基于RS与GIS的桂西北石漠化景观与土壤类型关系研究

运用景观生态学理论与RSGIS技术,研究桂西北河池地区不同土壤类型石漠化的景观格局和发生率,分析石漠化的发生、分布与土壤类型的关系。结果表明:研究区石漠化形势严重,石漠化斑块密度和面积大,相互连通聚集。石漠化景观以棕色石灰土和石质土发生的石漠化占主导地位。各土壤的石漠化分布各具特征。其中,棕色石灰土的石漠化破碎度最高。石质土石漠化斑块聚集度最低,且多集中分布于峰丛石山上。酸性粗骨土石漠化景观的平均斑块面积最大,破碎度最低,受人为干扰最少。黑色石灰土石漠化分布最分散。黄壤石漠化的形状指数最小,受人为干扰最多。石灰土、粗骨土和石质土由于本身的脆弱性,导致石漠化情况严重。发生率排序为酸性粗骨土黑色石灰土石质土棕色石灰土硅质岩粗骨土。黑色石灰土地区最容易发生极强度石漠化,其次为硅质岩粗骨土。研究表明石漠化的发生与分布在不同土壤中存在明显差异,土壤的发生特点是导致石漠化形成的重要自然因素之一。     

基于USLE模型的重庆生态涵养发展区土壤侵蚀量估算

利用USLE模型估算渝东北生态涵养发展区土壤侵蚀量,并对研究区土壤侵蚀强度进行分级,以此为基础进一步分析不同降雨侵蚀力、坡度、土壤类型下的土壤侵蚀强度分布特征。结果表明:本研究区土壤侵蚀量大致呈东北向西南递减的趋势,东部山地土壤受侵蚀最严重,西部山间丘陵地带土壤侵蚀量相对较小,研究区平均土壤侵蚀模数为30.15t/(hm~2·a),土壤侵蚀量为10 220.85万t/a。研究区各区县土壤侵蚀分布情况可划分为三类:(1)重点预防保护区。土壤侵蚀以微度和轻度侵蚀为主,林草覆盖度较高,但有水土流失加剧的危险,代表区县是忠县、梁平、垫江;(2)重点监督区。土壤侵蚀以中度和强度侵蚀为主,土壤侵蚀相对严重,代表区县为云阳、万州、巫山、奉节、丰都;(3)重点治理区。土壤侵蚀以极强度和剧烈侵蚀为主,土壤侵蚀最严重,代表区县为巫溪、开县、城口。降雨侵蚀力为3 000~4 000(MJ·mm)/(hm~2·h·a),坡度在25°以上,土壤为石灰土、紫色土或黄褐土的地区,土壤侵蚀以强度、极强度和剧烈侵蚀为主,是水土流失治理的重点。     

中南丘陵区不同土壤类型下的土地利用景观格局分析

应用RS,GIS,Fragstats软件研究了醴陵市土壤类型和景观格局、景观指数的关系。结果表明:(1)醴陵市主要土壤类型是红壤和水稻土;景观类型以林地和水田为主,各景观分布的主要土壤类型为红壤与水稻土,景观斑块类型在各土壤类型区存在明显差异;(2)土地利用景观多样性指数和均匀度为:紫色土>水稻土>红壤>河潮土>黄壤,优势度则相反;(3)各土壤类型区形状指数变化很小,分维数一致;(4)各土壤类型区的廊道密度指数为:紫色土>水稻土>河潮土>红壤>黄壤,差异较大。     

周期性水位波动对三峡水库消落带土壤有机碳含量和密度的影响

为探究水位波动对三峡水库消落带土壤有机碳的影响,在三峡水库消落带采集和测定了受不同水淹强度影响的石灰土、紫色土、黄壤及其植物样品,并运用Kruskal-Wallis非参数检验和基于冗余分析的典范分析等方法进行了研究。结果表明：周期性水淹增加了石灰土和紫色土的有机碳含量和密度,但降低了黄壤的有机碳含量和密度。此外,石灰土的有机碳分布还受地上生物量、土壤pH和土层深度的影响,紫色土的有机碳分布还受土层深度和地上生物量的影响,而黄壤的有机碳含量和密度则与地上生物量、土层深度和地下生物量有关。总之,周期性水位波动对消落带土壤有机碳影响深刻,但土壤类型分异了有机碳对水位波动的响应。     

