xué)者通過野外觀測對(duì)喀斯特灌叢坡地雨季典型降雨產(chǎn)流和氮素流失特征進(jìn)行了研究［23］。然而，由于喀斯特區(qū)野外實(shí)驗(yàn)開展難度較大且實(shí)驗(yàn)不可控因素較多，部分學(xué)者試圖采用人工模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)喀斯特坡耕地養(yǎng)分流失特征進(jìn)行研究，主要集中在探討地下裂隙、降雨強(qiáng)度等對(duì)土壤養(yǎng)分流失的影響，研究結(jié)果顯示喀斯特地區(qū)的裂隙結(jié)構(gòu)加劇了地下徑流中氮素的滲漏［24］，降雨強(qiáng)度對(duì)地表徑流養(yǎng)分輸出負(fù)荷影響顯著［25］。

整體來看，目前對(duì)于喀斯特坡耕地養(yǎng)分流失研究相對(duì)薄弱，僅處于初步探索階段，缺乏系統(tǒng)的研究，且由于巖溶地區(qū)多重介質(zhì)環(huán)境特點(diǎn)使得其研究方法有限，研究難度較大，研究結(jié)果存在一定的異同，已有研究尚未能全面揭示喀斯特坡耕地養(yǎng)分流失規(guī)律，尤其是其地下養(yǎng)分流失機(jī)制。因此，本研究在采用實(shí)驗(yàn)鋼槽模擬喀斯特坡地二元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過人工模擬降雨實(shí)驗(yàn)研究不同降雨強(qiáng)度下喀斯特坡耕地養(yǎng)分流失的過程機(jī)制及特征，以期為喀斯特區(qū)坡耕地養(yǎng)分流失防治及面源污染治理等提供理論參考依據(jù)，為喀斯特區(qū)生態(tài)防護(hù)體系的構(gòu)建及區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)土樣

石灰土是西南喀斯特地區(qū)重要的土壤類型之一，本研究的試驗(yàn)土樣為貴州省貴陽市花溪區(qū)喀斯特坡耕地（26°19′17″N、106°39′18″E）的石灰性土壤，具有一定的典型性。試驗(yàn)土樣的全氮（TN）含量為1.72 g?kg-1，全磷（TP）含量為1.69 g?kg-1，全鉀（TK）含量為8.47 g?kg-1，砂粒、粉粒和黏粒分別占37.34%、47.53%和15.13%。降雨開始前，將供試土樣在室內(nèi)風(fēng)干后，剔除大的石塊、植物根系等雜質(zhì)，并對(duì)較大的土壤團(tuán)塊進(jìn)行分散處理；試驗(yàn)用于模擬基巖裸露率的巖石均為直徑≥35 cm的碳酸鹽巖石，測量并標(biāo)記出30 cm以上的部分，隨機(jī)分布于實(shí)驗(yàn)鋼槽中，使30 cm以上的裸露率達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平，并利用坡面垂直影像進(jìn)行基巖裸露率的校核。

1.2 試驗(yàn)儀器

試驗(yàn)儀器包括試驗(yàn)鋼槽和降雨設(shè)備。試驗(yàn)鋼槽采用戴全厚等［26］設(shè)計(jì)的變坡鋼槽，鋼槽長寬高為4.0 m×1.5 m×0.35 m。鋼槽底部有兩塊可活動(dòng)的鋼板，上面均勻分布有192個(gè)直徑5 cm的孔，孔（裂）隙度在0～8%之間可調(diào)，鋼槽的坡度在0～45°之間可調(diào)，鋼槽設(shè)有地表、地下徑流集流槽，用于收集地表、地下徑流。降雨設(shè)備采用QYJY～501型便攜式全自動(dòng)下噴式人工降雨設(shè)備，降雨設(shè)備的有效面積為6.5 m×6.5 m，降雨高度為6 m，降雨設(shè)備的調(diào)節(jié)精度為7 mm?h-1，調(diào)節(jié)變化時(shí)間＜30 s，可手動(dòng)控制雨強(qiáng)范圍為10～200 mm?h-1，雨滴大小調(diào)控范圍為0.37～6 mm，降雨均勻度＞85%，試驗(yàn)前在鋼槽兩側(cè)放置雨量筒，用以率定雨強(qiáng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

