一種測定森林枯落物對地表徑流元素含量影響貢獻率的系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及地球化學技術領域，尤其涉及一種測定森林枯落物對地表徑流元素含量影響貢獻率的系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著我國經濟社會發(fā)展和人類活動強度加大，湖泊水庫等主要飲用水水源地水污染問題日趨凸顯。以氮(N)、磷(P)等營養(yǎng)物質大量輸入為特征的水體富營養(yǎng)化已成為水源地首要的水污染問題。據2014年中國水資源公報，由于N、P等元素大量輸入，全國開發(fā)利用程度較高和面積較大的121個主要湖泊和661座主要水庫中，分別有76.9%的湖泊和37.3%的水庫處于富營養(yǎng)狀態(tài)。而由此導致的水源地水質惡化、生物多樣性降低以及河湖生態(tài)系統(tǒng)退化等問題已嚴重影響區(qū)域飲水安全，威脅人類健康，成為制約中國可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸。
[0003]森林生態(tài)系統(tǒng)作為湖泊水庫等飲用水水源地集水區(qū)重要的綠色屏障，在涵養(yǎng)水源、調節(jié)水質等方面起著不可替代的作用。森林枯落物層作為森林生態(tài)系統(tǒng)內獨特的結構層面以及養(yǎng)分循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)，通過攔截、滲透、過濾、吸附、分解等過程，在攔蓄地表徑流、參與森林-湖庫生態(tài)系統(tǒng)N、P等化學元素循環(huán)等方面發(fā)揮著不可低估的作用。據已有研究，我國喬木林枯落物貯量一般均在10t/hm2-40t/hm2以上，枯落物分解可向森林生長提供N等所需養(yǎng)分的69%?87%。據此，在場降雨地表徑流向湖泊水庫匯流過程中，量大而面廣的枯落物覆蓋在流域集水區(qū)地表，其對地表徑流N、P等化學元素含量及時空分布有何影響?如何量化其影響等問題亟待研究。同時，森林土壤層與枯落物層相互臨界，二層之間存在N、P等物質與能量輸送，如何有效剝離森林表層土壤與枯落物層對地表徑流N、P等化學元素含量的交互影響也成為研究的難點。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種測定森林枯落物對地表徑流元素含量影響貢獻率的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能在有效剝離森林表層土壤對地表徑流N、P等元素影響的同時，量化分析場降雨過程中不同枯落物類型、不同儲量枯落物、枯落物不同分解階段對湖泊水庫集水區(qū)地表徑流N、P等化學元素含量影響的貢獻率，從而為準確認識森林枯落物層乃至森林生態(tài)系統(tǒng)對湖泊水庫水質調節(jié)功能及林地清理提供參考與指導。
[0005]—種測定森林枯落物對地表徑流元素含量影響貢獻率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括可移動式變坡支撐架、徑流小區(qū)和徑流收集設備，其中:
[0006]所述可移動式變坡支撐架進一步包括鐵制支架、塑料滑輪、半圓鋼尺和標準雨量筒；
[0007]所述徑流小區(qū)進一步包括鐵制擋板、鐵質隔離板、帶孔鋁制透水板和鐵質底板；
[0008]所述徑流收集設備進一步包括封閉式徑流收集槽和集流桶，其中:
[0009]所述封閉式徑流收集槽包括封閉式水平徑流收集槽和封閉式垂直徑流收集槽，在所述封閉式徑流收集槽的下方出水口布設所述集流桶；
[0010]所述徑流小區(qū)與所述可移動式變坡支撐架固定連接，同時所述徑流小區(qū)的底部與所述封閉式徑流收集槽固定連接。