长江上游重点水土流失区坡耕地土壤侵蚀的137Cs法研究

利用137Cs示踪技术,对长江上游重点水土流失区(金沙江下游及毕节地区、嘉陵江中下游地区、嘉陵江上游陕南陇南地区和三峡库区)坡耕地土壤流失速率进行了初步研究.结果表明,研究区土壤类型、坡度等因子对坡耕地土壤流失速率的影响较大,陕南区砾质土、三峡库区黄壤坡耕地的土壤流失速率相对较小,34°砾质土坡耕地,多年平均土壤流失率为985 t/(km2*a),31°黄壤坡耕地为2 059 t/(km2*a);嘉陵江中下游地区和三峡库区紫色土、陕南区黄褐土、陇南区黄绵土和金沙江燥红土坡耕地土壤流失速率较高,一般在2 000～10 000 t/(km2*a);坡度越大土壤流失速率也越高.同时,对坡耕地地块内部土壤侵蚀与堆积的空间分异进行了初步探讨.在坡耕地地块内部,土壤在流水和犁耕共同作用下,侵蚀速率从峁顶至坡底总体呈下降趋势,并在地块中下部出现堆积大于侵蚀的区域.侵蚀小于堆积的临界点,一般出现在距坡顶20～30 m范围.     

曲靖市耕地土壤有机质状况

2006—2011年,采集曲靖市耕地12个土类13 171个土壤样品,进行有机质测定,了解曲靖市耕地土壤有机质状况。结果表明,与第二次土壤普查结果相比,曲靖市耕地不同土类土壤有机质有升有降。其中,赤红壤、水稻土、紫色土、冲积土和燥红土有机质平均含量分别升高13.0%、16.8%、19.5%、52.5%和222.4%;而草甸土、黄壤、红壤、石灰(岩)土、黄棕壤、棕壤和沼泽土平均含量则分别降低了6.2%、17.7%、19.6%、32.3%、36.0%、42.9%和74.1%。从面积上来看,80.8%的旱作耕地土壤有机质平均含量低于第二次土壤普查结果,这意味着曲靖市旱作耕地土壤质量有所退化。耕地土壤管理中需加强绿肥生产利用、秸秆还田,提升土壤有机质。     

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。     

普安县不同岩组类型对区域土壤侵蚀景观格局的影响

以普安县白云岩、石灰岩、砂页岩和玄武岩等不同岩组区域的土壤侵蚀景观作为研究对象,基于ArcGIS软件中Spatial Analysis拓展模块空间分析技术及景观生态学中的景观格局空间分析方法,从宏观空间尺度上研究了不同岩组类型对区域土壤侵蚀景观格局的影响。结果表明:普安县岩组分布特征是以白云岩为主,其次是石灰岩,砂页岩和玄武岩面积较少;石灰岩区总体侵蚀程度不高,但是局部侵蚀较为严重。普安县土壤侵蚀景观格局特征表现为:微度侵蚀是4种地层岩组土壤侵蚀景观的景观基质,微度侵蚀景观斑块在空间分布上集中连片、异质性低、均匀度指数高,极强度侵蚀与剧烈侵蚀最大面积比例与斑块面积都是最小,斑块在空间分布上距离都较远且及其破碎,连通性较低。普安县不同岩组土壤侵蚀景观格局存在差异,白云岩区景观最为破碎,具有较高的异质性;石灰岩区侵蚀斑块分布较为集中;玄武岩区具有最高的多样性,斑块间的信息交流最为频繁。     

长江上游重点水土流失区坡耕地土壤侵蚀的137Cs法研究

利用137Cs示踪技术,对长江上游重点水土流失区(金沙江下游及毕节地区、嘉陵江中下游地区、嘉陵江上游陕南陇南地区和三峡库区)坡耕地土壤流失速率进行了初步研究。结果表明,研究区土壤类型、坡度等因子对坡耕地土壤流失速率的影响较大,陕南区砾质土、三峡库区黄壤坡耕地的土壤流失速率相对较小,34°砾质土坡耕地,多年平均土壤流失率为985t/(km2·a),31°黄壤坡耕地为2059t/(km2·a);嘉陵江中下游地区和三峡库区紫色土、陕南区黄褐土、陇南区黄绵土和金沙江燥红土坡耕地土壤流失速率较高,一般在2000～10000t/(km2·a);坡度越大土壤流失速率也越高。同时,对坡耕地地块内部土壤侵蚀与堆积的空间分异进行了初步探讨。在坡耕地地块内部,土壤在流水和犁耕共同作用下,侵蚀速率从峁顶至坡底总体呈下降趋势,并在地块中下部出现堆积大于侵蚀的区域。侵蚀小于堆积的临界点,一般出现在距坡顶20～30m范围。     

