侵蚀性花岗岩坡地不同地貌部位土壤剖面风化特征研究

为揭示发育于侵蚀性风化花岗岩坡地上不同地貌部位土壤剖面的风化发育特征,在浙江省选择了典型的风化花岗岩坡地:浙江省嵊州市水土保持监测站为研究区,在监测站同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个典型的土壤剖面(140 cm),从下至上等距离(20 cm)采集土壤样品,共采集21个土样。进行了各层土壤基本理化特性和化学全量的分析,并分别计算了3个剖面不同层次的主要化学风化系数及总的风化强度,结果表明:(1)在强烈侵蚀的花岗岩风化残积坡地发育的土壤,总体发育成熟过程较弱,其进一步的发育与典型的地带性土壤的发育有很大的差异,侵蚀过程严重地影响了土壤的进一步成熟,侵蚀强度越大,则土壤发育越差。(2)土壤剖面总的风化强度不大,上下层的递变差异很小,脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加风化程度越来越弱。(3)土壤剖面的化学分层不明显,各种风化指标均在60 cm左右形成了一个分界层,其上受水力侵蚀影响明显,其下呈现出的特性以继承残积母质为主。(4)不同地貌部位的风化发育程度排序为:坡底坡中坡顶,其与采样坡面的侵蚀强度排序正好相反。(5)风化程度与有机质和黏粒含量具有较为明显的正比关系,在侵蚀环境下,土壤的物理特性对风化的影响明显,在沉积环境下土壤有机质的影响大于黏粒含量的影响。总之,由于受侵蚀的影响,坡地土壤剖面的淀积层不发育,剖面呈现出的假淀积层不是由淋溶作用形成的,而是具有一定风化程度的风化残积层,结果导致发育于山地丘陵侵蚀性坡地的土壤层次划分不同于常规的土壤层次划分。     

风化花岗岩坡地土壤剖面大孔隙特性的空间分布

为了揭示侵蚀性风化花岗岩坡地不同部位土壤剖面大孔隙特性的空间分布,在浙江嵊州市水土保持监测站,同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个土壤剖面,进行了原状土柱(70cm)样品采集,用CT分层扫描与Arc GIS10.1图像解译技术,获得了系列数据,并计算了分析指标,研究了3个剖面大孔隙的分布规律和影响因素。结果表明:(1)3个土壤剖面均以大孔隙为主,1~3 mm孔径占比最大,5~7 mm占比最小。大孔隙个数的排序:坡中坡底坡顶。(2)大孔隙度与总孔隙度的差值随深度递减。大孔隙度大于均值的层位分布在0~30 cm之间。(3)成圆率影响大孔隙度与总孔隙度的关系。土壤黏粒和粉粒含量越多,成圆率越大。大孔隙度与土壤粗砂粒呈显著正相关,与黏粒和粉粒为显著负相关。(4)土壤侵蚀强度越大,大孔隙占比越大,孔隙结构性越差,漏水漏肥越严重。     

强度耕作对137Cs、210Pbex和有机质剖面分布的影响

很少有关于直接测定强度耕作侵蚀引起土壤退化过程的报道.我们的目的是确定应用137Cs和210Pbex直接定量评价耕作侵蚀对土壤有机质(SOM)坡面运移影响的可能性.我们在黄土高原陡坡耕地上进行了50次犁耕活动,并将与其相临的另一块陡坡耕地作为对照.在对照坡地不同坡位,137Cs浓度均匀分布于上部0～30 cm土层,而210Pbex浓度在坡上部和坡中部随土层深度增加呈现线性递减,在坡下部呈指数函数递减.0～30 cm土层中土壤有机质含量显著大于30 cm深度以下土层,并在坡中部和坡下部呈现与210Pbex类似的土壤剖面分布特征.与对照坡地比较,50次犁耕活动导致坡上部、坡中部0～45 cm土层的SOM含量分别降低了38%和47%,坡下部0～100 cm土层中的SOM含量却提高了18%.坡上部土壤剖面中137Cs浓度的加权平均值从1.48 Bq/kg降低到0.29 Bq/kg, 坡中部从2.53 Bq/kg减少到0.33 Bq/kg,坡下部从1.48 Bq/kg提高到2.81 Bq/kg.210Pbex浓度的剖面加权平均值在坡上部从27.71 Bq/kg下降到6.15 Bq/kg,在坡中部和坡下部分别从35.46 Bq/kg和25.53 Bq/kg降低到1.57 Bq/kg和19.40 Bq/kg.137Cs和210Pbex的剖面分布与SOM在p<0.001水平呈显著相关,相关系数R2值在对照坡地为0.81～0.86,在犁耕实验坡地为0.86～0.91.实验结果表明,环境放射性核素137Cs和 210Pbex在黄土高原陡坡地遵照同一物理运移机理,可直接应用于定量评价耕作侵蚀与土壤质量的关系.     

