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Influence of land use change on dissolved organic carbon export in Naoli River watershed, Northeast China.

土地利用变化对挠力河流域可溶性有机碳输出的影响


采用野外采样、室内分析、GIS及统计分析相结合的方法,研究了挠力河流域河水可溶性有机碳(DOC)浓度的季节性动态,以及年均尺度上全流域、100 m河岸带土地利用变化对河水DOC输出的影响.结果表明: 基流状态下,河水DOC浓度在春季、夏季显著高于秋季;有湿地存在的子流域DOC浓度的季节性动态与无湿地存在的子流域存在显著差异,且有湿地存在的子流域中DOC浓度的季节性变异与整个流域的趋势一致;年均尺度上,DOC浓度与全流域湿地以及100 m河岸带范围内的水田面积百分比呈显著正相关,而与全流域尺度的林地百分比呈显著负相关(P<0.05).表明湿地的存在是影响挠力河流域河水DOC季节性变异的重要因素;全流域的湿地以及100 m河岸带范围内的水田对其具有显著的促进作用,而林地对其有显著的减缓效应,流域过去几十年的土地利用变化改变了河水DOC的平衡状况.
 

The present study was conducted to evaluate the influence of land use change on dissolved organic carbon (DOC) export in Naoli River watershed, Northeast China. Seasonal variation of DOC concentrations of the river water and its relationship with land use in the whole watershed and 100 m riparian zone at the annual average scale were analyzed using the method of field sampling, laboratory analysis, GIS and statistics analysis. The results showed that the concentrations of DOC under base flow conditions in spring and summer were significantly higher than that in fall in the study watershed. The seasonal trend of DOC concentrations in wetlandwatersheds was similar to that in all the subwatersheds, while significantly different from that in non-wetland watersheds. On the annual average scale, percentage of wetland in the whole watershed and paddy field in the 100 m riparian zone had positive relationship with the DOC concentration in the river water, while percentage of forest in the whole watershed had negative relationship with it (P<0.05). It indicated that wetland in the subwatershed played a significant role in the seasonal variation of DOC in river water of Naoli River watershed. Wetland in the watershed and paddy field in the 100 m riparian zone significantly promoted DOC export, while forest alleviated it. Land use change in the watershed in the past few decades dramatically changed the DOC balance of river water.


全 文 :土地利用变化对挠力河流域可溶性
有机碳输出的影响∗
尹晓敏  吕宪国∗∗  刘兴土  薛振山
(中国科学院东北地理与农业生态研究所湿地生态与环境重点实验室, 长春 130102)
摘  要  采用野外采样、室内分析、GIS及统计分析相结合的方法,研究了挠力河流域河水可
溶性有机碳(DOC)浓度的季节性动态,以及年均尺度上全流域、100 m 河岸带土地利用变化
对河水 DOC输出的影响.结果表明: 基流状态下,河水 DOC 浓度在春季、夏季显著高于秋季;
有湿地存在的子流域 DOC浓度的季节性动态与无湿地存在的子流域存在显著差异,且有湿
地存在的子流域中 DOC浓度的季节性变异与整个流域的趋势一致;年均尺度上,DOC 浓度与
全流域湿地以及 100 m河岸带范围内的水田面积百分比呈显著正相关,而与全流域尺度的林
地百分比呈显著负相关(P<0.05) .表明湿地的存在是影响挠力河流域河水 DOC 季节性变异
的重要因素;全流域的湿地以及 100 m 河岸带范围内的水田对其具有显著的促进作用,而林
地对其有显著的减缓效应,流域过去几十年的土地利用变化改变了河水 DOC的平衡状况.
