河北坝上低山区坡地灌丛沙堆形态与沉积特征

通过野外调查和室内试验分析的方法对河北坝上康保县北部低山区坡地小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)灌丛沙堆形态及沉积特征进行了研究,结果表明:从坡顶到坡脚,灌丛沙堆形态参数(长、宽、高、水平尺度、长宽比和底面积)趋于增加;迎风坡坡顶、坡中、坡脚的灌丛沙堆形态参数大于背风坡相应坡位沙堆形态参数;从坡脚到坡顶,沙堆表层沉积物粒径(0.1mm)的百分含量趋于减少,坡地迎风坡相应坡位沙堆沉积物粒径0.1mm的百分含量大于背风坡;灌丛沙堆表层土壤含水率及硬度从坡脚到坡顶逐渐变大,坡地迎风坡坡相应坡位沙堆表层土壤水分和硬度均小于背风坡;而容重从坡脚到坡顶趋于减小,且迎风坡坡相应部位沙堆容重大于背风坡。因此,低山坡地灌丛沙堆形态发育过程中除受风力强度、沙源和灌丛植被因素影响外,坡位和坡向也是一个重要的影响因素。     

中国北方农牧交错带降雨侵蚀力时空分布研究

利用2000～2008年逐日降水量数据,对我国北方农牧交错带降雨侵蚀力进行研究。发现研究区年均降雨侵蚀力介于3 485.46～5 654.76 MJ.mm/(hm2.h)之间;夏季降雨侵蚀力所占比重最大;春秋两季相当,仅次于夏季;冬季全区降雨侵蚀力为零;降雨侵蚀力各季节的空间分布不同;降雨侵蚀力与降水量和降水强度的组合状况密切相关。该研究可为其他地区的降雨侵蚀力时空分布研究提供方法和技术参考,研究结论可以为研究区水土保持措施的制定提供科学依据和指导。     

风蚀作用下农田土壤细颗粒的粒度损失特征及其对土壤性质影响

以河北坝上地区作为典型研究区,采用野外观测和室内试验分析方法,通过比较农田与邻近天然草地土壤性质之间的差异,研究了农田土壤细颗粒物的损失特征及其对土壤理化性质的影响。结果表明:与风蚀较轻的天然草地相比,农田土壤中黏粒含量下降30%,粉砂含量下降14%;土壤细粒物质的损失粒径集中在0~40μm,其中1.8~24.0μm的细颗粒损失最为严重。由于土壤细颗粒物的损失,土壤砂粒含量相对增加7%,砾石含量相对增加75%,土壤平均粒径增大16%,农田土壤出现明显的粗化、沙化趋势。同时,农田土壤随着养分含量较高的细颗粒损失而变得贫瘠,表现为有机质含量减少29%,全氮含量减少24%,土壤C/N比明显下降,土壤肥力显著降低。土壤细颗粒物的损失对土壤的可风蚀性颗粒含量无明显影响,土壤风蚀可蚀性的变化趋势不明显。     

石家庄市城区土壤剖面重金属含量分布特征

以石家庄市城区土壤为例,阐述了广场、居住区、公园、开发区、农田5种土地利用类型不同土壤剖面中重金属As、Cd、Co、Cu、Ni、Pb含量的分布特征,并对土壤所呈现特征的原因进行了分析,以期为城市重金属污染防治提供依据。结果表明,各重金属含量总体上都是随土层深度加深而减小,在地表有富集现象,说明人类活动对重金属含量有影响;Cd、Pb在开发区富集最为明显,Co和Ni富集于15~30 cm土层,广场土地利用类型各重金属元素都是在30~45 cm的土层含量高。Pb、Cd 2种元素垂向迁移距离较大;而As、Ni、Co 3种元素的土壤剖面的的垂向迁移不是很明显,其含量均低于土壤背景值,Cu元素迁移距离较大在公园剖面中表现最为突出,表明灌溉作用是重金属元素Cu迁移的主要原因,说明不同土地利用方式对土壤重金属含量有着明显的作用。     

平筛和旋筛测定土壤风蚀可蚀性的比较研究

选取河北坝上康保县境内四种地类(草地、林地、留茬地、翻耕地)74个土壤样品,对土壤样品进行平筛、旋筛筛分,获取土壤干团聚体粒径分布。采用土壤风蚀度(EF,0.84mm土壤干团聚体含量)、平均几何直径(GMD)两个干团聚体指标比较旋筛和平筛的筛分结果。通过Mann-Whitney U检验和相关性分析等统计学方法进行对比发现,经过平筛筛分处理后的EF,GMD普遍大于旋筛;同时将平筛、旋筛的筛分粒级(0.5 mm,0.84~0.5 mm,2~0.84mm,5~2 mm,20~5 mm,20 mm)分别进行差异性比较分析发现,大团聚体颗粒较多的土壤样品(0.84mm)如草地、留茬地等出现较大差异性,在≤0.84mm粒级则差异性不显著,而GMD指标参数差异性显著。分析平筛和旋筛在土壤机械组成和土壤干团聚体指标上的差异性,揭示平筛和旋筛对于土壤可蚀性的影响,丰富土壤风蚀理论研究,为评价本地区土壤风蚀现状、制定风蚀防治措施提供理论依据。     