紫色土坡耕地土壤物理性质空间变异对土壤侵蚀的响应

为了研究不同坡度和坡长的耕地上土壤侵蚀对土壤物理性质空间变异的影响,通过地形测量、137 Cs示踪、土壤物理性质分析等方法对川中丘陵紫色土区土壤物理性质对土壤侵蚀的响应进行了研究,结果表明：在中等坡度（16.60%～25.10%）的梯坡地上,耕作侵蚀处于主导地位,是导致耕层土壤物理性黏粒含量和容重在梯坡地上总体差异不大（CV＜6.3%）,且与137Cs含量不相关的主要原因;在已退耕还林的陡梯坡地上（35.60%）,水蚀占据主导地位,导致耕层土壤物理性黏粒含量和容重均与137Cs的含量显著相关。在长坡耕地上(10.10%),具有分选搬运能力的水力侵蚀占据主导地位,致使耕层土壤物理性黏粒含量与137Cs的含量具有显著的相关关系,而容重却与137Cs含量没有显著的相关关系。川中丘陵区坡耕地上,耕作侵蚀和水蚀共同作用于土层深度,使土层深度在坡顶、上坡最浅,在坡脚最深,顺坡向下逐渐增加。因此,在川中丘陵区不同坡长的坡耕地上,占主导地位的土壤侵蚀类型导致坡耕地上土壤物理性质出现相应的变化。     

利用137Cs示踪技术研究滇池流域土壤侵蚀

核素示踪技术研究作为一种新的土壤侵蚀研究方法,已经在土壤侵蚀研究中获得了极大应用,并在土壤侵蚀的沉积、侵蚀、运移研究上取得许多成果。采用放射性核素作为土壤示踪剂,可以很好地进行流域尺度的范围研究,且可靠性比较高,省时省力。云贵高原在处于我国的西南地区,是我国南方水土流失严重的地区之一。本文应用137Cs示踪技术,研究了云南省滇池流域土壤侵蚀的强度分异规律:坡地不同地貌部位的土壤侵蚀速率是坡中部>坡下部>坡上部;不同土地利用类型和方式下的土壤平均侵蚀速率是耕地>非耕地。研究表明,整个流域平均土壤侵蚀速率为1 280 t km-2a-1,属于轻度侵蚀,地貌部位、坡度以及土地利用方式是影响土壤侵蚀的主要因素。     

草甸土近地表解冻深度对融雪侵蚀影响模拟研究

采用室外人工模拟融雪水冲刷试验,研究了春季解冻期近地表草甸土解冻深度对坡面融雪水冲刷侵蚀过程的影响。结果表明:土壤解冻深度对产流及侵蚀有较大影响。由于冲刷过程中冻土层逐渐向下移动,解冻土层厚度增加,坡面产流和侵蚀也随之经历着此消彼长的复杂过程。对同一冲刷强度,解冻深度愈小,坡面初始产流时间愈早,前期侵蚀率愈大,冲刷后期侵蚀率增幅减小。初始解冻深度越大,坡面初始产流时间愈晚,前期侵蚀率较为稳定,但随冲刷时间的延长,坡面随解冻深度不同发生不同程度的细沟侵蚀,侵蚀量急剧增大,冲刷过程中侵蚀率大小的变化受细沟发育程度的影响较大。     

草甸土近地表解冻深度对坡面降雨侵蚀影响研究

采用室外人工模拟降雨实验,研究了春季解冻期近地表草甸土解冻深度对该时期坡面降雨侵蚀过程的影响。结果表明:土壤解冻深度对入渗、产流以及侵蚀量有较大影响。由于降雨过程中冻土层逐渐向下移动,解冻土层厚度增加,坡面产流和入渗也随之经历着此消彼长的过程。对同一降雨强度,解冻深度愈小,坡面初始产流时间愈早,前期侵蚀率愈大,土壤侵蚀总量也愈大,但降雨后期侵蚀率增幅减小。随着降雨时间的延长,坡面随解冻深度不同发生不同程度的细沟侵蚀。降雨前期解冻深度越小,降雨过程中发展为细沟侵蚀的时间越早,侵蚀强度也越严重,降雨过程中侵蚀率大小的变化也受到细沟发育程度的影响。     

