137Cs法估算南方红壤地区土壤侵蚀作用的初步研究

第四纪红色粘土发育的红壤在我国南方地区分布较广,不合理的开发和利用导致植被覆盖破坏严重,致使该地区长期以来遭受强烈的土壤侵蚀作用.137Cs作为一种有效的示踪剂,在国内外越来越多地用于中长期(40余年)以来的土壤侵蚀模数的估算.采用137Cs技术,研究第四纪红色粘土发育的红壤典型小流域的土壤侵蚀作用.结果表明,该流域的137Cs基准值为2107Bq/m2;对于表土质地较为粘重的非耕作红壤而言,137Cs在土壤剖面中呈指数型分布;该流域内山坡和山顶非耕作土的137Cs分布深度通常在15cm以内,而耕作土中则达30cm;对于坡度相对较大(5.5～11°),植被条件较差的迎风坡非耕作红壤而言,其土壤侵蚀模数达11.2～14.5t/hm2*a;对于坡度较小(1.5～4.5°),植被条件较好的背风坡非耕作红壤而言,土壤侵蚀模数为0.3～10.8t/hm2*a;坡上部水作梯田的侵蚀作用比坡下部的水作梯田小,且水作梯田比旱作梯田更有利于水土保持.     

宁南黄土高原阳洼流域137Cs分布及侵蚀特征研究

利用137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域土壤137Cs分布及土壤侵蚀进行了初步研究。结果表明:流域137Cs基准值为(1 966.99±112.06)Bq/m2。流域内林草地土壤剖面137Cs呈指数型分布,坡耕地137Cs在耕层内呈均一分布。受坡位影响,坡耕地上坡137Cs质量活度为中、下坡的25.14%~27%。流域内坡耕地土壤侵蚀最高,平均为3 889.95 t/km2,自然荒坡最小,仅为坡耕地的17.83%,坡耕地是流域泥沙的主要侵蚀溯源区。阳洼流域土壤侵蚀存在明显的空间格局,不同土地类型下土壤137Cs面积活度、土壤侵蚀模数呈斑块状镶嵌分布,以靠近流域西南边界、中部及东南部区域土壤侵蚀模数最大,平均侵蚀速率在3 405.59~7 080.73 t/(km2.a),沉积与侵蚀明显区域间有过渡区域。坡度是影响该流域土壤侵蚀空间变化的主导因子,但土壤侵蚀速率并不简单随坡度增加而增大,它还受土地利用方式、坡位、降雨等因素影响。     

龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀对有机碳迁移的影响

坡耕地土壤再分布对土壤有机碳(SOC,soil organic carbon)迁移的作用机制研究已成为土壤侵蚀学研究的热点,然而目前极少有研究关注地震后生态脆弱的龙门山地震带坡耕地土壤侵蚀机理及其导致的土壤有机碳再分布规律。该研究选择龙门山地震带内(都江堰市)一块陡坡耕地和一个梯田系列,采用137Cs法和野外调查,对比分析强震导致田埂垮塌和未受损情况下坡耕地土壤侵蚀空间变化特征和有机碳运移变化机理。结果表明,该区黄棕壤有效137Cs背景值为1 473 Bq/m2;坡度较小的坡式梯田内部上坡表现为侵蚀,下坡表现为沉积,同时,上部梯田的侵蚀速率高于下部梯田,但整个梯田系列净侵蚀量非常小,这表明梯田之间由于缺乏田埂的保护,水力也起着侵蚀、搬运上坡梯田土壤的作用,但是整个坡式梯田系列可以起到较好的保土作用,同时,坡式梯田内部主要以耕作侵蚀为主,是造成梯田上部坡位土壤流失严重的主要原因;陡坡耕地的地形为复合坡,由于田埂垮塌导致其土壤侵蚀速率显著高于坡式梯田系列,在整个坡面上,除了坡顶土壤侵蚀速率高之外,下坡坡度变大(曲率较大)的部位土壤侵蚀速率也非常高,同时,土壤沉积也发生在2个坡位(中下坡坡度较缓的部位和坡脚部位);在梯田系列和陡坡耕地上,SOC与土壤137Cs的空间变化规律较为一致。研究结果表明,在龙门山地震带,质量较好的石埂梯田仍然发挥着较好的土壤保持效果,同时,耕作侵蚀是该区坡耕地上一种重要的土壤侵蚀形式,在制定相应的土壤保持措施时,必须充分考虑耕作侵蚀的作用,才能有效地控制土壤侵蚀,此外,该研究结果还表明采用137Cs核素示踪技术可以比较科学地解释该区域的土壤侵蚀速率和SOC的空间变异规律。     