关键词  土地利用; 可溶性有机碳; 挠力河; 湿地
文章编号  1001-9332(2015)12-3788-07  中图分类号  Q149  文献标识码  A
Influence of land use change on dissolved organic carbon export in Naoli River watershed,
Northeast China. YIN Xiao⁃min, LYU Xian⁃guo, LIU Xing⁃tu, XUE Zhen⁃shan (Key Laboratory of
Wetland Ecology and Environment, Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese
Academy of Sciences, Changchun 130102, China) . ⁃Chin. J. Appl. Ecol., 2015, 26(12): 3788-3794.
Abstract: The present study was conducted to evaluate the influence of land use change on dis⁃
solved organic carbon (DOC) export in Naoli River watershed, Northeast China. Seasonal variation
of DOC concentrations of the river water and its relationship with land use in the whole watershed
and 100 m riparian zone at the annual average scale were analyzed using the method of field sam⁃
pling, laboratory analysis, GIS and statistics analysis. The results showed that the concentrations of
DOC under base flow conditions in spring and summer were significantly higher than that in fall in
the study watershed. The seasonal trend of DOC concentrations in wetland⁃watersheds was similar to
that in all the sub⁃watersheds, while significantly different from that in non⁃wetland watersheds. On
the annual average scale, percentage of wetland in the whole watershed and paddy field in the 100
m riparian zone had positive relationship with the DOC concentration in the river water, while per⁃
centage of forest in the whole watershed had negative relationship with it (P<0.05). It indicated
that wetland in the sub⁃watershed played a significant role in the seasonal variation of DOC in river
water of Naoli River watershed. Wetland in the watershed and paddy field in the 100 m riparian zone
significantly promoted DOC export, while forest alleviated it. Land use change in the watershed in
the past few decades dramatically changed the DOC balance of river water.
Key words: land use; dissolved organic carbon; Naoli River; wetland.
∗国家自然科学基金重点项目(40830535)资助.
∗∗通讯作者. E⁃mail: luxg@ iga.ac.cn
2015⁃03⁃19收稿,2015⁃09⁃16接受.
    河水中的可溶性有机碳(dissolved organic car⁃
bon,DOC)发挥着重要的生物地球化学功能,影响着
河水水质、重金属的迁移、河流生态系统过程、海岸
带富营养化乃至全球碳循环[1-3] .近年来,关于河流
有机碳输出的研究得到越来越广泛的重视[4] .流域
土地利用变化是影响河水 DOC 动态的重要因素之
一[5] .一方面,不同类型用地土壤中 DOC 含量差异
显著,天然的林地、草地、湿地转化为农业和城镇用
应 用 生 态 学 报  2015年 12月  第 26卷  第 12期                                                           
Chinese Journal of Applied Ecology, Dec. 2015, 26(12): 3788-3794
地后,改变了土壤 DOC 含量及其随水流失的风
险[6-7];另一方面,流域景观结构的改变导致河流水
文状况发生变化,引起 DOC 输出的变化[8] .过去的
很多研究表明,人类活动带来的土地利用变化显著
改变了流域中的 DOC 输出[4,9] .分析土地利用变化
对 DOC输出的影响,对于深入理解人类活动影响下
的流域物质平衡、河流生态系统健康状况具有重要
意义,可以为流域水土资源规划和管理提供科学依
据[10] .
与暴雨径流过程中的有机碳输出相比,目前对
基流状态下的河流有机碳输出关注相对较少,而关
于流域不同尺度土地利用对河水 DOC 输出影响的
认识还存在分歧[11] .除了流域尺度,河岸带作为土
壤和地下水转化为地表径流最后流经的地带,具有
独特的植被、水文条件,对河水营养物质输出影响显
著,是全面认识流域土地利用变化对河水有机碳输
出的另一个重要尺度[12-13] .基流状态下,河水中的
DOC主要来自土壤水、地下水[14] .有研究表明,在地
下水位较低的林地为主的流域中,基流状态下的
DOC浓度较低[15];而另一些研究则发现,河岸带林
地的高有机质土壤是河水 DOC 的重要来源[16] .流
域湿地的存在往往显著影响全流域的 DOC 输
出[17];也有研究发现,湿地与河网的距离是影响河
水 DOC浓度的重要因素,73% ~85%的河流 DOC 可
能来自河岸带的湿地土壤[18] .目前关于农业用地特
别是水田与旱田对河水 DOC 输出的影响也存在不
一致的结论[19] .