[0011]所述徑流小區(qū)的底部采用兩層設計，其中用來布設森林枯落物的一層設計成帶孔招制透水板。
[0012]所述徑流小區(qū)的鐵質隔離板將該徑流小區(qū)劃分為兩個規(guī)格相等的區(qū)域。
[0013]所述鐵質隔離板比所述鐵制擋板高出10cm。
[0014]由上述本實用新型提供的技術方案可以看出，上述系統(tǒng)能在有效剝離森林表層土壤對地表徑流N、P等化學元素影響的同時，可量化分析場降雨過程中不同枯落物類型、不同儲量枯落物、枯落物不同分解階段對湖泊水庫集水區(qū)地表徑流N、PN、P等化學元素含量影響的貢獻率，從而為準確認識森林枯落物層、森林生態(tài)系統(tǒng)對湖泊水庫水質調節(jié)功能及林地清理提供參考與指導。
【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0016]圖1為本實用新型實施例所提供的測定森林枯落物對地表徑流元素含量影響貢獻率的系統(tǒng)整體結構示意圖；
[0017]圖2為本實用新型實施例所述系統(tǒng)的實施效果示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型的保護范圍。
[0019]本實用新型實施例所述的系統(tǒng)是在降雨作為湖泊水庫等水源地主要水分來源以及森林枯落物層作為地表徑流向水源地匯集流動的主要媒介背景下，以剝離森林土壤層對地表徑流N、P等化學元素含量影響為前提，深入開展森林枯落物層對入湖(庫)地表徑流N、P等元素含量影響研究，在填補相關研究技術空白的同時，將對準確認識森林生態(tài)系統(tǒng)水質調節(jié)功能以及指導林地清理等工作具有重要現實與理論指導意義。下面將結合附圖對本實用新型實施例作進一步地詳細描述，所述系統(tǒng)包括可移動式變坡支撐架、徑流小區(qū)和徑流收集設備，如圖1所示為本實用新型實施例所提供的測定森林枯落物對地表徑流元素含量影響貢獻率的系統(tǒng)整體結構示意圖，如圖2所示為本實用新型實施例所述系統(tǒng)的實施效果示意圖，結合圖1和2，該系統(tǒng)主要包括有鐵質支架1、塑料滑輪2、半圓鋼尺3、標準雨量筒4、鐵質擋板5、鐵質隔離板6、帶孔鋁制透水板7、鐵質底板8、封閉式水平徑流收集槽9、封閉式垂直徑流收集槽1和集流桶11，其中:
[0020]所述可移動式變坡支撐架進一步包括鐵制支架1、塑料滑輪2、半圓鋼尺3和標準雨量筒4;該雨量筒為直徑20cm的鋼制標準雨量筒；
[0021]所述徑流小區(qū)進一步包括鐵制擋板5、鐵質隔離板6、帶孔鋁制透水板7和鐵質底板8；
[0022]所述徑流收集設備進一步包括封閉式徑流收集槽和集流桶11，其中:
[0023]所述封閉式徑流收集槽包括封閉式水平徑流收集槽9和封閉式垂直徑流收集槽10，這里考慮到降雨徑流在枯落物層存在水平流動和垂直入滲，為同時收集地表徑流和垂直入滲徑流，故采用2個封閉式徑流收集槽(即封閉式水平徑流收集槽9和封閉式垂直徑流收集槽10)與徑流小區(qū)固定連接，分別收集地表徑流和垂直入滲徑流；
[0024]同時為保證徑流由封閉式徑流收集槽向集流桶11匯集為自由出流，在所述封閉式徑流收集槽的下方出水口布設集流桶11，可采用在室外土質地面挖坑法，以降低集流桶11高程，同時為避免降雨進入集流桶11影響實驗結果，在實驗過程中，需在集流桶11上方加蓋以防止雨水進入；
[0025]所述徑流小區(qū)與所述可移動式變坡支撐架固定連接，同時所述徑流小區(qū)的底部與所述封閉式徑流收集槽固定連接。
[0026]具體實現中，所述徑流小區(qū)的底部采用兩層設計，其中用來布設森林枯落物12的一層設計成帶孔鋁制透水板7，該帶孔鋁制透水板7的孔密度與選定的森林土壤入滲系數保持一致。這樣的設計一方面考慮到降雨降至枯落物層后，徑流在實際流動過程中，既存在沿坡面方向的水平流動，即地表徑流，同時又由于重力作用，存