陕北子洲"7?26"暴雨后坡耕地细沟侵蚀及其影响因素分析

细沟侵蚀研究多数基于模拟降雨条件,野外自然状态下的研究相对较少,而极端暴雨条件下的细沟侵蚀研究更为鲜见。该文对陕西子洲2017年"7?26"特大暴雨条件下坡耕地发育的细沟开展调查,研究坡位(距分水岭距离)、坡度和坡形对坡耕地细沟侵蚀特征的影响。结果表明:通过对35个样方的143条细沟统计,细沟宽度和细沟深度分别为0.5～60 cm和0.5～35 cm;细沟侵蚀强度、细沟密度和细沟割裂度分别为2 289～110 976 t/km~2、0.3～3.95 m/m2和0.002～0.441。随距分水岭距离(17～58 m)的增加,细沟先快速发育,坡面破碎程度加剧,距分水岭58m后,细沟发育减慢,坡面破碎程度减弱。坡度在不同的坡位对细沟侵蚀的影响程度不同:随坡度增大,上坡位(距分水岭20～40m),细沟侵蚀强度陡升,坡面破碎程度加剧;下坡位(距分水岭60～80m),细沟侵蚀强度增加较缓慢,坡面破碎程度减弱。凸形坡中部为细沟侵蚀(10 292t/km~2)最为严重区域,下部(8 141t/km~2)次之,上部无细沟发生;细沟密度、细沟割裂度和细沟平均宽度先增大后减小,细沟平均深度递增。浅沟地形细沟侵蚀随距分水岭距离的增加而增加,但退耕地的存在减缓了细沟侵蚀发育程度。直形坡因坡度最大其细沟侵蚀最严重,细沟形态同其他坡形基本相同,但最大沟宽和沟深均大于其他坡形。研究结果可为黄土高原坡耕地的水土流失防治提供参考。     

第四纪红色粘土侵蚀土壤水分特性研究

水土流失严重的第四纪红色粘土区,夏季因高温少雨使水土保持植物措施难以见效。为了揭示红色粘土的持水特性和水分动态变化规律,对不同地形部位、不同深度的侵蚀土壤,进行了5～11月份的定点观测和持水特性的研究。结果表明:夏季,表层土壤(0～10cm)都有不同程度的干旱,坡上部裸露红色粘土尤为严重;秋季,坡中部10～30cm土层的含水量高于30～60cm的含水量;雨季,侵蚀沟底部沉积物的含水量明显地高于田间持水量;对于有效水含量,侵蚀沟底部较高,而坡上部粘土较低。因此提出:改善土壤结构,增加土壤渗透能力,促进深层贮水和选择深根性植物等措施。     

农林复合种植模式对红壤坡地表土水力特性及储水的影响

为探讨红壤坡地不同农林模式表层土壤水力特性差异及其对土体储水量的影响,该文分析了红壤坡地"农-林-草"、"农-林+横坡耕作"、"农-林+顺坡耕作"和"纯林"4种典型农林复合模式表层土壤(0～0.30 m)的土壤水力特征参数,并通过Richards方程数值求解模拟了不同表层土壤水力特性下的土壤含水率动态和土体储水量。结果表明,农林复合模式对表层土壤水力特性有较大影响,"农-林-草"、"农-林+横坡耕作"、"农-林+顺坡耕作"、"纯林"模式的表层土的土壤性质依次表现为:土壤黏性增强(土壤进气值倒数减小)、透水性减弱(饱和水力传导度减小)。饱和水力传导度、土壤进气值倒数与土壤容重的相关系数为-0.98和-0.96。当仅考虑表层土壤水力特性差异时,土体储水能力由强到弱依次为"农-林-草"、"农-林+横坡耕作"或"农-林+顺坡耕作"和"纯林"模式土壤。"农-林-草"模式表层土壤具有在蒸发期减少深层土壤水消耗、在降雨期增加深层土壤水补给的作用,该土壤储水机制为"农-林-草"复合种植模式推广提供了理论基础。     

黄土高原退耕还林工程中的现存问题及有关建议

花岗岩母质土壤区在洞庭湖流域广泛分布。由于内在机理及洞庭湖流域特殊的气候条件和人地关系状况，使这一类土壤区成为洞庭湖流域最为严重的水土流失地区之一，并引起了严重的环境、社会、经济后果。花岗岩分布区地形陡峭、风化速度快，风化层深厚，极易导致水土流失。在内生动力和外部动力的共同作用下．水土流失的时序特征与风化层各层的特性紧密相关。为了科学治理，首次尝试对湿润区花岗岩水土流失区进行区域界定并作了类型区划分。     