河北坝上低山区坡地灌丛沙堆表面土壤理化性质

[目的]揭示河北省坝上地区低山坡地不同坡向和坡位小叶锦鸡灌丛沙堆土壤理化性质变化规律,为坡地草地生态环境稳定提供理论依据。[方法]基于对山坡638个灌丛沙堆野外测量和86个室内土样分析的数据,运用地统计学和样品室内分析的方法。[结果](1)从低山坡脚到坡顶,灌丛沙堆pH值、粗砂、中砂和细砂总含量逐渐减少,粉砂、极细砂逐渐增加;有机质、全氮和全磷含量逐渐增加。(2)迎风坡不同坡位上灌丛沙堆表面颗粒中粗砂、中砂、细砂总含量大于背风坡相同坡位,极细砂和粉砂小于背风坡相同坡位。表面的土壤养分(有机质、全氮和全磷)为迎风坡坡脚大于背风坡坡脚,迎风坡坡中和坡顶的灌丛沙堆土壤养分含量小于背风坡坡中和坡顶灌丛沙堆,但是pH值变化与灌丛沙堆养分变化趋势相反。[结论]受坡位和坡向的影响,灌丛沙堆土壤理化性质空间分布具有一定的差异性。     

使用有限风速数据计算RWEQ模型的风因子

修正的土壤风蚀方程(revised wind erosion equation,RWEQ)被广泛应用于土壤风蚀预报,风因子是该模型的重要参数。RWEQ将风蚀力定义为风因子(wind factor,Wf),RWEQ最初要求使用逐小时风速数据计算Wf。基于中国河北省康保县、拉伯克市两地长时间逐小时风速数据计算了月均、年均Wf(Wf24),并对比了由当地标准时间(local standard time,简称LT)1日4风速(02:00、08:00、14:00、20:00)计算的Wf(Wf4)。结果表明,对于康保县,Wf24与Wf4符合得很好(年均Wf24与Wf4误差为-2.60%),1日4风速能够用于计算土壤风蚀量;对于拉伯克市,Wf24与Wf4之间的误差相对较大(年均Wf24与Wf4误差为11.16%),1日4风速可用于评估不同农田管理措施的防风蚀效果;1日4风速的其他组合、1日3风速以及1日2风速等风速组合类型亦可以用于RWEQ模型。可以看出,站点风速的日变化特点是选取风速数据组合的重要影响因素。     

河北坝上不同土地利用方式对土壤风蚀的影响

对河北坝上康保地区天然草地、人工林、农田和退耕地四种土地利用方式的输沙量、风速廓线以及土壤的理化性质进行观测和分析。结果显示:天然草地的地表硬度最大,输沙量最小,表层土壤粗颗粒含量最低;农田地表含水量和硬度最小,输沙量最大,有机质含量最低,表层土壤粗颗粒含量最高;人工林地土壤水分含量较高,输沙量较低,有机质含量较高;退耕还灌木地表层含水量较低,地表硬度和空气动力学粗糙度较大,输沙量大于林地,有机质含量低于林地。表明土壤风蚀受地表含水量、硬度以及空气动力学粗糙度的共同作用影响,三者均不同程度受地表植被的影响,反映了地表植被类型对土壤风蚀的潜在影响。因此,在优先保护原生植被的前提下,重视植被生态恢复建设,着重提高地表植被覆盖度,以改善土壤结构,提高土壤有机质含量,增强土壤抗风蚀能力。     

北京地区表层土壤分形特征研究

土壤是一种具有分形特征的复杂系统.分形维数可以反映很多土壤特性.本研究考虑了7种土壤类型、4种土地利用类型,在北京地区选取了30个典型样点,对复杂地理环境表层土壤的分形特征进行了分析,探讨了分形维数与土壤质地、土壤理化性质等方面的关系.研究结果表明,在复杂地理环境条件下,土壤颗粒分形维数总体变异性较弱;分形维数与黏粒含量呈显著正相关,与(砂粒含量+粉粒含量)和黏粒含量的比值呈显著负相关.分形维数可以反映土壤质地,但仅可指示部分重要土壤的理化性质.     

风蚀过程中翻耕农田土壤抗剪强度变化

为探究土壤风蚀过程中土壤抗剪强度的变化,以河北坝上干扰破坏地表及未干扰破坏地表的典型翻耕农田为研究对象,采用土壤抗剪强度野外原位直剪试验测定了土壤抗剪强度在风蚀事件前后及风蚀季的变化,结合室内试验分析了土壤抗剪强度与土壤干团聚体粒度的关系。结果表明：未受到干扰破坏及受到干扰破坏2种类型农田地表土壤抗剪切强度与作用在土壤表面的法向应力呈正相关关系,土壤抗剪强度随法向应力的增大而增大;土壤抗剪强度变化与风蚀事件的发生密切相关,除2021年4月27,28日风蚀事件后表层土壤受含水率影响外,其余2次风蚀事件后土壤抗剪强度均发生明显增大,整个风蚀季的土壤抗剪强度变化也呈现出先增大再减小最后略增大的趋势;在风蚀过程中,受到干扰破坏农田地表对于土壤风蚀过程的响应更为敏感,其抗剪强度变化较未受干扰破坏地表抗剪强度变化更为剧烈;土壤抗剪强度随土壤干团聚体平均重量直径增大而增大。为减少坝上地区风蚀的危害,应合理采用保护性耕作措施,在风蚀季减少对农田表层的干扰。