岩溶区不同土地利用方式对溶蚀速率的影响研究

以重庆市中粱山岩溶区为例,选取草地、园地、耕地、菜地和林地等5种主要土地利用类型,通过野外溶蚀试片法获得溶蚀速率,分析不同土地利用方式下土壤性质对溶蚀速率的影响.结果表明:土地利用方式的不同造成土壤性质一系列的变化,对岩石的溶蚀速率产生明显的影响.对不同土地利用方式下平均溶蚀速率进行比较:林地菜地耕地园地草地;其中林地最大.可达303.92 mg/m2·d,明显高于其它土地利用方式.溶蚀速率受土壤pH值、有机碳、土壤水分和土壤孔隙度相互作用的共同影响,并不能笼统地说有机碳含量高就会对溶蚀速率有促进作用,土壤pH值成为影响溶蚀速率一个重要的控制因素.随着土壤深度的增加,土壤性质对溶蚀速率的影响减弱.林地可以促进碳酸盐岩溶蚀成土速率,有利于岩溶区土层不断增厚,同时林地具有较好的涵养水源功能.在岩溶区提高森林植被覆盖率具有重要意义.     

岩溶流域不同土壤剖面溶解性碳氮分布和淋失特征

选取了重庆青木关岩溶流域不同土壤剖面,按10 cm间隔取样,测试各种土壤溶解碳氮含量,探讨不同土壤剖面溶解碳氮分布和淋失特征。结果表明,岩溶流域不同地质背景、植被类型和土地利用方式下的土壤剖面溶解碳氮均具有横向和垂向差异。砂岩区林地土壤DOC、DON和铵态氮含量高于灰岩区的土壤,而其硝态氮含量比灰岩区土壤低。灰岩区土壤DOC和DON含量为草地≈林地退耕还林地灌丛耕地(稻田除外),它们均随着深度增加而降低。岩溶区土壤DOC和DON与土壤pH值成反比,受富钙镁偏碱的岩溶生态环境制约,土壤溶解性有机碳氮会发生中和或螯合反应而被固定。岩溶区特殊的土壤剖面结构使得土壤DOC和DON在降雨条件下存在淋失的可能性。不同土壤剖面溶解无机氮形态以硝态氮为主,其次为铵态氮,亚硝态氮含量较低。林地铵态氮受植被类型影响较小,且低于耕地。不同土壤剖面硝态氮含量为耕地土灌丛土退耕还林土草地土林地土,其含量均随深度增加而升高,具有累积效应,表明土壤硝态氮发生了淋溶作用,其在降雨条件下极易淋失进入岩溶地下水中。     

岩溶山地不同土地利用方式土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的分布特征

对重庆中梁山岩溶山地不同土地利用方式下0-40cm土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的含量和分布特征进行了研究.结果表明:不同土地利用方式土壤有机碳含量平均值表现为:林地>菜地>草地>橘园地>弃耕地.除橘园地外,其它各土地利用类型土壤细颗粒有机碳(FPOC)含量大于粗颗粒有机碳(CPOC).不同利用方式土壤颗粒有机碳含量在剖面层次中表现不同.0-20cm表层土壤CPOC含量表现为:橘园地>草地>菜地>林地>弃耕地,差异较大.土壤FPOC含量表现为:林地>草地>菜地>橘园地>弃耕地;20-40cm土壤CPOC和FPOC最高值出现在菜地,最低值出现在弃耕地.不同土地利用方式土壤矿物结合态有机碳(MOC)含量和土壤有机碳含量分布特征一致.除橘园地外土壤各组分有机碳分配比例大致表现为:MOC/SOC>CPOC/SOC>FPOC/SOC.相关分析表明,不同土地利用方式土壤SOC和POC呈正相关,相关性不一致.林地和草地呈极显著相关(P<0.01),弃耕地呈显著相关(P<0.05),菜地和橘园地相关性不显著.表明人为干扰和耕作措施会影响POC对SOC的贡献.     