DOC的输出是其在流域中的产生、随水输送等
一系列过程的函数,过去关于基流状态下的 DOC 输
出的研究多是基于全流域的土地利用与河岸带的土
壤,而关于不同尺度上土地利用变化对河水 DOC 的
影响研究还较少,开展这类研究对于全面认识流域
景观结构对河水 DOC的影响具有重要意义.本研究
以挠力河流域为研究区,分析基流状态下全流域、河
岸带两个尺度土地利用对河水 DOC的影响,研究结
果对于丰富土地利用变化对河水 DOC 影响的认识
具有重要意义,也可为流域土地利用规划提供科学
依据.
1  研究地区与研究方法
1􀆰 1  研究区概况
挠力河流域位于黑龙江省三江平原腹地
(45°43′—47°45′ N,131°31′—134°10′ E) (图 1),
总面积2.42×104 km2,其中,山地面积占总面积的
图 1  研究区位置和采样点分布
Fig.1  Location of the study area and distribution of the sam⁃
pling sites.
38􀆰 3%,主要分布在流域中上游地带;平原占
61􀆰 7%,主要分布在内外七星河和挠力河中游地区,
发育了大片沼泽湿地[20] .挠力河流域属温带湿润半
湿润大陆性季风气候,夏季温暖多雨,冬季寒冷漫
长.多年平均气温 3.5 ℃,多年平均降水量 518 mm,
降水主要集中在 6—9 月.随着地形起伏,流域内分
布着不同类型的土壤.山地多棕壤,台地为黑土和白
浆土,广大平原地区地势平坦,雨水集中,形成草甸
土和沼泽土交错分布格局,西部还分布有少量盐化
草甸土[21] .流域土地肥沃、水资源丰富,是新中国成
立以来重要农垦开发区之一.过去几十年,大片湿地
被开垦为农田,20世纪 90年代以前,湿地主要被开垦
为旱田;进入 90 年代,大规模的旱田被转化为水田,
如今该流域已成为黑龙江乃至全国重要的商品粮基
地.流域内中上游的山区主要分布有林地,河岸的低
平地带及中下游洪积平原上则分布有沼泽湿地和大
量的农田,丰富的地形地貌、景观类型为研究土地利
用变化对流域 DOC输出提供了良好的环境背景.
1􀆰 2  样品采集及分析
于 2010年 7月—2011年 5月,在流域河网上设
置 33个监测点,分夏(6—8 月)、秋(9—11 月)、冬
(12月至次年 2 月)、春(3—5 月)四季分别采集基
流状态下的河水样品.各监测点随机分布于河网中
(图 1).基流状态下的河道径流主要来自土壤水和
地下水,流域内大范围降水过程后 2 ~ 7 d 后的水样
通常被认为是基流状态下的样品.为保证所采水样
为基流状态下样品,每次采样保证在流域大范围降
水过程之后 3~7 d 后进行,采样时间及流域降水情
况如图 2所示.使用 500 mL的聚乙烯塑料瓶采集混
合水样,密封保存,当日运回实验室,将水样储存于
987312期                      尹晓敏等: 土地利用变化对挠力河流域可溶性有机碳输出的影响           
图 2  采样时间及流域降水量
Fig.2  Sampling time and precipitation of the watershed.
A: 春季 Spring; B: 夏季 Summer; C: 秋季 Fall; D: 冬季 Winter.
0~4 ℃的冰柜中,尽快完成化学分析.室内化学分析
工作依托中国科学院东北地理与农业生态研究所分
析测试部进行.采集到的水样用 0.45 μm滤膜过滤,
然后用 TOC⁃VCPH仪测定滤液中的 DOC含量.