花岗岩风化壳崩岗侵蚀剖面风化强度和粒度分布特征

结合粒度法和化学风化指标法分析了花岗岩风化壳崩岗侵蚀剖面,结果显示:（1）粒度组成以粉砂砾组分最多,平均值为52.52%,砂砾组分为38.38%,黏粒组分最少,平均值为9.09%。4~63 μm粉砂粒组分分别与<1 μm细黏粒组分、<4 μm黏粒组分正相关性较好;>63 μm的砂砾组分与中值砾径呈显著正相关性,与<1 μm细黏粒组分、<4 μm黏粒组分、4~63 μm粉砂粒组分呈显著的负相关性。剖面580~780 cm深度可能是崩岗侵蚀起源区域。（2）化学蚀变指数CIA、风化淋溶系数BA、残积系数Ki和退碱系数Bc一致表明,崩岗侵蚀剖面的化学风化程度高。风化强度从底部往上呈现先小幅度递减而后波动递增的变化趋势。（3）风化参数指标和粒度线性相关性分析得知,化学风化作用强度增强,<1 μm细黏粒组分、<4 μm黏粒组分、4~63 μm粉砂粒组分增加,>63 μm砂砾组分减少。化学风化作用减弱,<4 μm黏粒组分、4~63 μm粉砂粒组分减少,>63 μm砂砾组分增多。     

湘东地区典型土壤团聚体稳定性的影响因素

[目的]揭示湘东地区土壤团聚体的分布规律及其影响稳定性因素,为研究南方土壤团聚体胶结机制提供一定的理论依据。[方法]在湘东地区选择3种常见成土母质(第四纪红土、花岗岩风化物、板岩风化物)上发育的典型自然林地、水田与旱地,采集表层土壤(0—20cm)与底层土壤(40—60cm),利用湿筛法测定土壤水稳性团聚体组成。[结果]土地利用方式、母质类型及土层部位显著影响土壤团聚体的组成及稳定性,且它们的交互作用也非常明显。不同利用方式下土壤团聚体稳定性总体表现为:水田林地旱地;但利用方式对团聚体稳定性的影响仅局限于表层土壤,同时在花岗岩风化物发育质地较砂的土壤上表现不明显。不同母质间土壤团聚体稳定性呈现出如下规律:第四纪红土板岩风化物花岗岩风化物,但表层土壤或旱地、林地利用下该规律不甚明显。同时,表层土壤团聚体稳定性一般要显著高于底层土壤,但对于第四纪红土发育质地较为黏重的土壤或水田利用方式下并非如此。[结论]成土母质、利用方式、土层部位通过对土壤质地、有机质、氧化物等的影响间接影响着湘东地区土壤团聚体的分布。     

不同放牧强度下土壤侵蚀对典型草原土壤有机碳的影响

针对典型草原土壤侵蚀区的碳储量及碳流失问题,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同放牧强度下内蒙古大针茅典型草原的土壤侵蚀量、有机碳含量、有机碳流失量的变化情况。结果表明:(1)放牧强度对表层土壤有机碳的影响较大,有机碳储量呈先增加后减少的趋势,表现为轻度放牧对照中度放牧重度放牧,且不同放牧强度下0—40cm土壤有机碳变化明显,为明显的垂直递减趋势;(2)降雨强度对草地土壤侵蚀的影响最大,其次为坡度,放牧强度的影响较小;(3)坡度一定时,土壤有机碳流失量受降雨强度的影响程度远大于放牧强度,降雨强度越大,放牧强度越大,土壤侵蚀量和土壤有机碳流失量就越大。可见,控制放牧强度和因地制宜的分区放牧对于控制草地土壤侵蚀十分必要。     

洞庭湖流域花岗岩地区的水土流失特征及其防治对策

花岗岩母质土壤区在洞庭湖流域广泛分布,由于内在机理及洞庭湖流域特殊的气候条件和人地关系状况,使这一类土壤区成为洞庭湖流域最为严重的水土流失地区之一,产生严重的环境、社会、经济后果.花岗岩分布区地形陡峭,风化速度快,风化层深厚,极易导致水土流失.在内生动力和外部动力的共同作用下,水土流失的时序特征与风化层各层的特性紧密相关.为了科学治理,首次尝试对湿润区花岗岩水土流失区进行区域界定并作了类噜型区划分.在防治方面提出树立全新的农林发展观,以流域经济区为单位进行用地结构调整,同时提高治理水土流失的科学性,加大水利建设投入等措施.     