基于課題組對(duì)貴州省喀斯特主要分布區(qū)域貴陽市、安順市、遵義市、黔南州、畢節(jié)市等地區(qū)160個(gè)樣地調(diào)查結(jié)果，貴州省喀斯特坡耕地的基巖裸露率在10%～20%居多，坡度在10°～25°分布較多，地下孔（裂）隙度分布最大為5.98%［27］，因此，本研究以坡耕地基巖裸露率20%，坡度20°，地下孔（裂）隙度3%為研究對(duì)象，同時(shí)根據(jù)貴州省降雨資料設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度為15、30、50、70、90 mm?h-1。將碳酸鹽巖石隨機(jī)排列于變坡鋼槽中，使30 cm以上的裸露率達(dá)到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)水平，并利用坡面垂直影像進(jìn)行基巖裸露率的校核。通過調(diào)節(jié)變坡鋼槽底部的孔洞，可使地下孔（裂）隙達(dá)到設(shè)置水平［28］。鋼槽的填土為3層，每層10 cm，土壤緊實(shí)度自下而上依次為1 070、760、410 kPa。填充好土壤后，用特制木板耙平填土表面，壓實(shí)土壤邊界處以減小邊界效應(yīng)影響，調(diào)節(jié)坡度與地下裂隙度至設(shè)計(jì)水平。在每場降雨前先小雨沉降，使土壤水分飽和并產(chǎn)流后，開始計(jì)時(shí)收集水樣，產(chǎn)流為30 min，每3 min用500 ml的聚乙烯瓶取一次地表徑流與地下孔（裂）隙流的水樣，用于測定徑流水樣中全氮、全磷、全鉀含量，其余徑流全部收集在徑流大桶內(nèi)，測定徑流及泥沙量。待降雨30 min一場結(jié)束后，更換土壤且達(dá)到設(shè)計(jì)要求后開始下一場降雨，重復(fù)三次。

1.4 樣品分析

水樣采集后現(xiàn)場加酸保存，并于24 h內(nèi)進(jìn)行室內(nèi)分析。水樣中全氮采用過硫酸鉀氧化—紫外分光光度法測定，全磷采用過硫酸鉀氧化—鉬銻抗比色法測定，全鉀采用原子吸收光譜儀法測定；泥沙中的全氮采用重鉻酸鉀硫酸消化法測定，全磷采用氫氧化鈉熔融—鉬銻抗比色法測定，全鉀采用酸溶—火焰光度法測定；具體操作步驟參考國家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測分析方法》［29］。測定試驗(yàn)用水養(yǎng)分含量作為空白樣，徑流養(yǎng)分的結(jié)果扣除該空白即為徑流流失的養(yǎng)分含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)分析和Excel2010軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié) 果

2.1 雨強(qiáng)對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

徑流與泥沙是養(yǎng)分流失的載體，喀斯特坡耕地發(fā)生水土流失時(shí)，養(yǎng)分會(huì)隨著徑流泥沙一起流失。試驗(yàn)表明降雨強(qiáng)度較?。?5、30 mm?h-1）時(shí)，喀斯特坡耕地地表不產(chǎn)流，徑流以地下孔（裂）隙流為主（圖1）；而降雨強(qiáng)度較大（50、70、90 mm?h-1）時(shí)，喀斯特坡耕地地表地下均產(chǎn)流，產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量隨降雨強(qiáng)度的增大而增大，且產(chǎn)流產(chǎn)沙主要以地表為主；地表與地下產(chǎn)流量隨降雨歷時(shí)的增大先增大后趨與平緩，產(chǎn)沙量隨降雨歷時(shí)的增大先增大后緩慢減?。▓D2）。

