喀斯特槽谷区岩层倾向对土壤入渗特性的影响

为了解岩层倾向对喀斯特槽谷区土壤入渗特性的影响,以重庆市青木关岩溶槽谷区顺/逆层坡为研究对象,分析5种典型土地利用方式裸地(AL)、辣椒地(PL)、玉米地(CL)、林地(FL)、草地(GL)在顺/逆层坡的土壤入渗能力差异,并探讨土壤物理性质对土壤入渗能力的影响。结果表明:(1)＞0.25 mm水稳性团聚体含量、毛管持水量、黏粒以及粉粒含量在顺/逆层坡存在显著差异(p<0.05),其中在>0.25 mm水稳性团聚体含量和毛管持水量方面,分别为PL与FL的顺/逆层坡差异最大,在黏粒和粉粒方面,CL的顺/逆层坡差异最大,且均为逆层坡＞顺层坡。(2)除FL顺层坡的土壤渗透能力低于逆层坡外,其余4种土地利用方式下的土壤入渗能力均表现为顺层坡高于逆层坡。(3)土壤渗透特性在顺/逆层坡均与容重呈极显著负相关关系(p<0.01),在顺层坡与总孔隙度、非毛管孔隙度、＞5 mm水稳性团聚体含量和饱和持水量呈极显著正相关关系(p<0.01),在逆层坡与非毛管孔隙度、饱和持水量、粉粒含量呈极显著正相关关系(p<0.01);通过多元逐步回归分析与通径分析发现,顺/逆层坡土壤入渗能力的首要决策因素均为容重,其次分别为>5 mm水稳性团聚体含量和粉粒含量。(4)对比4种土壤入渗过程的拟合模型,Philip模型对顺/逆层坡的土壤入渗过程拟合效果最佳。研究结果可为喀斯特槽谷区不同岩层倾向的水土流失防治以及植被恢复提供数据支撑。     

岩层倾向对喀斯特槽谷区地表/地下产流过程的影响

喀斯特槽谷区在降雨过程中极易发生水土流失,这使得该区生态环境被破坏。以喀斯特槽谷区为研究对象,通过室内模拟其典型顺/逆层坡面特征及地下孔裂隙发育程度,利用人工降雨试验研究不同雨强条件下地表地下产流特征,从而揭示喀斯特槽谷区地表地下产流机制。结果表明:(1)喀斯特槽谷区地表地下产流受雨强影响,小雨强(30 mm/h)条件下地下产流量大于地表产流量,中雨强(60 mm/h)条件下地表产流量增大且裸坡条件下地表产流量大于地下产流量,大雨强(90 mm/h)条件下裸坡与顺层坡的地表产流量均大于地下产流量。(2)地下孔裂隙发育程度对地表地下产流量的分配比例产生影响,地下孔裂隙度越大则地下产流量越多,且2%～3%的地下孔裂隙度时地表地下产流量分配比例发生转变。(3)不同岩层倾向条件下,地表产流量及其分配比例最高为裸坡,最低为逆层坡,地下产流量及其分配比例最高为逆层坡,最低为裸坡。(4)不同岩层倾角条件下,顺层坡地表产流量最高为30°,最低为90°,地下产流量则相反;逆层坡地表产流量最高为90°,最低为60°,地下产流量最高为60°,最低为90°。研究结果可为喀斯特槽谷区地表及地下产流机制的进一步认识提供科学依据。     

人为干预下喀斯特峡谷区不同土地利用类型对土壤理化性质的影响

[目的]探究人为干预下喀斯特峡谷区不同土地利用类型对土壤理化性质的影响,为岩溶山区的生态环境保护和可持续发展提供科学依据。[方法]以贵州省花江喀斯峡谷示范区生态系统土壤为研究区,选取典型喀斯特石漠化治理区域进行野外定点取样,通过室内分析的方法进行不同土地利用石漠化地区土壤理化性质比较研究。[结果](1)土壤含水量随着土层深度的增加递增,土壤含水量大小依次为:封山育林径流场坡改梯自然灌丛撂荒地,形成土壤水分的垂直变化;(2)经过改良后坡改梯通过种植花椒的田间持水量明显比草地含量高,相对于进行石漠化治理并合理耕作的坡改梯花椒地来说,荒草地的持水能力明显下降;(3)石漠化环境下土壤颗粒分散、土体结构破坏,土壤通透能力下降,孔隙的变化规律为:林地坡改梯灌草丛耕地撂荒地;(4)示范区土壤总钾偏高,与pH值呈正相关,总氮普遍低于全国农田氮含量,土壤养分不足。[结论]不同土地利用条件下土壤特征有显著差异,这种差异是基于不同石漠化等级下不同土地利用的治理措施造成的。花江示范区土壤持水效益低,土壤养分不足,不利于耕作,农业产量不高,建议花江示范区应减少耕地,多种植经济林和草地,保护天然林地。     