基于CSLE模型的天山北坡西白杨沟流域土壤侵蚀定量评价

[目的]定量评价天山北坡西白杨沟流域水土流失土壤侵蚀状况,分析其分布特征,为区域水土保持以及生态环境建设提供科学依据。[方法]以新疆维吾尔自治区乌鲁木齐县西白杨沟流域为研究区,采用样地调查与地理信息系统(GIS)、遥感(RS)技术相结合方法和CSLE模型,对西白杨沟流域进行土壤水力侵蚀评价及侵蚀强度空间分布分析。[结果]天山北坡西白杨沟流域平均土壤侵蚀模数748.91 t/(km~2·a)。地形对土壤侵蚀强度影响明显,在坡度20°～40°区域,土壤侵蚀模数最高,为1 127.22～1 229.62 t/(km~2·a)。缓坡(20°)区域,坡度对土壤侵蚀模数呈正效应,而在陡坡(40°～70°)区域,坡度对土壤侵蚀模数呈负效应。土壤侵蚀主要发生在南坡、东南坡和东坡;不同土地利用方式对土壤水力侵蚀程度影响不同,表现为:呈灌木林地[1 709.80 t/(km~2·a)]有林地[1 389.40 t/(km~2·a)]天然牧草地[605.20 t/(km~2·a)]人工牧草地[334.71 t/(km~2·a)]水浇地[113.69 t/(km~2·a)]的趋势。[结论]土壤侵蚀强度总体以微度和轻度为主,强烈侵蚀、极强烈侵蚀、剧烈侵蚀主要分布在流域的中下游和下游;天山北坡西白杨沟流域侵蚀强度的空间分布与地形、土地利用、土壤性质联系紧密。     

宁南黄土高原土壤137Cs分布与相关影响因子研究

利用137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域纵断面土壤137Cs分布及相关影响因子进行了初步研究。结果表明:流域纵断面137Cs面积活度随坡面海拔和水平距离的变化,表现为一种不规则的波动振荡趋势。随海拔降低,纵断面上、中部137Cs面积活度逐步下降,有明显的土壤侵蚀发生;坡面下部137Cs面积活度最高,泥沙沉积的再分布现象明显。流域内林草地剖面土壤137Cs呈指数型分布,坡耕地、梯田137Cs在耕层内呈均一分布,其分布模式与各土地类型土壤有机质的分布状态完全一致。相关分析表明,两者在P<0.01水平达到极显著相关(r2=0.336,n=417)。土壤137Cs的损失和土壤有机质的移动具有相同的物理路径和运移机制;农耕坡地土壤137Cs面积活度随坡度增加有逐步降低的趋势;土地利用方式、坡度、耕作活动是影响纵断面土壤137Cs空间异质性的主要因素。137Cs示踪方法是研究土壤侵蚀空间分布的一种有效工具。     

红壤坡地不同生态模式水土流失规律的研究

在 8～ 15°的红壤坡地上 ,对水土流失作了 14年的定位观察。结果表明 :水土流失与土壤坡度和植被覆盖度密切相关。红壤坡地一经开发利用 ,径流量就成倍地减少 ;而侵蚀量在开始的头 2年成倍增加 ,第 3年后趋于稳定。土壤侵蚀量与坡度呈极显著的对数正相关 ,坡度每增加 1°,土壤侵蚀量递增约 12 0 t/ (km2·a) ;土壤侵蚀量与植被覆盖度呈显著的负指数相关 ,当植被覆盖度 >6 0 %时 ,土壤侵蚀量在 2 0 0 t/ (km2 · a)以下 ;土壤侵蚀量与耕种方式密切相关 ,等高耕种的侵蚀量仅为顺坡耕种的 1/ 6。应用土壤肥力平衡观点 ,提出了 Q2 红色粘土母质发育的红壤侵蚀允许指标为 <30 0 t/ (km2· a) ,为红壤坡地水土流失的防治和农业可持续发展提供了理论依据     