1􀆰 3  土地利用分析
搜集流域 2010年 TM影像 6景,利用 ENVI 4􀆰 7
提供的相关程序,根据研究区特征和研究目标,采用
面向对象的分类方法将流域土地利用划分为 7 类:
湿地、林地、旱田、水田、草地、居民地和水体,并实地
设置验证点进行调查验证,结果表明分类精度在
90%以上,满足使用要求.搜集流域 90 m 分辨率的
DEM(数字高程模型)数据.借助 ArCGIS 9.3 提供的
水文分析功能,提取流域水系,并根据采样点位置提
取各采样点(即出水口)控制的上游集水区(即子流
域)范围;以河网为输入变量,利用 ArcGIS的缓冲区
功能(缓冲区距离设置为 100 m)提取距离河网 100
m的河岸带范围.将流域 2010 年的土地利用图与各
采样点控制的子流域范围图叠加,得到 33个采样点
控制的各子流域土地利用图;将子流域土地利用图
与 100 m河岸带范围图叠加,得到 33个采样点控制
的各子流域 100 m 河岸带范围内的土地利用图.统
计分析各子流域及 100 m 河岸带范围内 2010 年各
类用地面积百分比,汇总如图 3 所示.
1􀆰 4  数据处理
利用 SPSS 19.0 提供的相关程序,对得到的各
子流域出水口处的 DOC浓度进行统计分析;采用单
因素方差分析方法分析 DOC浓度的季节性差异;采
用相关分析、回归分析分析子流域、100 m 河岸带范
围内的土地利用与 DOC浓度的关系.由于各类用地
面积百分比之间存在多重共线性,采用主成分回归
图 3  各监测点控制的子流域(a)及 100 m 河岸带(b)范围
内各类用地的百分比
Fig.3  Percentage of the land uses in each drainage area ( a)
and 100 m riparian zone in the drainage area (b) in each sam⁃
pling site.
Ⅰ: 旱田 Upland; Ⅱ: 水体 Water body; Ⅲ: 草地 Grassland; Ⅳ: 林
地 Forest; Ⅴ: 居民地 Residential area; Ⅵ: 湿地 Wetland; Ⅶ: 水田
Paddy field.
的方法建立土地利用与河水 DOC 浓度线性关系的
回归方程.参照 Uuemaa 等[22]的方法,随机抽取出 5
个点的数据,利用剩余的 28个点的数据进行回归分
析得到回归方程,依据 DOC浓度与各类用地比例的
相关性确定回归方程中的因子,显著性水平为 0.05.
共抽取 5次,每次都选择不同的采样点组合.利用抽
取出的 5个点的数据计算方程预测值和实测值之间
的绝对和相对误差,对得到的回归方程进行评价.
2  结果与分析
2􀆰 1  河水 DOC浓度及其季节性动态
由图 4 可知,研究时段内,挠力河流域河水
DOC 浓度为 2. 40 ( ± 0. 85 ) ~ 11. 56 ( ± 1􀆰 38 )
mg· L-1,中值为(7.26±3.68) mg · L-1,浓度最高
的点出现在 11 号点(农业用地占有较大比例),浓
度最低的点出现在 18 号点(水田、居民地、林地比
例较高).
单因素方差分析表明,DOC 浓度在春、夏季显
著高于秋季,冬季与各季节间不存在显著差异(图
4b).河水中 DOC 的时间变化取决于流域的水文过
程及陆地与河水生态过程的相互作用[23] .春季是该
区河流的融冻期,会释放大量的DOC汇入河流,从
0973                                       应  用  生  态  学  报                                      26卷
图 4  挠力河流域河水 DOC浓度(a)及其季节变化(b)
Fig.4  Concentrations of water DOC (a) and seasonal variation
(b) in Naoli River watershed.
