皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征

张艺; 田昌园; 汪文; 李嘉宁; 汪军红; 张晓霞; 查同刚

doi:10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.015

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皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征

试验研究

- 皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征
- Characteristics of runoff and sediment yield， and nitrogen and phosphorus loss on slopes undergoing typical land-use in Dabie Mountain of western Anhui Province
- 水土保持通报 2025年45卷第4期页码：62-70
- 作者机构：
  
  1.北京林业大学水土保持学院，北京 100083
  2.安徽省霍山县水务局，安徽六安 237200
  3.中国建筑一局集团第三建筑有限公司，北京100161
- 作者简介：
  
  张艺（2000—），女（汉族），山东省泰安市人，硕士研究生，研究方向为土壤退化与生态修复。Email：Ariyyz@163.com。
  查同刚（1972—），男（汉族），安徽省六安市人，博士，教授，主要从事土壤退化与生态修复方向研究。Email：zhtg73@bjfu.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目“基于物质流分析的小流域多要素空间格局优化技术”(2022YFF130300204)
- DOI：10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.015
  中图分类号： S157.1
- CSTR：32312.14.stbctb.2025.04.015.
- 收稿：2025-01-05，
  
  修回：2025-03-31，
  
  纸质出版：2025-08-20
- 稿件说明：
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张艺, 田昌园, 汪文，等.皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征[J].水土保持通报,2025,45(4):62-70.

Zhang Yi, Tian Changyuan, Wang Wen, et al. Characteristics of runoff and sediment yield， and nitrogen and phosphorus loss on slopes undergoing typical land-use in Dabie Mountain of western Anhui Province [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(4):62-70.
张艺, 田昌园, 汪文，等.皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征[J].水土保持通报,2025,45(4):62-70. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.015. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.04.015..

Zhang Yi, Tian Changyuan, Wang Wen, et al. Characteristics of runoff and sediment yield， and nitrogen and phosphorus loss on slopes undergoing typical land-use in Dabie Mountain of western Anhui Province [J]. Bulletin of Soil and Water Conservation,2025,45(4):62-70. DOI： 10.13961/j.cnki.stbctb.2025.04.015. CSTR： 32312.14.stbctb.2025.04.015..

摘要

目的

探究不同坡度和不同土地利用类型条件下，径流冲刷对坡面产流产沙和氮磷流失的影响，以期为皖西大别山的水土流失治理提供理论支撑。

方法

选取皖西大别山区的安徽省霍山县江子河小流域典型土地利用类型（裸地、草地、茶园、林地和竹林）的15°和20°坡面进行野外原位放水冲刷试验，基于该区域多暴雨的特点，设置冲刷流量为9 L/min，以探究坡面产流产沙和养分流失对土地利用类型和坡度的响应。

结果

①在放水冲刷过程中，15°坡面产流稳定时，平均产流率表现为：裸地>茶园>草地>林地>竹林，20°坡面产沙率表现为：裸地>草地>茶园>林地>竹林；相较于15°，在20°坡面除裸地产流率有明显增加以外，其余土地利用类型坡面变化不明显；当坡面产沙稳定时，20°坡面产沙率略高于15°坡面，且均表现为：裸地>茶园>草地>竹林>林地； ②20°坡面的TN，TP流失量相较于15°坡面流失量略有增加，在同一坡度条件下，TN，TP流失规律为：茶园>裸地>竹林>草地>林地。 ③整个冲刷过程中，径流对全氮贡献率较高，泥沙对全磷的贡献率相对较高。

结论

在皖西大别山区扩大竹林面积能有效提升水源涵养和水土保持功能，在面源污染防治中，应对茶园进行重点管理，以减少氮磷等养分的流失。

Abstract

Objective

The effects of runoff scouring under different slope gradients and land use types on slope runoff， sediment yield， and nitrogen （N） and phosphorus （P） losses were analyzed， in order to provide theoretical support for soil and water conservation in Dabie Mountain region of western Anhui Province， China.

Methods

Field in situ scouring experiments were conducted on 15º and 20º slopes undergoing typical land-use types （bare land， grassland， tea garden， forest land and bamboo forest） in the Jiangzihe small watershed， Huoshan County， Anhui Province. Considering the frequent heavy rainfall in the region， a scouring flow rate of 9 L/min was applied to analyze the responses of runoff， sediment yield and nutrient losses to land-use types and slope gradients.