圖1 地表產(chǎn)流產(chǎn)沙變化特征圖Fig.1 Characteristics of runoff and sediment yield on the surface

2.2 雨強(qiáng)對(duì)徑流養(yǎng)分輸出的影響

圖2 地下產(chǎn)流產(chǎn)沙變化特征圖Fig.2 Characteristics of runoff and sediment yield under ground

土壤養(yǎng)分的輸出方式主要是泥沙攜帶及徑流溶解。表1～表3是根據(jù)各降雨強(qiáng)度下喀斯特坡耕地徑流TN、TP、TK流失情況統(tǒng)計(jì)而成。由表可知，雨強(qiáng)對(duì)養(yǎng)分輸出濃度影響不明顯，但對(duì)養(yǎng)分流失量影響較為明顯，尤其是對(duì)地下徑流養(yǎng)分輸出量。此外，表1、表2、表3顯示，對(duì)于地表徑流養(yǎng)分流失量及流失濃度而言，總體上TP的流失量及流失濃度均隨雨強(qiáng)的增大而增大，TN和TK流失量及流失濃度卻隨雨強(qiáng)的增大出現(xiàn)波動(dòng)性變化；TN的養(yǎng)分流失模數(shù)在72.82～95.54 mg?h-1?m-2之間，TP的養(yǎng)分流失模數(shù)在6.36～11.06 mg?h-1?m-2之間，TK的養(yǎng)分流失模數(shù)在16.99～23.86 mg?h-1?m-2之間，TN、TP、TK地表流失比例在68.13%～82.78%之間，這說明坡耕地土壤養(yǎng)分大部分隨地表徑流而流失。對(duì)于地下孔（裂）隙流養(yǎng)分流失而言，整體上TN、TP、TK的漏失量均隨雨強(qiáng)的增大而增大；TN的養(yǎng)分流失模數(shù)在15.15～48.47 mg?h-1?m-2之間，TP的養(yǎng)分流失模數(shù)在1.37～3.16 mg?h-1?m-2之間，TK的養(yǎng)分流失模數(shù)在2.16～6.12 mg?h-1?m-2之間，降雨強(qiáng)度為15 mm?h-1和30 mm?h-1時(shí)，地下漏失的養(yǎng)分占100%；當(dāng)降雨強(qiáng)度大于等于50 mm?h-1時(shí)，TN、TP、TK地下流失比例在19.19%～33.66%之間。由此可知，小雨強(qiáng)下，喀斯特坡耕地徑流養(yǎng)分流失以地下孔（裂）隙流養(yǎng)分流失為主，而大雨強(qiáng)下，養(yǎng)分流失主要以地表徑流流失為主，且地表流失的養(yǎng)分比例是地下漏失的3倍左右。

表1 徑流TN輸出變化情況Table 1 Variation of TN output with runoff

表2 徑流TP輸出變化情況Table 2 Variation of TP output with runoff

表3 徑流TK輸出變化情況Table 3 Variation of TK output with runoff

將不同雨強(qiáng)下TN、TP、TK輸出量隨降雨時(shí)間的變化情況點(diǎn)繪成圖，如圖3～圖5所示。整體來看，喀斯特坡耕地地表養(yǎng)分流失量隨降雨歷時(shí)的增加表現(xiàn)為先增大而后趨于平緩，且不同降雨強(qiáng)度下地表養(yǎng)分流失規(guī)律亦表現(xiàn)為雨強(qiáng)越大，變化趨勢越明顯；地下養(yǎng)分漏失量隨降雨歷時(shí)增加也表現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。另一方面，喀斯特坡耕地地表養(yǎng)分流失量隨降雨歷時(shí)變化的時(shí)間轉(zhuǎn)折點(diǎn)集中在第27 min左右，而地下養(yǎng)分流失量隨降雨歷時(shí)變化的時(shí)間轉(zhuǎn)折點(diǎn)提前至第15～18 min，因此，喀斯特區(qū)坡耕地養(yǎng)分流失防治地表和地下不同時(shí)間段有所區(qū)別，本研究結(jié)果可提供一定的參考。