成都经济区不同类型土壤天然放射性核素含量分布特征

利用数据分离技术,从已有的1:25万区域化探数据中提取成都经济区不同类型土壤的²³⁸U,²³²Th,⁴⁰K含量数据,并在实地取样分析的基础上对该区不同类型土地天然放射性核素含量的分布特征进行了研究。结果表明:(1)该区土壤天然放射性核素含量与世界、全国和四川省处于同一水平;(2)黄壤、棕壤、紫色土、水稻土、灰潮土、草毡土的天然放射性核素含量分别为:²³⁸U:3.18,2.40,2.12,2.45,2.48和2.73,均值30.41(单位为10^-6 g/g);²³²Th:14.27,14.64,11.67,13.98,13.41和14.09,均值54.35(单位10^-6 g/g);⁴⁰K:2.06,2.38,1.94,1.74,1.83和2.22,均值1.98(单位为10^-2 g/g);(3)不同类型土壤的天然放射性含量大小顺序表现为:²³⁸U:黄壤 >草毡土 >灰潮土 >水稻土 >棕壤 >紫色土;²³²Th:棕壤 >黄壤 >草毡土 >水稻土 >灰潮土 >紫色土;⁴⁰K:棕壤 >草毡土 >黄壤 >紫色土 >灰潮土 >水稻土;(4)同类型土壤的天然放射性核素含量,平原地区比高山地区低。     

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.     

土壤动物与土壤健康

土壤动物与土壤健康息息相关,土壤动物多样性和功能能够灵敏反映人类活动和气候变化引起的土壤扰动。同时,土壤动物还通过与生物和非生物组分间的相互作用对地上生态系统产生反馈作用。当前土壤动物在土壤健康评价体系中的应用相对较少,主要集中在土壤线虫、节肢动物和蚯蚓等类群,仍缺乏基于土壤动物的系统性评价指标。因此,本文围绕土壤动物在指示土壤健康方面的潜力,系统总结了现有基于土壤动物的土壤健康评价指标,强调未来应建立和完善土壤动物基因组信息数据库,挖掘土壤动物的功能性状,加强土壤食物网结构和生态功能的研究,建立集成土壤动物物种多样性、功能性状和土壤食物网的指标体系,从而促进土壤健康和生态系统的可持续发展。     

粗质地土壤坡度和前期含水量对土壤侵蚀的影响

利用野外模拟降雨试验,研究了粗质地土壤裸地和苜蓿地在不同坡度(5°,15°,25°)、不同前期含水量(低、中、高)条件下坡面降雨产流、产沙的过程及其特征,以此探究该区退耕还草效益。结果表明:3种坡度条件下裸地和苜蓿地的产流过程在不同前期含水量下均为先增大后趋于稳定,不同坡度之间的径流量差异不显著,但泥沙流失量随着坡度的增大而显著增加,在降雨过程中先增大达到峰值趋于稳定波动,裸地的波动幅度大于苜蓿地。2种处理的前期含水量对径流量以及平均入渗率的影响均达显著水平,裸地在相同的坡度下,前期含水量由低水平增加到中水平、低水平增加到高水平,径流量分别增加38.2%~52.8%,39.7%~42.8%,苜蓿地径流量分别增加27.3%~77.8%,45.5%~91.1%。坡度对泥沙流失量及含沙率影响显著,在相同的前期含水量下,裸地由5°增加到15°,15°增加到25°的泥沙流失量分别增加96.3%~268.7%,6.9%~40.3%,苜蓿地的泥沙流失量分别增加81.1%~384.2%,61.7%~169.9%。在相同坡度和前期含水量下,苜蓿地的径流量和泥沙流失量均显著低于裸地。研究结果表明粗质地土壤前期含水量和坡度显著影响坡地土壤侵蚀过程和总量,植被不但因为冠层拦截而减少径流,而且因为耗水量增加,降低了土壤前期含水量而减水减沙。     

水土保持与土壤质量评价

辨析了土壤侵蚀、水土流失和水土保持的概念和内涵。分析了水土保持与土壤质量的关系,认为水土流失会造成土壤的土层薄化、养分循环失衡、劣质化和贫瘠化、以及砂质化和砾质化,反之,土壤质量下降会降低土壤抗冲性和抗蚀性,进一步加剧水土流失,水土保持可以有效地改良和保持土壤质量。综述了土壤质量评价的研究进展,提出水土保持需要从保持土壤质与量的角度,在进一步弄清楚土壤质量演变过程与机理的基础上,尝试选择和建立适合的土壤质量指标与评价方法,并进行土壤质量动态监测与预测预警及对策的研究。     