红砂岩母质红壤侵蚀作用的137Cs法初步研究

不合理的开发和利用所导致植被覆盖的破坏严重，致使红砂岩母质地区长期以来遭受到强烈的土壤侵蚀，采用136s技术，研究红砂岩发育的红壤典型小流域的土壤侵蚀作用，结果表明，该流域的137Cs基准值为2014Bqm^-2，对于非耕作土壤而言，137Cs在土壤剖面中呈峰值型分布，最大分布深度约为15cm，对于耕作土壤而言，则在耕作层内呈均一分布，耕作层以下则急剧下降，典型断面研究表明，上坡部坡耕地的侵蚀作用强于下坡部，且山顶面积较小的耕地的侵蚀作用比面积较大的坡顶耕地要大，总体而言，坡耕地的流失是相当严重的。     

应用同位素示踪技术测定坡耕地土壤侵蚀模数

土壤侵蚀和土地退化,造成了土地生产力下降、河道淤积等一系列问题。利用同位素示踪技术中常用的137Cs和7Be联合对西南干热河谷地区金沙江、澜沧江流域坡耕地土壤侵蚀进行定量研究,为该区域坡耕地土壤侵蚀模数研究提供估算依据。研究表明:在1°～44°坡度范围内,土壤侵蚀模数分布范围为716～7 125.7 t/(km2.a),土壤侵蚀模数与坡度成正相关关系,可使用公式y=193.4x+122.2(R2=0.88,x为坡度,y为土壤侵蚀模数)进行估算。     

基于RUSLE模型的湟水流域土壤侵蚀时空变化

研究黄河上游土壤侵蚀的时空变化对于维持黄河上游生态系统服务功能、保护黄河上游水塔具有重要意义。以黄河上游典型区域湟水流域为研究区,采用RUSLE模型定量评估了该流域2000—2015年土壤侵蚀的时空变化特征,并分析了有无梯田措施下土壤侵蚀的空间变化,从而量化了梯田建设对防治坡面土壤侵蚀的影响。结果表明:2000—2015年,湟水流域的土壤侵蚀强度整体呈现减小趋势,侵蚀模数由1 183 t/(km~2·a)降低至940 t/(km~2·a),减少幅度为20.54%。不同土地利用类型以及不同坡度下的土壤侵蚀强度均有所降低,其中耕地上的减幅最大为20.58%。15°～20°坡度区间的侵蚀模数减幅最显著,为23.11%。通过有无梯田措施情景模拟发现,湟水流域2015年土壤侵蚀模数由940 t/(km~2·a)降低至有梯田的837 t/(km~2·a),减少11.00%。研究结果可为流域的水土流失防治和生态环境保护提供科学依据。     

宁南黄土高原土壤^137Cs分布与相关影响因子研究

利用^137Cs示踪方法,对宁南黄土高原阳洼流域纵断面土壤^137Cs分布及相关影响因子进行了初步研究。结果表明：流域纵断面^137Cs面积活度随坡面海拔和水平距离的变化,表现为一种不规则的波动振荡趋势。随海拔降低,纵断面上、中部^137Cs面积活度逐步下降,有明显的土壤侵蚀发生;坡面下部^137Cs面积活度最高,泥沙沉积的再分布现象明显。流域内林草地剖面土壤^137Cs呈指数型分布,坡耕地、梯田^137Cs在耕层内呈均一分布,其分布模式与各土地类型土壤有机质的分布状态完全一致。相关分析表明,两者在P〈0．01水平达到极显著相关（r^2=0．336,n=417）。土壤^137Css的损失和土壤有机质的移动具有相同的物理路径和运移机制;农耕坡地土壤^137Cs面积活度随坡度增加有逐步降低的趋势;土地利用方式、坡度、耕作活动是影响纵断面土壤^137Cs空间异质性的主要因素。^137Cs示踪方法是研究土壤侵蚀空间分布的一种有效工具。     

不同改良剂对宁夏地区盐碱土土壤结构的影响

采用玉米室内盆栽试验的方法,研究了宁夏回族自治区石嘴山市平罗县姚伏镇大兴墩村的盐碱土在施用硫磺、有机肥、石膏、PAM等不同土壤改良剂对土壤结构的影响.研究结果表明,4类改良剂均有效降低了土壤容重,土壤空隙度随之增加,土壤物理结构的改善与水分利用相互配合,共同促进了当地盐碱土的改良;硫磺的最佳用量确定为在30.45 g/盆,并需要注意土壤通气性,防止发生反硫化作用,对玉米根系产生毒害;综合而言,PAM改良效果最佳.其次是石膏和S3处理.     