2.3 雨強(qiáng)對(duì)泥沙養(yǎng)分輸出的影響

圖4 徑流TP輸出變化情況Fig.4 TP output with runoff

圖5 徑流TK輸出變化情況Fig.5 TK output with runoff

表4～表5是根據(jù)各降雨強(qiáng)度下喀斯特坡耕地泥沙TN、TP、TK流失情況統(tǒng)計(jì)而成。整體來看，泥沙中流失的養(yǎng)分濃度均大于徑流中流失的養(yǎng)分濃度。就地表泥沙養(yǎng)分流失情況而言，除TN以外，TP與TK的富集率基本均大于1；地表泥沙養(yǎng)分流失總量與養(yǎng)分流失模數(shù)均隨降雨強(qiáng)度的增大而增大，TN輸出量在25.3～67.45 mg之間，TP輸出量在39.13～93.98 mg之間，TK輸出量在183.47～444.61 mg之間；TN養(yǎng)分流失模數(shù)在8.44～22.48 mg?h-1?m-2之間，TP養(yǎng)分流失模數(shù)在13.04～31.33 mg?h-1?m-2之間，TK養(yǎng)分流失模數(shù)在61.16～148.30 mg?h-1?m-2之間。

表4 不同雨強(qiáng)下地表泥沙養(yǎng)分流失情況Table 4 Loss of nutrients with surface sediment relative to rainfall intensity

表5 不同雨強(qiáng)下地下泥沙養(yǎng)分流失情況Table 5 Loss of nutrient with underground sediment relative to rainfall intensity

對(duì)于地下漏失的泥沙養(yǎng)分而言，TP與TK的富集率在1左右，TN的富集率地下和地表一樣均小于1。整體來看，地下泥沙養(yǎng)分流失總量與養(yǎng)分流失模數(shù)亦均隨降雨強(qiáng)度的增大而增大，TN漏失量在8.92～13.45 mg之間，TP漏失量在7.93～18.67 mg之間，TK漏失量在50.92～111.7 mg之間；TN養(yǎng)分流失模數(shù)在2.97～4.48 mg?h-1?m-2之間，TP養(yǎng)分流失模數(shù)在2.64～6.22 mg?h-1?m-2之間，TK養(yǎng)分流失模數(shù)在16.97～37.25 mg?h-1?m-2之間。

總體而言，這是由于隨著雨強(qiáng)的增大，坡耕地產(chǎn)沙量亦增大，相應(yīng)帶走了更多的養(yǎng)分。同時(shí)，地表流失養(yǎng)分的富集率整體高于地下漏失部分，地表養(yǎng)分的輸出量較地下漏失量約高出5.03倍，即喀斯特坡耕地泥沙養(yǎng)分流失亦主要是以地表流失為主。

2.4 徑流總量與養(yǎng)分流失的相關(guān)性

徑流與降雨密切相關(guān)，降雨產(chǎn)生的徑流攜帶泥沙及養(yǎng)分進(jìn)行遷移，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分的流失，徑流為泥沙的流失提供了基礎(chǔ)動(dòng)力。因此，為了進(jìn)一步探究徑流與各流失養(yǎng)分之間的關(guān)系，對(duì)徑流量與各養(yǎng)分流失量進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，徑流總量與徑流養(yǎng)分（TP、TK）、泥沙養(yǎng)分（TN、TP、TK）均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），徑流總量與徑流TN呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）（表6）。

表6 徑流總量與各養(yǎng)分指標(biāo)之間的相關(guān)性Table 6 Correlation coefficient of volume of runoff with nutrient loss relative to type of nutrient