Results

① During the scouring process， the stabilized average runoff rate on the 15º slopes was in the following order： bare land > tea garden > grassland > forest land > bamboo forest， whereas the sediment yield rate on the 20º slopes were ranked as follows： bare land > grassland > tea garden > forest land > bamboo forest. Compared to the 15º slopes， the runoff rate on the 20º slopes increased significantly only for bare land， with negligible changes in other land-use types. At a stabilized sediment yield， the sediment yield rate of the 20º slopes was slightly higher than that of the 15º slopes， with both exhibiting the following order： bare land > tea garden > grassland > bamboo forest > forest land. ② Total N （TN） and total P （TP） losses on the 20º slopes were marginally higher than those on the 15º slopes. Under the same slope gradient， TN and TP losses showed the following pattern： tea garden > bare land > bamboo forest > grassland > forest land. ③ Throughout the scouring process， runoff predominantly contributed to TN loss， whereas sediment played a more significant role in TP loss.

Conclusion

Expanding area of bamboo forest cover in the Dabie Mountains of western Anhui Province can effectively enhance water conservation and soil retention. Additionally， tea gardens should be prioritized for non-point source pollution management to mitigate the losses of nutrients， such as N and P.

关键词

Keywords

references

张晓艳，李琴书 . 不同土地利用方式对土壤侵蚀及养分流失的影响［J］. 水土保持研究， 2018 ， 25 （ 5 ）： 12 - 17 .

Zhang Xiaoyan ， Li Qinshu . Effects of land use types on soil erosion and soil nutrient losses in purple soil ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2018 ， 25 （ 5 ）： 12 - 17 .

陈正发，龚爱民，宁东卫，等 . 基于RUSLE模型的云南省土壤侵蚀和养分流失特征分析［J］. 水土保持学报， 2021 ， 35 （ 6 ）： 7 - 14 .

Chen Zhengfa ， Gong Aimin ， Ning Dongwei ， et al . Characteristics of soil erosion and nutrient loss in Yunnan Province based on RUSLE model ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2021 ， 35 （ 6 ）： 7 - 14 .

邓越，唐代生，李裕元，等 . 亚热带典型农林混合流域河岸带景观格局对河流磷输出的影响［J］. 水土保持学报， 2022 ， 36 （ 3 ）： 64 - 70 .

Deng Yue ， Tang Daisheng ， Li Yuyuan ， et al . Influences of riparian landscape pattern on river phosphorus output in typical subtropical agroforestry mixed watershed ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 36 （ 3 ）： 64 - 70 .

张洋 . 东柳沟流域风力—水力侵蚀动力过程试验研究［D］. 陕西西安：西安理工大学， 2018 .

Zhang Yang . Experimental study on dynamic process of wind-water erosion in Dongliu valley ［D］. Xi’an， Shaanxi ： Xi’an University of Technology ， 2018 .

Knapen A ， Poesen J ， Govers G ， et al . Resistance of soils to concentrated flow erosion：A review ［J］. Earth-Science Reviews ， 2007 ， 80 （ 1/2 ）： 75 - 109 .

罗榕婷，张光辉，曹颖 . 坡面含沙水流水动力学特性研究进展［J］. 地理科学进展， 2009 ， 28 （ 4 ）： 567 - 574 .

Luo Rongting ， Zhang Guanghui ， Cao Ying . Progress in the research of hydrodynamic characteristics of sediment-laden overland flow ［J］. Progress in Geography ， 2009 ， 28 （ 4 ）： 567 - 574 .

何玉广，信忠保，余新晓，等 . 模拟降雨条件下侧柏林地枯落物对坡面产流产沙的影响［J］. 水土保持学报， 2017 ， 31 （ 3 ）： 27 - 32 .

He Yuguang ， Xin Zhongbao ， Yu Xinxiao ， et al . Influence of litter layer of platycladus orientalis forests on runoff and sediment yield of the slope under simulated rainfall ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2017 ， 31 （ 3 ）： 27 - 32 .

孙若修，申明爽，胡亚伟，等 . 模拟降雨下坡面草带分布对产流产沙过程的影响［J］. 水土保持学报， 2022 ， 36 （ 4 ）： 22 - 29 .

Sun Ruoxiu ， Shen Mingshuang ， Hu Yawei ， et al . Effect of grass belt distribution on runoff and sediment yield under simulated rainfall ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2022 ， 36 （ 4 ）： 22 - 29 .

张馨予，张晓霞，王冬，等 . 土壤结皮对乌拉山矿山废弃地客土坡面侵蚀特征的影响［J］. 水土保持学报， 2023 ， 37 （ 5 ）： 24 - 30 .

Zhang Xinyu ， Zhang Xiaoxia ， Wang Dong ， et al . Effects of soil crusts on erosion characteristics of alien soil slope in mining wasteland of Wula Mountain ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 37 （ 5 ）： 24 - 30 .

王丽，王力，王全九 . 不同坡度坡耕地土壤氮磷的流失与迁移过程［J］. 水土保持学报， 2015 ， 29 （ 2 ）： 69 - 75 .

Wang Li ， Wang Li ， Wang Quanjiu . The processes of nitrogen and phosphorus loss and migration in slope cropland under different slopes ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2015 ， 29 （ 2 ）： 69 - 75 .