石漠化治理对岩溶作用强度的影响及其碳汇效应

以贵州关岭-贞丰花江岩溶石漠化综合治理区代表石漠化治理的退耕还林地和未进行石漠化治理的耕地及对应的B泉和A泉为研究对象,分析退耕还林地、耕地的土壤CO_2浓度变化、土下溶蚀量及碳汇差异,以及对应泉水Ca~(2+)、HCO_3~-的变化,并计算岩溶碳汇效应,揭示石漠化治理对岩溶作用强度的影响及其碳汇效应。研究结果表明,研究区土壤CO_2浓度变化范围为417~10 000ml/m~3以上,表现为夏秋高、冬春低的季节变化。土壤CO_2浓度表现为土层60cm40cm20cm,在一定深度范围内随土层的增加呈现升高的趋势。相对耕地,退耕还林地能够明显增加土壤CO_2浓度,表明植被恢复有利于土壤CO_2积累。A泉和B泉的Ca~(2+)、HCO_3~-变化范围分别为78~98mg/L,207.4~280.6mg/L和118~133mg/L,323.3~396.5mg/L,B泉的Ca~(2+)和HCO_3~-含量明显高于A泉,其消耗的CO_2量也相对较大,表明植被恢复有利于岩溶作用的进行。在雨季时,泉水中HCO_3~-含量变化相对土壤CO_2滞后大约1~2个月,而在旱季时,其变化趋势一致,表明泉水中HCO_3~-敏感地响应土壤CO_2的变化。退耕还林地土下溶蚀量及碳汇量约为耕地的7倍,受土壤有机质和土壤CO_2浓度及土壤水分等理化性质的影响,退耕还林地土下溶蚀量和碳汇量表现为土下40cm处最高,土下20cm处和60cm处相当。而耕地土下溶蚀量和碳汇量主要受CO_2浓度控制,其变化趋势与土壤CO_2浓度一致。综上表明,岩溶地区石漠化治理能明显增强岩溶作用强度及岩溶碳汇效应。     

典型岩溶区不同土地利用方式对土壤有机碳储量及其矿化速率的影响

选取桂林市毛村典型岩溶区林地、灌丛、旱地和果园4种土地利用方式下的土壤,对土壤有机碳库、矿化速率、土壤有机碳累积矿化量进行研究。研究表明,不同土地利用方式的土壤有机碳含量不同,地表以下0—20cm土壤中有机碳含量大小依次为：森林〉灌丛〉旱地〉果园;20—40cm土壤有机碳含量大小依次为：森林〉旱地〉灌丛〉果园;40—60cm土壤有机碳含量大小依次为：旱地〉灌丛〉果园。土壤培养试验的结果显示土壤有机碳矿化速率和累积矿化量大小依次为：森林〉灌丛〉旱地〉果园。     

湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳密度

通过实测对比分析了湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其密度.结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数下降趋势(R2≥0.8184).且水平分布上表现为:经济林地(10.12 g/kg)＞人工林地(9.94 g/kg)＞次生林地(9.11 g/kg)＞坡耕地(7.90 g/kg)＞弃耕地(6.77 g/kg)＞苗圃地(5.95 g/kg);经济林地、人工林地、次生林地土壤有机碳含量与土壤pH值之间存在显著负相关性(p＜0.05),6种不同土地利用方式土壤有机碳含量与全氮含量之间均存在极显著正相关性(p＜0.01),人工林地和次生林地土壤有机碳含量与硝态氮含量之间存在显著的正相关性(p＜0.05).经济林地、弃耕地土壤有机碳含量与碱解氮含量之间存在极显著正相关性(p＜0.01).其它4种利用方式与碱解氮含量之间存在显著正相关性(p＜0.05);6种不同土地利用方式下土壤(0-60 cm)有机碳密度表现为:人工林地(91.57t/hm2)＞经济林地(89.51t/hm2)＞次生林地(83.13 t/hm2)＞坡耕地(72.70 t/hm2)＞弃耕地(58.05 t/hm2)＞苗圃地(43.63 t/hm2),与次生林地相比,苗圃地土壤有机碳的损失量最大.     

外加生物质炭对不同利用方式紫色土反硝化过程的影响

在有机碳添加下,研究同一区域不同利用方式紫色土反硝化过程差异,可为紫色土氮素管理及N2O减排提供科学依据。本研究以成土环境一致,土地利用方式分别为茶园、果园、林地、耕地的4种紫色土为研究对象,采用厌氧培养-15N标记法,研究了生物质炭添加下4种土壤的气态产物N2O、N2的排放速率和反硝化速率特征及其与土壤pH、有机质含量的关系。结果表明,N2O、N2排放速率和反硝化速率均为茶园＞耕地>果园＞林地；相关性分析发现N2O、N2排放速率和反硝化速率均随土壤pH的增加而减少(P < 0.01),而和土壤有机质含量显著正相关(P < 0.05),添加生物炭后,土壤N2排放速率和反硝化速率有所提高,但不显著；N2O排放速率的改变因土地利用方式不同而有所差异,其中,茶园N2O排放速率变化不显著,而果园和耕地显著降低(P < 0.05),林地显著增加(P < 0.05)。上述研究结果揭示了不同利用方式紫色土反硝化过程与土壤pH和有机质含量显著相关且受生物炭添加的影响。     