不同小写字母表示不同季节间差异显著(P<0.05) Different small let⁃
ters indicated significant difference among different seasons at 0.05 level.
下同 The same below.
而导致河水 DOC浓度在 5月出现峰值[24] .夏季温度
较高,土壤和沉积物的矿化速率较高,往往导致土壤
中 DOC 含量较高,下游河水中 DOC 输出的浓度也
较高[25] .
本研究监测的 33 个子流域随机分布于整个流
域中,采集得到的样品代表了整个流域 DOC 浓度的
平均状况.湿地由于其特殊的水热条件,厌氧条件导
致大量有机质分解不彻底,是河水 DOC的重要提供
者,湿地的存在显著影响下游河水的 DOC 输出[26] .
挠力河流域处于温带大陆性季风气候区,降水的季
节性变化明显,沼泽湿地与地下、地表水文过程的联
系也存在显著的季节性差异[27] .沼泽湿地的存在可
能对下游河水 DOC输出的季节动态产生显著影响.
借鉴相关研究经验[19],将 33 个子流域按照有无湿
地分布划分为 2 类,其中有湿地分布(湿地百分比
>0)的子流域有 25 个,无湿地分布(湿地百分比 =
0)的子流域 8个.
    由图 5可知,有湿地存在的子流域的 DOC 季节
变化趋势与所有子流域分析结果(图 4b)一致,而无
湿地存在的子流域 DOC 浓度的季节变化趋势明显
不同(P<0.05),表明湿地的存在对流域 DOC 输出
的季节性变异具有重要影响.三江平原沼泽湿地土
壤孔隙水 DOC 浓度存在显著的季节变化,夏季最
高,秋季的 10月为低值期[28] .河水的 DOC浓度在温
暖的生长季高于其他季节,湿地土壤水中DOC的季
图 5  有(W)、无(N)湿地子流域各季节的 DOC浓度
Fig. 5   Seasonal variation of DOC concentrations in wetland
(W) and non⁃wetland (N) sub⁃watersheds.
节变化引起了下游河道径流中 DOC 浓度的季节变
异[29] .
2􀆰 2  土地利用对 DOC输出的影响
由 DOC浓度与全流域及 100 m 河岸带各类用
地百分比的相关分析结果(表 1)可知,年均尺度上,
全流域林地、湿地以及 100 m 河岸带范围内的水田
对基流状态下 DOC 输出的影响显著.总体上看,林
地是负效应,而湿地和水田呈显著的正效应.这一方
面反映了 3类用地中不同的生态系统过程导致的土
壤中过量的 DOC的累积情况,另一方面也揭示了基
流状态下这几类用地与河道径流密切的水文联系.
湿地土壤由于长期或季节性处于厌氧状态,有机质
分解缓慢,有利于 DOC 的累积,且土壤水与地下水
联系较为紧密,土壤中积累的 DOC很容易进入地下
水之后在下游形成河道径流,促进 DOC 的输出.由
表 1可知,100 m河岸带范围内水田开发对 DOC 的
输出有显著的促进作用.这表明在年均尺度上的生
物地球化学循环过程中,该区水田土壤中积累了较
多的 DOC;另一方面,100 m河岸带范围内的水田与
表 1  全流域及 100 m 河岸带范围内各类用地百分比与
DOC浓度的相关系数
Table 1  Correlation coefficients of land use in the whole
watershed and 100 m riparian zone with concentrations of
DOC in the study watershed
用地类型
Land use
全流域
Whole watershed
100 m河岸带
100 m riparian zone
旱田 Upland 0.383 0.438
水田 Paddy field 0.376 0.578∗
草地 Grassland -0.276 0.127
林地 Forest -0.600∗∗ -0.361
居民地 Residential area 0.308 0.486
湿地 Wetland 0.686∗∗ 0.341
水体 Water body 0.243 0.385
∗P<0.05; ∗∗ P<0.01.