杨春霞，姚文艺，肖培青，等 . 植被覆盖结构对坡面产流产沙的影响及调控机制分析［J］. 水利学报， 2019 ， 50 （ 9 ）： 1078 - 1085 .

Yang Chunxia ， Yao Wenyi ， Xiao Peiqing ， et al . Effects of vegetation cover structure on runoff and sediment yield and its regulation mechanism ［J］. Journal of Hydraulic Engineering ， 2019 ， 50 （ 9 ）： 1078 - 1085 .

Li Zhiguo ， Gu Chiming ， Zhang Runhua ， et al . The benefic effect induced by biochar on soil erosion and nutrient loss of slopping land under natural rainfall conditions in central China ［J］. Agricultural Water Management ， 2017 ， 185 ： 145 - 150 .

张彩云，蒋勇军，马丽娜，等 . 岩溶槽谷区不同土地利用方式下的坡地产流产沙规律［J］. 水土保持通报， 2021 ， 41 （ 1 ）： 49 - 55 .

Zhang Caiyun ， Jiang Yongjun ， Ma Lina ， et al . Characteristics of runoff and sediment on slope land with different land use in karst trough valley area ［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation ， 2021 ， 41 （ 1 ）： 49 - 55 .

衣强，李越梅，闫俊飞，等 . 不同土地利用类型对豫西黄土丘陵区坡面产流产沙的影响［J］. 水土保持研究， 2024 ， 31 （ 4 ）： 67 - 74 .

Yi Qiang ， Li Yuemei ， Yan Junfei ， et al . Effects of different land uses on runoff and sediment on sloping land in loess hilly area of western Henan ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 31 （ 4 ）： 67 - 74 .

张华渝，王克勤，宋娅丽 . 滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤抗蚀性［J］. 水土保持学报， 2019 ， 33 （ 5 ）： 50 - 57 .

Zhang Huayu ， Wang Keqin ， Song Yali . Soil erosion resistance under different land use types in Jianshan River watershed in middle Yunnan Province ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2019 ， 33 （ 5 ）： 50 - 57 .

黄昱楠，齐斐，袁利，等 . 大别山北麓林地与园地土壤侵蚀空间分异及驱动分析［J］. 中国水土保持科学（中英文）， 2025 ， 23 （ 1 ）： 51 - 61 .

Huang Yunan ， Qi Fei ， Yuan Li ， et al . Spatial differentiation and driving factors of soil erosion in woodland and garden in the northern Dabie Mountain ［J］. Science of Soil and Water Conservation ， 2025 ， 23 （ 1 ）： 51 - 61 .

张乃夫，桂博文，汪军红，等 . 霍山县江子河小流域产流产沙规律及水土保持效益分析［J］. 治淮， 2023 （ 12 ）： 80 - 82 .

Zhang Naifu ， Gui Bowen ， Wang Junhong ， et al . Analysis on the law of miscarriage and soil and water conservation benefits of Jiangzihe small basin in Huoshan County ［J］. Harnessing the Huaihe River ， 2023 （ 12 ）： 80 - 82 .

张嘉懿，汪军红，程先富，等 . 降雨对江子河小流域不同农作物措施坡面产流产沙的影响［J］. 水土保持学报， 2021 ， 35 （ 2 ）： 8 - 14 .

Zhang Jiayi ， Wang Junhong ， Cheng Xianfu ， et al . Effects of rainfall on slope runoff and sediment yield under different crop measures in the Jiangzi River minor watershed ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2021 ， 35 （ 2 ）： 8 - 14 .

周杰，田培，吴宜进，等 . 大别山区不同水土保持措施配置模式的效益评价［J］. 水土保持学报， 2024 ， 38 （ 6 ）： 61 - 69 .

Zhou Jie ， Tian Pei ， Wu Yijin ， et al . Benefit evaluation of different allocation modes of soil and water conservation measures in Tapieh Mountains area ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2024 ， 38 （ 6 ）： 61 - 69 .

陈剑磊，谢文霞，崔育倩，等 . SmartChem140全自动化学分析仪测定土壤全氮全磷的研究［J］. 分析科学学报， 2016 ， 32 （ 1 ）： 84 - 88 .

Chen Jianlei ， Xie Wenxia ， Cui Yuqian ， et al . Research on the determination of total nitrogen and total phosphorus in soil using SmartChem140 automatic chemical analyzer ［J］. Journal of Analytical Science ， 2016 ， 32 （ 1 ）： 84 - 88 .

贾岳清，周昊，殷惠民，等 . 水中总氮测定方法的研究进展［J］. 工业水处理， 2020 ， 40 （ 2 ）： 1 - 5 .