基于CT扫描技术研究有机无机肥长期配施对土壤物理特征的影响

  【目的】  研究长期有机无机肥配施对土壤孔隙特征、土壤水分参数等土壤剖面物理特征的影响，深入认识有机无机肥配合施用效果的机理。  【方法】  试验基于渭北旱塬12年苹果园长期定位试验，设不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK) 和有机无机肥配施 (MNPK) 3个处理，采用CT扫描法定量分析了0—40 cm土壤样品中大孔隙 (>1000 μm) 的数量，计算了大孔隙度及大孔隙在土壤剖面中的分布特征, 同时采用常规方法测定了0—10、10—20和20—40 cm土壤样品的土壤容重、田间持水量及饱和导水率等。  【结果】  1) 相比NPK处理，有机无机肥配施对0—20 cm土层土壤大孔隙度有提高的趋势，在20—40 cm土层，有机无机肥配施相比单施化肥土壤大孔隙度提高了91.7% (P < 0.05)；MNPK处理土壤大孔隙数量在3个土层均为最大，在0—10和20—40 cm土层，分别较NPK处理提高了38.4%和54.8% (P < 0.05)。NPK处理大孔隙数量在0—10和10—20 cm分别显著高于CK。2) 与不施肥相比，单施化肥除10—20 cm土层土壤的饱和导水率、田间持水量有明显升高外，其它土层没有明显变化，而有机无机肥配施0—10、20—40 cm土层土壤的饱和导水率、田间持水量较不施肥均有明显提升；有机无机肥配施相比不施肥、单施化肥在不同土层的土壤容重均为最小，而20—40 cm土层单施化肥的土壤容重较不施肥提高了2.8% (P > 0.05)。3) 相关分析表明，土壤大孔隙数量、大孔隙度与田间持水量、土壤饱和导水率呈极显著正相关 (P < 0.01)，与土壤容重呈极显著负相关 (P < 0.01)，而与土壤机械组成无显著相关性。  【结论】  相比单施化肥，长期有机无机肥配施改善了苹果园0—40 cm土层土壤的大孔隙状况和土壤的持水、导水性能，在20—40 cm土层效果更明显，有机无机肥配施可改善渭北旱塬苹果园土壤物理性质。     

南方山区花岗岩风化壳崩岗侵蚀及其防治对策——以广东省五华县新一村为例

崩岗侵蚀是我国南方山区最重要的水土流失形式,崩岗侵蚀的治理是水土流失治理的关键。本文以广东省韩江上游五华县新一村为例,论述了我国南方山区花岗岩风化壳崩岗侵蚀的特点,分析了花岗岩风化壳崩岗侵蚀特别发育与花岗岩风化壳——土壤性质的关系。并探讨了采用生物措施和工程措施相结合的方法治理花岗岩崩岗侵蚀的效果。     

花岗岩红壤丘陵区崩岗土体界限含水量的温度效应研究

水分和温度会显著影响花岗岩红壤的力学状态,是崩岗发生和发展的两大驱动因素.以崩壁三个土层土壤:红土层、砂土层和碎屑层为研究对象,在15、25、40和60℃温度条件下对三个土层土壤的液塑限和结合水含量开展研究.结果表明:红土层的液限、塑限和塑性指数均高于砂土层和碎屑层,碎屑层土壤的液塑限最小.崩岗土壤的液塑限与细黏粒、有...     

不同人工造林树种及其配置方式对土壤理化性质影响分析

人工造林是黄土高原改善生态环境,减少水土流失的重要手段。不同树种及其配置方式下地表植被的生长、土壤理化性质的差异影响着生态水文功能的强弱。以长武王东沟流域8种造林树种和不同配置径流小区为研究对象,采用样方法进行造林地及林下地表植被调查,分层采样测定0—40cm土层土壤容重、孔隙度、有机质含量,分析不同人工造林模式下土壤理化性质,并初步分析了植被特征与土壤理化性质间的关系。结果表明:不同造林方式小区内林下草本层虽然覆盖度区别很大,但物种丰富度、多样性、均匀度指数差异不显著。0—20cm表层土壤理化性质变异性小于20—40cm土层。不同人工造林方式间土壤容重差异显著,且对20—40cm层土壤的毛管孔隙度、总孔隙度有显著性影响。不同造林方式下草本层丰富度、多样性指数与林下土壤毛管孔隙度相关性显著。草本层丰富度、多样性与0—20cm表层土壤的保水作用存在良好的对应关系。相比较而言,0—40cm土壤剖面上,草地和侧柏刺槐混交林地下的土壤孔隙度和有机质等理化性质,以及相关的蓄水性和入渗性等生态水文功能要好于其他造林林种。