197312期                      尹晓敏等: 土地利用变化对挠力河流域可溶性有机碳输出的影响           
表 2  DOC浓度(y)与土地利用百分比的回归方程
Table 2  Multiple linear regression models between landscape variables percentage and mean DOC concentrations (y) in the
study watershed
抽取序号
Number of
extraction
回归方程
Regression model
R2 P 绝对误差
Absolute
error
相对误差
Relative error
(%)
1 y= 7.55-1.93x1+8.11x2+4.50x3 0.492 0.01 0.021 14.2
2 y= 7.78-1.00x1+13.79x2+5.98x3-17.28x4 0.346 0.04 0.016 17.4
3 y= 7.55-2.06x1+8.62x2+4.03x3 0.598 0.02 0.011 11.4
4 y= 7.80-1.77x1+5.48x2+4.04x3 0.463 0.03 0.017 16.5
5 y= 7.77-1.91x1+7.48x2+4.37x3 0.538 0.01 0.024 16.4
x1: 林地 Forest; x2: 湿地 Wetland; x3: 100 m河岸带范围内的水田 Paddy field in the 100 m riparian zone; x4: 草地 Grassland.
基流状态下的河道径流存在密切的水文联系.本研
究中,水田与旱田对 DOC 输出的影响不同,表明流
域湿地开垦及 20 世纪 90 年代以来的“旱田改水
田”对下游 DOC输出产生了显著影响,改变了流域
DOC的物质平衡状况.
2􀆰 3  DOC浓度与各类用地的回归方程
由表 2可知,通过比较判定系数、相对和绝对误
差,建立的 DOC浓度与各类用地百分比的回归方程
为:y= 7.55-2.06x1 +8.62x2 +4.03x3 .其中:x1为林地
百分比;x2为湿地百分比;x3为 100 m 河岸带范围内
水田百分比.尽管判定系数相对较低,但也揭示了流
域内对 DOC输出有显著影响的景观因子.在各次随
机抽取后的回归分析中,全流域林地、湿地以及 100
m河岸带范围内的水田都对 DOC 浓度产生了显著
影响,反映了这几类用地在 DOC输出中的决定性作
用.从建立的回归方程中各因变量的系数来看,湿地
的系数最大,其次是林地,100 m河岸带范围内的水
田最小,反映了这 3类用地对 DOC输出影响的相对
重要程度.
3  讨    论
3􀆰 1  河水 DOC的时间变异性
河水中 DOC的时空动态是一系列外源(如流域
陆地生态过程)以及内源(如河水自身生物地球化
学过程)过程共同作用的结果.研究表明,外源过程
是基流状态下 DOC 季节性动态的主要影响因
子[30] .本研究通过采集、分析各类用地面积差异较
大的 33个子流域的出水口样品,发现 DOC 浓度存
在较大的时间变异,夏季最高,秋季最低,并且流域
中湿地的存在是影响其季节性动态的重要因素,土
地利用与 DOC浓度的相关分析也说明了湿地的存
在对河水 DOC输出的深刻影响.关于温带地区其他
的相关研究也有类似结果,如 Graeber等[10]发现,在
以湿地为主的流域中,土壤水位的变化、蒸发以及光
合降解等导致 DOC浓度存在显著的季节性变化.
有研究表明,在以林地为主的流域中,由于森林
用地的新鲜凋落物是这类流域河水 DOC 的主要来
源,夏季和秋季土壤温度较高,微生物活动活跃,有
机质的分解率较高,促进了 DOC 的产生,因此河水
DOC的浓度通常是夏、秋季节最高,冬、春季节较
低[31-32] .从本研究的结果看,挠力河流域湿地对河
水 DOC季节动态的影响较林地更为显著.因此,该
区湿地土壤水 DOC的季节变化对下游河水 DOC 的
季节动态产生了重要影响.杨继松[33]研究表明,由
于气候因素的影响,三江平原湿地枯落物迅速增加
导致的秋季土壤 DOC含量的增加主要出现在 9 月,
而非本研究采样的 10月.因此导致本研究中出现秋
季 DOC浓度较低的结果.