3 討 論

降雨是水土流失和面源污染的主要?jiǎng)恿Γ?2］，降雨形成徑流對(duì)坡面進(jìn)行沖刷帶走泥沙從而出現(xiàn)侵蝕現(xiàn)象，而喀斯特區(qū)由于其特殊的地質(zhì)構(gòu)造，地下巖溶裂隙發(fā)育，因此雨水?dāng)y帶泥沙沿坡面流失的同時(shí)還會(huì)通過地下巖溶裂隙流失［27］。本研究表明當(dāng)降雨強(qiáng)度為15、30 mm?h-1時(shí)，產(chǎn)流主要是以地下孔（裂）隙流為主，喀斯特坡耕地坡面不產(chǎn)流，其原因主要是喀斯特坡面主要為超滲產(chǎn)流，小雨強(qiáng)下喀斯特坡面入滲率大于降雨強(qiáng)度，因此坡面不產(chǎn)流，而當(dāng)降雨強(qiáng)度超過了一定的臨界值，坡面便開始出現(xiàn)產(chǎn)流，因此，喀斯特坡耕地坡面產(chǎn)流臨界雨強(qiáng)在30 mm?h-1～50 mm?h-1之間；同時(shí)，本研究還顯示喀斯特坡耕地地表地下產(chǎn)流產(chǎn)沙受降雨強(qiáng)度影響顯著，這與其他學(xué)者的研究結(jié)論一致［28］。

氮磷鉀為土壤中主要的三大主要營養(yǎng)元素，也是植物生長發(fā)育所必需的元素，氮磷鉀的流失直接影響到坡耕地生產(chǎn)力，因此了解掌握坡耕地氮磷鉀流失規(guī)律是做好養(yǎng)分流失防護(hù)的前提和基礎(chǔ)。通常情況下，土壤中氮磷鉀元素活性有一定的差異，全氮和鉀素極易隨著徑流進(jìn)行流失，磷素由于吸附性較強(qiáng)主要隨土壤流失。降雨強(qiáng)度、降雨量及降雨時(shí)空分布等主要降雨特征是影響坡面土壤養(yǎng)分流失的關(guān)鍵因素［39］，坡面土壤養(yǎng)分受降雨的影響可以總結(jié)為受雨滴作用而流失和隨雨水入滲［31］，降雨初期土壤養(yǎng)分會(huì)隨著土壤濺蝕而流失，隨著降雨的進(jìn)行，徑流開始對(duì)土壤中的養(yǎng)分浸提，土壤養(yǎng)分隨雨水和雨水?dāng)y帶的泥沙流失。本研究結(jié)果顯示小雨強(qiáng)下，喀斯特坡耕地徑流養(yǎng)分流失以地下孔（裂）隙流流失為主，而大雨強(qiáng)下，養(yǎng)分流失主要以地表徑流流失為主，且地表流失的養(yǎng)分比例是地下漏失的3倍左右，這與產(chǎn)流產(chǎn)沙量變化規(guī)律一致。

有研究指出坡面土壤養(yǎng)分中TN流失量隨著降雨強(qiáng)度的增大而增大［8］，TN、TP徑流養(yǎng)分濃度與雨強(qiáng)關(guān)系不明顯［32］，而本研究結(jié)果顯示喀斯特坡耕地徑流中TP的輸出量及TP流失濃度均隨雨強(qiáng)的增大而增大，TN和TK徑流輸出量及流失濃度卻隨雨強(qiáng)的增大出現(xiàn)波動(dòng)性變化，這與其他地區(qū)研究得出的徑流養(yǎng)分流失濃度存在降雨初期沖刷效應(yīng)結(jié)論不同［33］，也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)TP流失量隨降雨強(qiáng)度的增大而增加［34］?？傮w來看，土壤養(yǎng)分流失是一個(gè)復(fù)雜的變化過程，其受到多種因素的影響，加上喀斯特區(qū)特殊的地下二元結(jié)構(gòu)，徑流分為地表和地下，因此，喀斯特區(qū)坡耕地徑流養(yǎng)分流失規(guī)律有別于其他地區(qū)，今后應(yīng)加強(qiáng)地下構(gòu)造對(duì)其影響的研究，且土壤養(yǎng)分在地下孔裂隙中是如何運(yùn)移的當(dāng)前尚無研究涉及。