黄土丘陵区不同土地利用方式对土壤微生物量碳氮磷的影响

为探讨植被区与土地利用方式对土壤微生物量的影响,在陕西省延河流域森林区、森林草原区和草原区采集5种土地利用方式下的土壤剖面样品(0-10cm,10-30cm),并对其微生物量碳(SMBC)、微生物量氮(SMBN)和微生物量磷(SMBP)及土壤理化性质进行了分析。结果表明,微生物量磷的含量在3个植被区中均是在农地、撂荒地中相对较高,微生物量碳、氮在森林区表现为:乔木林地>农地在森林草原区表现为:灌木林地>天然草地>乔木林地>农地>撂荒地在草原区表现为:天然草地>乔木林地>灌木林地>农地>撂荒地。相同土地利用方式下,土壤养分和微生物量在森林区最高,森林草原区次之,草原区最低。相关分析表明,微生物量碳、氮、磷、代谢熵、微生物量碳氮比与土壤养分相关性极为密切。因此,土壤微生物量能够作为评价土壤质量的生物学指标。不同植被区不同土地利用方式对土壤质量的改善作用不同,林地和天然草地作用效果好,对土壤微生物量的提高有明显的促进作用。     

重庆岩溶地区不同土壤类型的土地利用多样性分析

以重庆岩溶地区为例，探讨岩溶地区土壤类型的多样性与不同土壤类型上土地利用方式的多样性。结果表明重庆市岩溶区黄壤、石灰土和黄棕壤是本区主要土壤类型，土壤景观的多样化和空间异质化程度不高，但各类景观分布比例不均匀，土壤景观嵌块体呈现出复杂的几何形状。除了山地草甸土以林地和草地、棕壤以林地为主要景观外，另外的9种土壤类型上都是以耕地和林地为主要的景观，农、林用地在景观空间格局的结构和功能中起主导作用。由于各类土壤性质和分布特点的不同，耕地和林地在各类土壤上的分配比例存在着明显的差异，以及人类活动使得耕地的嵌块体数急剧增多和居民工矿用地、林地、未利用地的嵌块体数目增加。     

温度和水分对黄土丘陵区3 种典型土地利用方式下土壤释放CO2 潜力的影响

为探讨影响土壤释放CO₂ 潜力的因素, 本研究采集黄土丘陵区3 种典型土地利用方式下(苹果园、退牧草地、辽东栎林地)的原状土壤样品, 室内进行不同温度和水分梯度的培养试验, 测定培养过程中土壤释放CO₂ 的速率以及土壤的理化性质, 并分析其对土壤释放CO₂ 潜力的影响。结果表明: 影响土壤释放CO₂ 速率的主要因素是温度, 指数模型Ra=ae^bT 可以很好地预测土壤呼吸速率随温度的变化情况。含水率对土壤呼吸速率影响不大, 但含水率对Q₁₀ 值的影响明显, 较高或较低的水分情况下都会降低土壤呼吸速率随温度变化的敏感程度。3 种土地利用方式下, 土壤释放CO₂ 的速率表现为: 林地土壤>草地土壤>果园土壤。土壤理化性质中, 有机碳对土壤呼吸的影响最大, 其次为有机氮; 此外微生物量碳很可能是间接影响土壤CO₂ 释放速率的一个因素。     

贵州喀斯特山区土壤物理性质对土壤侵蚀的影响

对贵州喀斯特山区在不同土地利用方式下土壤主要物理性质对土壤侵蚀的影响进行了研究。结果表明:土壤物理性质是影响土壤侵蚀和土壤抗蚀性能的内在因素。贵州喀斯特山区土壤表现出明显的粗骨性土壤特征。不同土地利用方式下土壤物理性质具有明显的差异,林地、草地和台耕地的土壤物理性状良好,缓解了土壤侵蚀的发生发展,能有效地发挥保持水土的作用;大面积农耕坡地和裸坡地的土壤物理性状极差,促进了山区土壤侵蚀的发生发展,是引起土壤侵蚀的主要因素。喀斯特山区不同土地利用类型的土壤抗蚀能力依次为台耕地>林地、草地>坡耕地、裸坡地。     