Jia Yueqing ， Zhou Hao ， Yin Huimin ， et al . Progress in determination of total nitrogen in water ［J］. Industrial Water Treatment ， 2020 ， 40 （ 2 ）： 1 - 5 .

邱诚，傅倩，景江，等 . 水中总磷测定方法的研究进展［J］. 印染助剂， 2020 ， 37 （ 8 ）： 10 - 14 .

Qiu Cheng ， Fu Qian ， Jing Jiang ， et al . Research progress of determination of total phosphorus in water ［J］. Textile Auxiliaries ， 2020 ， 37 （ 8 ）： 10 - 14 .

陈诚，郝治邦 . 模拟降雨下不同坡度土壤坡面产流产沙特征及磷和钾素流失研究［J］. 水土保持研究， 2017 ， 24 （ 2 ）： 70 - 76 .

Chen Cheng ， Hao Zhibang . Research on slope runoff， sediment and P and K loss characteristics on slopes with different gradients under artificial simulation of rainfall ［J］. Research of Soil and Water Conservation ， 2017 ， 24 （ 2 ）： 70 - 76 .

丛鑫，边振，薛春珂，等 . 不同坡度条件下的水土流失特征研究［J］. 中国农村水利水电， 2017 （ 5 ）： 124 - 128 .

Cong Xin ， Bian Zhen ， Xue Chunke ， et al . The characteristics of soil and water loss under different slope conditions ［J］. China Rural Water and Hydropower ， 2017 （ 5 ）： 124 - 128 .

许航，秦岭，何淑勤，等 . 大渡河干旱河谷区不同土地利用方式下土壤抗冲性特征［J］. 干旱区资源与环境， 2023 ， 37 （ 10 ）： 102 - 108 .

Xu Hang ， Qin Ling ， He Shuqin ， et al . Soil anti-scourability under different land use types in arid valley area of Dadu River ［J］. Journal of Arid Land Resources and Environment ， 2023 ， 37 （ 10 ）： 102 - 108 .

朱方方，秦建淼，朱美菲，等 . 模拟降雨下林下覆被结构对产流产沙过程的影响［J］. 水土保持学报， 2023 ， 37 （ 3 ）： 10 - 18 .

Zhu Fangfang ， Qin Jianmiao ， Zhu Meifei ， et al . Effect of mulch structure on runoff and sediment yield under simulation rainfall ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 37 （ 3 ）： 10 - 18 .

张素，熊东红，苏正安，等 . 土壤抗冲性及其影响因素研究进展［J］. 世界科技研究与发展， 2014 ， 36 （ 6 ）： 721 - 725 .

Zhang Su ， Xiong Donghong ， Su Zheng’an ， et al . Research progress of influence factors in soil anti-scourability ［J］. World Sci-tech R & D ， 2014 ， 36 （ 6 ）： 721 - 725 .

淡彩虹，许欢欢，王兵，等 . 模拟降雨下前期含水量对黄绵土坡面产流产沙过程的影响［J］. 水土保持学报， 2023 ， 37 （ 1 ）： 31 - 36 .

Dan Caihong ， Xu Huanhuan ， Wang Bing ， et al . Effect of antecedent soil moisture on runoff and sediment yield on loess slope under simulated rainfall ［J］. Journal of Soil and Water Conservation ， 2023 ， 37 （ 1 ）： 31 - 36 .

马良，黄志霖，华琳 . 三峡库区小流域土地利用结构对土壤养分流失及水质影响［J］. 水生态学杂志， 2022 ， 43 （ 1 ）： 1 - 7 .

Ma Liang ， Huang Zhilin ， Hua Lin . Effects of land use on soil nutrient loss and water quality in the Three Gorges reservoir area of China ［J］. Journal of Hydroecology ， 2022 ， 43 （ 1 ）： 1 - 7 .

甘贤民，严友进，戴全厚，等 . 降雨强度和坡度对喀斯特坡耕地产流和氮磷流失的影响［J］. 环境科学学报， 2024 ， 44 （ 4 ）： 116 - 123 .

Gan Xianmin ， Yan Youjin ， Dai Quanhou ， et al . Impact of rainfall intensity and slope gradient on runoff and nitrogen and phosphorus loss fluxes of sloping farmland in a karst area ［J］. Acta Scientiae Circumstantiae ， 2024 ， 44 （ 4 ）： 116 - 123 .

叶宏萌，华伟平，吴星怡，等 . 土地利用对红壤丘陵区小流域土壤侵蚀和养分流失的影响［J］. 环境化学， 2022 ， 41 （ 12 ）： 4154 - 4164 .

Ye Hongmeng ， Hua Weiping ， Wu Xingyi ， et al . Effect of land use on soil erosion and nutrient loss in small watershed of red hilly soil ［J］. Environmental Chemistry ， 2022 ， 41 （ 12 ）： 4154 - 4164 .

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