黑土区土壤剖面水分动态变化研究

通过对2007年5-9月作物生长季内农Ikt黑土土壤剖面水分含量的监测,分析了黑土区土壤剖面水分分布特征,季节性动态变化和变异系数.结果表明,在观测期内农田黑土水分在剖面上随土层深度的增加呈现出先增加,再减少,后增加的趋势;土壤剖面各土层土壤水分含量随时间的变化表现为先减小,后增加,再减小的波浪式,这与降雨量的季节性分布和作物生长发育密切相关;在观测期内没有发现激变层,土壤水分变异系数的最大值出现于0-10 cm,随着土层深度的增加变异系数呈减小的趋势.     

土壤侵蚀与土壤肥力

对土壤侵蚀与土壤肥力概念进行了阐述,分析了两者之间的关系,指出土壤侵蚀与土壤肥力之间的作用是相互的,侵蚀造成土壤肥力的丧失,而土壤肥力的丧失反过来又加剧侵蚀作用的加强.在此基础上,提出了治理土壤侵蚀和培育土壤肥力时应注意的问题与治理方法.     

设施栽培下原状土与扰动土水分特性的试验研究

以四川省双流县设施栽培土壤为研究对象,对其原状土与扰动土的土壤水分特征曲线、水分物理性质和比水容量等项目进行了研究。结果表明,扰动土水分特征曲线总体变化趋势与原状土较为一致。在低吸力阶段,相同吸力条件下扰动土含水量高于原状土,在高吸力阶段两者差异较小。扰动土毛管孔隙度、总孔度和凋萎含水量在剖面上的总体变化趋势与原状土较为一致。扰动土不同土层田间持水量和有效水含量差异较小,原状土的田间持水量和有效水含量均随土层加深而减少。在低吸力阶段,相同吸力条件下扰动土比水容量远高于原状土,但随土壤水吸力增加,扰动土比水容量变化趋势逐渐与原状土一致。     

土壤改良剂对黄绵土持水性能的改良效应研究

通过室内土柱培养,研究了PAM、沃特保水剂、β-环糊精、腐殖酸对黄绵土持水性能的改良效果.结果表明,不同改良剂在不同浓度下的土壤水分特征不同,但都符合土壤含水量与土壤吸力之间的关系式;在浓度0.05%～0.4%时,在同一改良剂处理下a值的大小变化规律是随浓度的增加而增大,即:0.4%>0.2%>0.1%>0.05%>CK;在同一浓度下,不同改良剂在培养3周和2个月时,不同改良剂处理下的a值的大小为PAM>沃特保水剂>β-环糊精>腐殖酸;在培养4个月后,在浓度＜0.2%时,a值的大小变化规律为:PAM>沃特保水剂>β-环糊精>腐殖酸;在浓度0.2%～0.4%时,a值的大小变化规律为:PAM>沃特保水剂>腐殖酸>β-环糊精.     

红壤区不同水土保持措施对土壤抗蚀性的影响

[目的] 研究南方红壤区不同水土保持措施下土壤抗蚀性的变化特征，为该地区的土壤抗蚀性研究和水土流失治理提供理论依据。 [方法] 以江西水土保持生态科技园内柑橘园试验区的裸地对照、柑橘净耕、柑橘+全园植草、柑橘+水平梯田处理为研究对象，通过野外采样和室内试验相结合的方法，研究不同处理、不同深度下土壤抗蚀性。 [结果] 0-20 cm土层，柑橘+全园植草的土壤抗蚀性最强，柑橘+水平梯田和柑橘净耕次之且二者无显著差异，裸地对照最差；20-40 cm土层，柑橘+全园植草和柑橘+水平梯田的土壤抗蚀性最强且二者无显著差异，柑橘净耕次之，裸地对照最差；相同处理下0-20 cm土层的土壤抗蚀性显著大于20-40 cm土层。 [结论] 水土保持措施能显著提高土壤抗蚀性，柑橘+全园植草的处理下土壤抗蚀性最强。建议在该区域采用林草复合的措施提高植被覆盖度，以加强土壤抗蚀性。     

