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三峡库区作为长江上游生态屏障的最后一道关口,在全国生态空间格局中具有重要的战略地位,因此,研究三峡库区由水土流失所带来的土壤侵蚀和面源污染问题,探索有效的水土保持措施和管理机制,对治理库区水土流失、确保库区生态文明发展具有重要意义。本文以三峡库区典型小流域石盘丘小流域中,传统耕作模式下的集水区(CT)与配置有水土保持措施的农林复合型集水区(FH)作为研究区域,以土壤侵蚀模数描述流域内土壤侵蚀状况,以次降雨过程中径流氮、磷元素的负荷描述流域内水环境状况,并基于流域的景观数量特征和景观格局特征两方面,以景观格局理论为基础,探讨其在小流域尺度上对土壤侵蚀模数以及面源污染的影响,从而明确小流域水土流失现状及驱动因子,为小流域优化景观格局、防治水土流失提供科学依据。主要研究结果如下:(1)对石盘丘小流域景观格局的研究表明,CT集水区“源”“汇”景观面积比达7:3,以“源”景观为主,而FH集水区“源”“汇”景观面积比约4:5,且布局均衡;在景观数量随坡度的分布中,CT分布在5°以下的景观数量达到了FH的2倍,而FH在25°以上的景观数量是CT的6倍,在景观数量随相对高程的分布中,FH在相对高程50m以上的景观数量达到CT的6倍,FH集水区占据了流域内大部分高陡坡区域;研究区景观指数特征方面,景观水平指数下,CT集水区与FH集水区的差异性主要体现在斑块密度(PD)、边缘密度(ED)和形状指数(LSI)中,而蔓延度指数(CONTAG)和香农多样性指数(SHDI)的差异不显著;类型水平指数下,CT集水区在“源”景观中的PD小于FH集水区,而ED大于FH集水区,CT集水区在“汇”景观中的PD大于FH集水区,而ED小于FH集水区。(2)通过RUSLE模型对石盘丘小流域土壤侵蚀模数的计算,CT与FH集水区均表现出以微度侵蚀为基质的侵蚀格局,两集水区的侵蚀模数分别为66.66t·km-2·a-1和65.54t·km-2·a-1,无显著性差异,但CT集水区中存在侵蚀模数达5530.02t·km-2·a-1的强烈侵蚀区域;旱地、果园是“源”景观中侵蚀模数较高的景观类型,其他林地、其他草地是“汇”景观中土壤侵蚀模数较高的景观类型。(3)对研究区2021年8月4场侵蚀性次降雨径流中各形态氮的分析结果表明,CT集水区径流中TN、DN、NN和AN的平均EMC分别为3.93mg·L-1、2.32 mg·L-1、1.26 mg·L-1和0.13 mg·L-1,平均输出负荷分别为104.30g、80.34g、41.37g和5.76g;FH集水区径流中TN、DN、NN和AN的平均EMC分别为1.96mg·L-1、1.57 mg·L-1、0.79 mg·L-1和0.10 mg·L-1,平均输出负荷分别为61.87g、50.02g、30.86g和3.31g,NN是两个集水区径流中溶解态氮的主要流失形式。对研究区2021年8月4场侵蚀性次降雨径流中各形态磷的分析结果表明,CT集水区径流中TP、TDP和DIP的平均EMC分别为0.68mg·L-1、0.43mg·L-1和0.11mg·L-1,平均输出负荷分别为32.86g、17.10g和4.76g;FH集水区径流中TP、TDP和DIP的平均EMC分别为0.53mg·L-1、0.36mg·L-1和0.11mg·L-1,平均输出负荷分别为15.29g、8.60g和3.20g,DIP是溶解态磷的重要流失形态;2021年8月,CT集水区TN、DN、NN和AN的月流失量分别为6.13kg·m-1、3.62 kg·m-1、1.97 kg·m-1和0.20 kg·m-1,而相比于CT集水区,FH集水区对各形态氮的减少比例分别达到59.22%、47.75%、48.73%和35.00%;CT集水区TP、TDP、DIP的月流失量分别为1.06kg·m-1、0.67 kg·m-1和0.17 kg·m-1,FH集水区对各形态磷的减少比例分别达到35.85%、31.34%和17.65%,两个集水区总氮、总磷的浓度均超过国家Ⅴ类水标准,但FH集水区极大减少了径流中各形态氮、磷的输出负荷,对面源污染起到了积极的防控作用。(4)研究区景观格局与侵蚀模数的相关性分析表明,PD、ED、LSI与两个集水区的土壤侵蚀均呈显著正相关,“源”“汇”面积的百分比对土壤侵蚀模数同样存在显著影响;在侵蚀模数与景观格局指数的多因子回归分析中,复相关系数均大于0.8,说明各因子的综合作用对土壤侵蚀高度相关;研究区景观格局与径流氮、磷养分浓度的冗余分析中,并列与散布指数(IJI)、形状指数(LSI)对CT中径流养分浓度的解释率最高,而坑塘水面、果园和旱地对CT集水区的径流养分浓度的贡献率最高;在FH集水区中,对径流养分解释率较高的景观指数分别是LSI和PD,而对径流养分贡献率较高的景观则分别是梯田和林地。(5)石盘丘小流域水土流失风险较高,旱地、果园是分布最广泛的高风险景观类型,其他林地、其他草地则是对流域水土流失起到缓冲作用的主要景观。“源”景观向“汇”景观的转化、避免集中连片开发、高陡坡水土保持措施的布设以及出水口缓冲区的建立是调整流域景观格局的主要方式。