How types of carbonate rock assemblages constrain the distribution of karst rocky desertified land in Guizhou Province,PR China: phenomena and mechanisms

In southwestern China karst rocky desertification (a process of land degradation involving serious soil erosion, extensive exposure of basement rocks, drastic decrease of soil productivity and the appearance of a desert‐like landscape) results from irrational land use on the fragile, thin karst soil. Soil particles in the Guizhou karst plateau were accumulated predominantly from residues left behind after the dissolution of carbonate rocks, and the thickness of the soil layer is related to the amount of argillaceous substances in the lost carbonate rock. This paper examines the spatial distribution of karst rocky desertified (KRD) land in Guizhou Province, and relates it to the different assemblages of basement carbonate rocks. Types of carbonate rock assemblages are discussed using a 1 : 500000 scale digital‐distribution map. Their distribution and sensitivity to erosion are analysed, demonstrating that the occurrence of KRD land is positively correlated to homogeneous carbonate rocks. Differences in physical and chemical properties of limestone and dolomite rocks lead to differences in dissolution, accumulation rate of soil particles and relief on the surface, and these factors influence land‐use potential. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

多因素影响下的喀斯特山区坡耕地分布特征——以贵阳市花溪区为例

为研究喀斯特山区坡耕地在岩性、土壤类型、坡位和居民点影响下的分布特征,为区域水土流失治理提供参考,以贵州省贵阳市花溪区为研究对象,结合花溪区高清影像图、高程图(DEM)、地质图和土壤类型图为主要数据源,利用ArcGIS 10.2平台,基于其空间叠加分析、数理统计等功能,对多因子影响下的喀斯特山区坡耕地分布特征进行了分析。结果表明:花溪区坡耕地面积占全区总面积的21.07%,占全区耕地面积的63.85%,是花溪区主要耕地类型; 在各岩组上,坡耕地的分布面积从大到小依次为:石灰岩组>白云岩组>普通砂页岩组>紫色砂页岩组,其中在普通砂页岩组和石灰岩组上分布较为集中连片,在白云岩组和紫色砂页岩组上分布较为零散; 坡耕地的各土壤类型面积依次表现为:水稻土>黄壤>石灰土>紫色土>潮土,其中黄壤最为集中连片,水稻土则较为分散; 不同坡位区域中,坡耕地面积依次表现为; 下坡位>中坡位>上坡位,其中在下坡位区域分布最为集中连片,上坡位区域分布最为零散; 同时坡耕地和居民点在空间分布上具有显著相关性,距离居民点越远,坡耕地分布越稀疏。综上所述,在多种因素共同作用下,花溪区坡耕地呈现出“西部多东部少”的空间格局,其中普通砂页岩组和石灰岩组上的坡耕地连片区可优先考虑进行治理。     

贵州茂兰喀斯特森林不同小生境类型对岩石溶蚀的影响

喀斯特山区土层浅薄、生态环境脆弱,碳酸盐岩溶蚀是喀斯特山区主要成土方式,研究碳酸盐岩溶蚀对喀斯特山区土壤环境保护及土壤可持续利用具有重要意义.以贵州茂兰喀斯特森林不同类型小生境(石洞、石缝、石沟、石槽、土面、石面)为研究对象,通过溶蚀试片法于小生境内进行野外溶蚀试验,观察溶蚀速率、溶蚀形态在时间、空间上的变化,分析溶蚀...     

滇东南石漠化山地不同土类地力变化研究

通过对滇东南西畴县石漠化山地4种不同土类的理化性质进行定点观测和地力变化的分析，结果表明：黑色石灰土的肥力较佳，其次是红色石灰土，这是由于黑色石灰土多年来进行封山育林，红色石灰土进行了平衡施肥；3年后黄色石灰土的理化性质有很大改善，土壤肥力有很大提高，这是退耕还林的结果；说明退耕还林、封山育林和耕地的平衡施肥有利于石漠化山地土壤肥力的改善。     