除隨溶解于徑流中流失外，泥沙攜帶也是土壤養(yǎng)分流失的重要途徑，有研究指出泥沙中TN流失主要受產(chǎn)沙率的控制，降雨強(qiáng)度的增加一般會(huì)增加TN流失率［35］。本研究結(jié)果表明地表泥沙養(yǎng)分流失濃度隨雨強(qiáng)增大而增大，地下泥沙養(yǎng)分流失濃度隨雨強(qiáng)增大呈波動(dòng)性變化，且雨強(qiáng)對(duì)地表地下泥沙養(yǎng)分總體流失量的影響呈正相關(guān)關(guān)系，而陳曉燕等［36］對(duì)三峽庫區(qū)紫色土陡坡地養(yǎng)分流失規(guī)律研究指出侵蝕泥沙全氮、有效磷、速效鉀濃度隨雨強(qiáng)增大的變化規(guī)律不明顯，但均有富集現(xiàn)象，且富集程度與雨強(qiáng)無明顯相關(guān)關(guān)系。本研究顯示喀斯特坡耕地泥沙TN、TP、TK亦均有富集現(xiàn)象，且富集程度與雨強(qiáng)關(guān)系不明顯。因此，喀斯特區(qū)坡耕地泥沙養(yǎng)分流失規(guī)律與其他地區(qū)存在一定的差異，究其原因是否與其特殊的地質(zhì)構(gòu)造有關(guān)當(dāng)前尚不可知，且該區(qū)錯(cuò)綜復(fù)雜的水文過程更進(jìn)一步使其養(yǎng)分流失規(guī)律呈現(xiàn)多樣性；此外該區(qū)泥沙養(yǎng)分富集程度是否與地下孔裂隙度與坡度等相關(guān)有待進(jìn)一步的研究證實(shí)。

本研究還顯示，喀斯特坡耕地TN的輸出方式主要是以徑流為主，TK的輸出方式主要是通過泥沙，TK泥沙流失量較徑流中的約高出6倍，TP隨徑流和泥沙流失量相當(dāng)。整體來看，喀斯特坡耕地TN、TP、TK流失主要以地表流失為主，但是地下流失部分亦不容忽視，因其能直接通過地下裂隙管道進(jìn)入地下水系統(tǒng)造成水體污染，因此，控制喀斯特地下孔（裂）隙流是防治喀斯特區(qū)面源污染的重要手段。

4 結(jié) 論

喀斯特坡耕地地表產(chǎn)流產(chǎn)沙從地下過渡到地表的臨界雨強(qiáng)在30 mm?h-1～50 mm?h-1之間。小雨強(qiáng)（15 mm?h-1和30 mm?h-1）下，喀斯特坡耕地TN、TP、TK主要通過地下徑流進(jìn)行流失，應(yīng)注重地下流失防治。大雨強(qiáng)（≥50 mm?h-1）下，喀斯特坡耕地TN、TP、TK出現(xiàn)地表及地下流失，且地表流失的養(yǎng)分比例是地下漏失的3倍左右，因此應(yīng)該以地表防治為主，地下防治為輔。TP徑流流失量及流失濃度均隨雨強(qiáng)的增大而增大，TN和TK徑流流失量及流失濃度卻隨雨強(qiáng)的增大變現(xiàn)為波動(dòng)性變化?？λ固仄赂啬嗌仇B(yǎng)分流失主要是以地表流失為主，且泥沙中流失的養(yǎng)分濃度均大于徑流中流失的養(yǎng)分濃度；地表泥沙養(yǎng)分富集率整體高于地下漏失部分；地表、地下泥沙養(yǎng)分流失總量與養(yǎng)分流失模數(shù)均隨降雨強(qiáng)度的增大而增大?？λ固仄赂貜搅骺偭颗c徑流養(yǎng)分（TP、TK）、泥沙養(yǎng)分（TN、TP、TK）均呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.05），徑流總量與徑流TN呈現(xiàn)極顯著正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。