苏打盐碱化土壤pH与团聚体中球囊霉素相关土壤蛋白含量的关系

球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)在土壤团聚体形成中起重要作用,与土壤团聚体稳定性正相关。土壤盐碱化破坏土壤结构,降低土壤中GRSP含量,但影响多大尺寸团聚体GRSP含量并不清楚。本文采集45个松嫩盐碱化草地土壤样品,通过干筛法分离出直径0.25、0.25~1和1~2 mm 3种不同粒级团聚体,采用Bradford法测定土壤中GRSP含量,并测定土壤盐碱化指标,经Pearson相关分析和前向选择变量多元线性回归分析,结果显示:土壤pH显著影响各粒级团聚体总球囊霉素相关土壤蛋白(T-GRSP)含量和难提取球囊霉素相关土壤蛋白(DE-GRSP)含量,二者存在显著负相关关系,特别是0.25~1 mm粒级团聚体DE-GRSP含量与土壤pH存在极显著负相关关系,可解释22.3%的DE-GRSP含量变化。土壤pH、电导率、碱解氮和有效磷对各粒级团聚体易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)影响不显著。结果表明土壤苏打盐碱化影响0.25~1 mm团粒结构中较稳定的DE-GRSP含量,可能对土壤团聚体胶联和土壤碳存储产生负影响。     

黑土坡耕地土壤侵蚀对土壤性状的影响

黑土作为东北地区主要的耕作土壤,其结构性状对土地生产力影响极大。土壤侵蚀使肥沃的黑土层减薄,土壤理化性状不同程度地受到破坏和影响。根据黑土侵蚀现状,对不同侵蚀程度黑土坡耕地的养分状况、土壤田间持水量和渗透速度、抗蚀抗冲性能指标的测定分析发现,黑土侵蚀程度由轻度到重度,土壤有机质等养分含量越来越低;土壤蓄渗水能力逐渐减小;土壤抗蚀抗冲性能亦逐渐降低。黑土坡耕地土壤侵蚀程度的加剧,使得土壤有机质含量减少,保肥供肥能力降低,土壤黏度加重,结构变劣,保水能力减弱,影响农作物的生长发育,势必对我国东北黑土区商品粮基地的重要地位构成严重威胁。     

红壤和紫色土抗侵蚀性指标的计算方法研究

以长江流域主要侵蚀性土壤——红壤和紫色土为研究对象,以土壤可蚀性K值作为土壤抗侵蚀性指标,采用通用土壤流失方程计算得到人工模拟降雨试验下红壤和紫色土的抗侵蚀性指标,分别为0.325 2和0.276 3。应用侵蚀—生产力评价模型（EPIC）,根据上述两种土壤的理化性质计算其土壤抗侵蚀性指标,分别为0.313 8和0.266 8。分析比较这两种方法得到的土壤抗侵蚀性指标,最终得到侵蚀—生产力评价模型（EPIC）的修正系数（1.04）。     

不同地表条件下黑土区坡耕地侵蚀过程中土壤团聚体迁移

土壤侵蚀过程中,土壤团聚体的迁移反映了团聚体的破碎程度及径流的搬运能力,直接影响着侵蚀强度.以东北典型薄层黑土区耕层土壤为研究对象,采用模拟降雨试验方法,研究裸露休闲、纱网覆盖与秸秆覆盖3种地表条件下不同粒级(>5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和<0.25mm)土壤团聚体的迁移特征.结果表明:(1)纱网覆盖与秸秆覆盖具有削减径流和抑制侵蚀的作用,其中抑制产沙作用更明显,减沙率分别为75%和99%以上;(2)3种地表条件下,<0.25 mm团聚体是主要的流失粒级,其占到团聚体流失总量的50%以上;各粒级流失量均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖;(3)纱网覆盖和秸秆覆盖下的团聚体粒级分布与裸露休闲的相比,差异较为明显的均是<0.25 mm粒级,该粒级流失量较裸露休闲的分别减少74.62%和99%;秸秆覆盖与纱网覆盖之间差异明显的是<0.25 mm与1～5 mm粒级,流失量较纱网疆盖的分别减少97.81%和86.03%;(4)秸秆覆盖下团聚体平均重量直径表现为最大;分形维数和平均重量比表面积均表现为:裸露休闲>纱网覆盖>秸秆覆盖.     

旱地红壤与红壤性水稻土水分特性分析

对低丘红壤地区红壤性水稻土(黄筋泥田)和旱地红壤(黄筋泥)及不同利用方式下土壤的持水和供水特征进行了研究.结果表明,与红壤性水稻土相比,旱地红壤持水供水能力弱;红壤性水稻土各样品之间持水和释水能力的差异与有机质的变化相似,在红壤地区,培肥土壤有利于提高土壤抗旱能力,土壤利用方式不同改变了土壤孔隙的分布状况,使旱地红壤在低吸力段土壤的水分特征存在明显差异.     

Lead Bioavailability in Soil and Soil Components

Water, Air, & Soil Pollution - The use of enhanced-flushing technologies has emerged as a promising technique for the remediation of sites contaminated with immiscible liquids. An important...