贵州岩溶峡谷地表覆盖变化的地形分异特征

岩溶峡谷是典型的喀斯特生态脆弱区,研究其地表覆盖变化对山区生态保护和国土资源空间优化具有重要意义。以贵州境内岩溶峡谷为研究区,选取2000—2020年地表覆盖数据,提取海拔、坡度、坡向三种地形因子,探究其地表覆盖变化及地形分异特征。得出以下结论:(1)2000—2020年研究区各类地表覆盖面积变化差异明显,林地、草地、水域、建设用地面积增加,耕地面积减少;(2)研究时段内随着海拔上升,研究区耕地面积呈现上升-下降-上升-下降的变化趋势;林地面积总体呈现先上升后下降趋势,峰值大致在1800～2200 m;草地和建设用地面积均存在两个相对高值区,分别出现在1200～1400 m和2200～2400 m、1200～1400 m和1800～2000 m;水域面积在小于800 m、2000～2200 m相对较高;(3)随着坡度上升,研究区耕地、林地和草地面积呈现先上升后下降趋势,分别在10°～15°、15°～20°、10°～15°出现最高值;建设用地面积随坡度增加总体呈现下降趋势;(4)在随着坡向变化中,研究区耕地、林地、草地、建设用地面积在无坡向地区分布较少;2020年建设用地面积在西南坡分布...     

喀斯特山地石漠化过程中地表地下侵蚀产沙特征

喀斯特地区特殊的地表、地下侵蚀产沙是引发石漠化发生发展的重要物理过程。以喀斯特山地石漠化过程中不同石漠化状况的裸坡面为研究对象,通过模拟其地表微地貌及地下孔(裂)隙构造特征,采用人工模拟降雨试验研究其地表及地下侵蚀产沙特征。结果表明:无石漠化、潜在石漠化和轻度石漠化的裸坡在相同条件下的地表产沙量总体上高于地下产沙量,且10 min降雨时段内地下产沙量在0~100 g之间。不同石漠化强度的裸坡地表、地下侵蚀产沙量均随雨强的增大而增加;小雨强(30~80 mm h~(-1))下,随着石漠化强度加剧其地表越不易发生侵蚀,而石漠化强度达到一定程度时(基岩裸露率40%)土壤流失以地下流失为主;大雨强(150 mm h~(-1))下,地表产沙量及其分配比例随基岩裸露率变化不明显,而地下产沙量则呈先增加后减小的变化且在基岩裸露率为30%时达到最大。不同石漠化强度的裸坡地表产沙量及其分配比例随地下孔(裂)隙度变化不明显,地下产沙量及其分配比例总体上随地下孔(裂)隙度增加而增加;在不同地下孔(裂)隙度下(1%~5%),地表、地下产沙量及其分配比例随基岩裸露率变化(10%~50%)差异较大。研究结果对认识喀斯特地区石漠化发生发展机制、揭示土壤侵蚀特征、防治地表地下水土流失具有重要的理论和现实意义。     

喀斯特地区不同土地利用类型土壤侵蚀特征研究

探明喀斯特土壤侵蚀特征,对石漠化过程研究具有重要意义.采用野外调查与室内试验相结合的方法,通过样品分析、直剪试验与模拟冲刷试验,研究了典型喀斯特地区不同地类的土壤侵蚀特征.结果表明:(1)该地区灌丛地土层厚度大于林地和坡耕地的土层厚度;(2)该区土壤紧实度由小到大的顺序为:坡耕地<灌丛地<林地;(3)在土壤崩解速率及土壤冲刷模数方面,坡耕地＞灌丛地＞林地.整体上,坡耕地土壤侵蚀特征表现出极强的差异性,灌丛地与林地间差异性不显著.因而保持与恢复喀斯特地区植被、减少耕作活动是防治土壤侵蚀和控制石漠化的主要途径.     

多元信息支持的岩溶区土地利用信息提取方法构建

土地利用信息是重要的基础数据,其准确程度将对其后续应用工作的结果产生重要影响。岩溶区地形复杂、地表覆盖类型多样,使用目视解译和传统监督分类的方法都存在一定的局限。通过结合遥感影像和植被指数、湿度指数、地形等多元信息,结合主成分分析方法,利用决策树实现上述多元信息建模,进而以实地调查样点为目标函数获取决策树的分类决策参数阈值,从而构建了多元信息支持的岩溶区土地利用信息提取方法。经试验区的模型应用和样点验证表明,该方法获取的土地利用信息基本符合典型岩溶区土地利用比例和分布特征,总体分类精度达到82%。该方法能够加深对多维遥感信息的认识,充分挖掘出其中隐含的信息,并根据这些信息提高岩溶区土地利用信息提取的精度,尤其能体现出岩溶区地貌特征对土地利用空间分布的影响。