不同改良措施对银川平原盐碱地土壤性质及酶活性的影响

研究了秸杆、有机肥、烟气脱硫废弃物、盐碱地改良剂对银川平原盐碱地进行改良后土壤理化性质及土壤酶活性的变化。结果表明:4种改良措施对土壤pH值、全盐含量、土壤容重均有不同程度的降低,脱硫废弃物和改良剂处理降低土壤pH值和全盐含量效果显著,改良剂和有机肥处理降低土壤容重、增加土壤孔隙度的效果显著。盐碱地改良后土壤转化酶活性、脲酶活性和碱性磷酸酶活性增加的幅度分别为0.02%～85.0%,2.7%～53.3%,17.9%～49.7%,各改良措施对过氧化氢酶活性的影响不显著。土壤pH值、全盐含量和土壤容重之间互成显著正相关关系(p<0.05),与土壤孔隙度呈显著负相关关系(p<0.05);土壤容重与土壤孔隙度、过氧化氢酶、脲酶活性之间达到显著负相关关系(p<0.05),土壤碱性磷酸酶、转化酶、土壤过氧化氢酶和脲酶之间互成显著正相关关系(p<0.05)。     

低丘侵蚀红壤复垦后土壤微生物特征研究

侵蚀红壤复垦培肥后 ,随着地面覆盖度的增加 ,土壤结构、土壤通气性、土壤养分状况得到改善 ,各侵蚀观测小区的年径流量、侵蚀模数、土壤流失量急剧降低 ,土壤微生物量、土壤呼吸强度、土壤酶活性均有较大幅度的提高 ,并且其在各小区的分布趋势与土壤养分和土壤水稳性团聚体的分布趋势相一致 ,说明侵蚀红壤经耕作培肥后 ,土壤有机残体的分解强度和腐殖质的合成过程得到加强 ,土壤肥力处于不断的恢复和提高过程当中 ,从土壤微生物和土壤酶活性增强的幅度来看 ,林地要优于草地 ,在林地中阔叶林优于混交林优于针叶林 (杉木林 ) ,而且随着复垦年限增加 ,土壤培肥效果更加显著     

黄绵土铅形态与土壤酶活性关系的研究

采用添加外源铅和室内培养的方法,研究了黄绵土盆栽小青菜后土壤中铅的形态分布规律及土壤酶活性对铅污染的响应,并分析了土壤铅形态与土壤酶活性的关系。结果表明,未污染黄绵土中铅各形态的比例为：可交换态0.77%,碳酸盐结合态6.27%,铁锰氧化物结合态1.82%,有机结合态13.4%,残渣态77.74%。铅污染后黄绵土中各形态铅的浓度随着外源铅浓度的增加而极显著增加,土壤受到铅污染后,各形态铅的比例发生了显著变化,上列各形态所占比例依次为0.346%、18.464%、0.496%、46.532%、34.168%。铅污染对过氧化氢酶和碱性磷酸酶产生极显著影响（[R过氧化氢酶=0.841 1,P过氧化氢酶〈0.001,n=18;R碱性磷酸酶=-0.986 9,P碱性磷酸酶〈0.001,n=18）],二者可以作为土壤铅污染的评价指标;总铅对过氧化氢酶、碱性磷酸酶和脲酶的活性变化没有任何贡献,进一步说明不能采用总铅含量作为土壤铅污染的评价指标。在铅的各化学形态中除有机结合态外,过氧化氢酶与其余各形态铅含量均呈极显著正相关;碱性磷酸酶与各形态铅均呈极显著负相关;碳酸盐结合态对过氧化氢酶和碱性磷酸酶的直接影响最大,而且铅的其他化学形态通过碳酸盐结合态的间接影响亦最大,表明各形态铅中以碳酸盐结合态对两种酶的影响为主,该两种酶与碳酸盐结合态相结合可作为土壤铅污染评价指标。     

典型黑土区主要水保树种土壤水文效应研究

对典型黑土区的主要水土保持树种林下枯枝落叶层、土壤水分物理性质进行了分析研究,结果表明:随着土层深度的增加,造林地土壤总孔隙度减小容重增大,未造林地无明显变化,白皮柳林下平均土壤容重最小,总孔隙度最大,改良土壤效果最明显,依次为长白落叶松、小黑杨、樟子松;各树种土壤渗透性能均好于未造林地,其中白皮柳土壤渗透性能最好;营造水土保持林可有效增加土壤蓄水、透水能力,各树种土壤水文效应综合评价结果是白皮柳和长白落叶松优于小黑杨和樟子松。