3􀆰 2  土地利用变化对河水 DOC的影响
本研究发现,全流域的湿地、林地以及 100 m河
岸带范围内的水田百分比是影响年均尺度基流状态
下挠力河流域河水 DOC输出的重要因素.由于其特
殊的生物地球化学循环过程,湿地的存在往往被认
为是下游河水 DOC 输出的决定性因子[34] .也有研
究认为,湿地与河道径流的水文联系决定着其对河
水 DOC输出的影响程度[18] .本研究发现,基流状态
下全流域的湿地百分比显著影响了下游河水 DOC
的浓度,这在一定程度上反映了基流状态下该流域
中沼泽湿地与河道径流存在密切的水文联系,相关
研究中也发现了这一点[35] .
在一些以林地为主的流域中,林地是下游河水
DOC的主要来源.林地枯枝落叶层中有机质的淋溶
导致地下水中 DOC 浓度升高.在这类流域中,林地
土壤 DOC 是地下水及下游河水 DOC 的主要来源.
也有研究认为,与林地相比,农田和湿地是下游河水
DOC的重要来源[36] .本研究发现,林地对下游河水
中的 DOC输出具有缓解效应.这可能与流域的景观
结构有关.从流域特征和遥感影像解译的结果来看,
2973                                       应  用  生  态  学  报                                      26卷
林地主要分布在上游的山区,而湿地主要分布在靠
近河岸带的低平地带和中下游的冲积⁃洪积平原上.
上游的林地中低浓度的 DOC 通过地下水与下游湿
地中富含 DOC的土壤水混合后,来自林地的水将会
被“稀释”,从而使得河道中的 DOC 浓度高于来自
林地土壤孔隙水的浓度,导致林地对 DOC 输出表现
出“稀释”的负效应.过去关于林地对下游河水 DOC
输出的影响研究多是基于单一林业用地为主的流域
(如 Hongve[15]的研究).本研究区挠力河流域用地类
型丰富,既有林地又有湿地、农田,多种用地类型作
用下,下游河水营养物质输出的影响还受到各类用
地间相互作用,以及景观空间结构等一系列因素的
影响[37] .为全面认识林地以及流域景观格局对下游
河水 DOC的影响,今后的相关研究中,应加强对多
种用地类型共同作用下流域 DOC输出的研究.
水田一方面是农业用地,另一方面也是人工湿
地.生长季内淹水的独特的生态水文特征,使得稻田
土壤中有机质的累积呈现出与一般农业用地不同的
特征.淹水的土壤环境使得水稻根系生长过程中自
然更新导致的脱落死根会带来土壤中有机质的增
加[38];在一些地区,淹水条件导致的酸性土壤环境
减缓了有机质的分解,也会引起水稻土壤中有机碳
的累积及其向下游河水的输出[39] .本研究发现,河
岸带的水稻田显著促进了基流状态下河水中 DOC
的输出,一方面,稻田独特的生态水文特征使得其土
壤中 DOC 的含量较其他农业用地 (如旱田)更
高[40],另一方面,也揭示了稻田土壤水与地下水、下
游河道径流的紧密联系.富含 DOC 的土壤水分垂直
迁移到地下水后,最终在下游形成地表径流,导致河
水中 DOC浓度的增加.本研究采用统计分析的方法
发现 100 m河岸带范围内的水田与基流状态下的河
道径流存在密切的水文联系,关于其水文过程的相
关机理应在今后的相关研究中进一步揭示.
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(in Chinese)
作者简介  尹晓敏,女,1985年生.主要从事湿地变化及其环
境效应研究. E⁃mail: yinxiaomin07@ mails.ucas.ac.cn
责任编辑  杨  弘
4973                                       应  用  生  态  学  报                                      26卷