喀斯特槽谷区不同林草恢复模式下土壤入渗特征

为研究不同林草恢复模式对喀斯特槽谷区坡面的水土保持效应,采用野外调查和室内分析相结合的方法,对比分析了喀斯特槽谷区顺、逆向坡面不同林草模式(林地、花椒地、灌草地)下的土壤理化性质和入渗特征。结果表明:(1)顺、逆向坡面下林地容重最小,孔隙度最好,含水率和有机质含量最高,其次是花椒地和灌草地;顺向坡土壤有机质含量显著高于逆向坡(P<0.05),但其他理化指标间差异不显著(P>0.05)。(2)顺、逆向坡面下花椒地入渗曲线较陡峭,而林地、灌草地相对较缓;灌草地入渗率最先趋于稳定(20min左右),而花椒地和林地入渗率在30min左右开始缓慢下降,直到75min以后渐渐趋于稳定;各林草恢复模式下土壤入渗能力均为林地>花椒地>灌草地(P<0.05)。(3)入渗模型中,Horton模型拟合效果最好(R2>0.712),模拟稳定入渗率与实测值间的回归方程决定系数R2高达0.9789。(4)研究区土壤稳定入渗率与总孔隙度、非毛管孔隙度、饱和含水量及pH均呈正相关,而与有机质呈负相关,其中总孔隙度对土壤入渗性能影响最大,有机质影响最小;利用上述指标建立的多元线性回归方程可精确预测土壤稳定入渗率。研究结果可为喀斯特槽谷区坡面植被恢复选择及土壤入渗性能评估提供理论参考。     

喀斯特槽谷区土地利用转型过程对生态系统服务价值的影响

揭示当前多因素驱动下喀斯特槽谷区典型地貌单元土地利用转型过程的生态系统服务价值影响具有重要意义。以2005年、2010年、2014年、2017年高清影像为数据源并结合实地调研对解译数据进行了对比验证,借鉴国内外生态系统服务价值最新研究成果,结合研究区实际情况对生态系统服务价值系数进行了修订,通过对土地利用转移矩阵分析和生态系统服务价值指标计算。结果表明:（1）研究区内草地、灌木林地、山地旱地、有林地、农村居民用地、城镇用地变化显著,山地旱地转为草地、城镇、农村居民用地,草地转为有林地、灌木林地。（2）2005—2010年土地利用转型山坡较槽坝显著。2010—2014年土地利用转型主要集中于槽坝,山地旱地转为农村居民用地、城镇用地,水田转为农村居民用地,草地转为山地旱地。2014—2017年土地利用在山坡—槽坝同时发生转型。（3）喀斯特槽谷区生态系统服务价值在2005年、2010年、2014年、2017年分别为129 825.44万元、134 744.99万元、102 592.28万元、102 816.77万元。2005—2010年喀斯特槽谷区（ESV）由129 825.43万元变为134 744.98万元,增幅为1.85%;2010—2014年ESV由134 744.99万元变为102 592.28万元,下降了13.55%;2014—2017年ESV由102 592.28万元变为102 816.77万元,下降了0.11%;2005—2017年喀斯特槽谷区生态系统服务价值（ESV）由129 825.43万元变为102 816.77万元,总体下降了11.61%。     

渭北旱塬区不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响

为了研究不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响,以渭北旱塬区5种土地利用类型(不同坡向)为研究对象,系统分析该区不同坡向土地利用类型剖面土壤物理、化学和生物性质的差异。结果表明:(1)除土壤pH和土壤颗粒组成外,5种土地利用类型土壤含水量、总孔隙度、有机质、全氮、微生物量碳和氮含量总体随土层加深呈下降趋势,土壤容重则相反。(2)0-30cm土层,阳坡农用地土壤含水量、黏粒含量和pH最高,粉粒和全氮含量最低;人工草地砂粒和全氮含量最高,黏粒含量最低;人工林地土壤总孔隙度、土壤有机质、微生物量碳和氮含量最高,土壤含水量、土壤容重和pH最低;天然草地土壤容重和粉粒含量最高,总孔隙度和砂粒含量最低;退耕地有机质、微生物量碳和氮含量最低。阴坡农用地土壤含水量、粉粒含量和pH最高,黏粒和全氮含量最低;人工草地土壤容重、黏粒和微生物量氮含量最高,土壤总孔隙度、粉粒、砂粒和有机质含量最低;人工林地有机质含量和微生物量碳含量最高;天然草地土壤总孔隙度、砂粒和全氮含量最高,土壤容重和pH最低;退耕地土壤含水量、微生物量碳和氮含量最低。(3)5种土地利用类型中,土壤容重、细黏粒、粗黏粒、细粉粒、粗砂粒、土壤pH和有机质(退耕地除外)表现为阳坡阴坡,土壤含水量(退耕地和农用地除外)、总孔隙度、粗粉粒、细砂粒、土壤质地粗化度、全氮(人工草地除外)、土壤微生物量碳和氮含量则为阴坡阳坡。     

不同土地利用类型土壤入渗性能及其影响因素研究

土壤入渗性能是土壤侵蚀研究的热点内容,其值受土壤理化性质的影响较大。为了准确测得紫色土区不同土地利用类型土壤入渗性能,采用一种新方法——点源入渗法对其进行测定,并对不同土地利用类型土壤入渗性能与其理化性质进行了相关性分析。结果表明:(1)不同土地利用类型土壤理化性质差异性较大,土壤初始含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、0.25mm团聚体含量和有机质含量基本上是表层土大于下层土;(2)不同土地利用类型土壤入渗性能差异较大,初渗速率和平均入渗率大小基本表现为林地坡耕地草地,稳渗速率则为坡耕地林地草地,达到稳渗时间为坡耕地林地草地;(3)初渗速率与湿筛MWD值和结构破坏率呈显著正相关,与毛管孔隙度呈显著负相关;(4)稳渗速率与非毛管孔隙度呈显著正相关,与容重呈显著负相关;(5)平均入渗率与非毛管孔隙度和结构破坏率呈正相关,其相关系数较大,与土壤容重和毛管孔隙度呈负相关,其相关系数绝对值较大。本研究可为紫色土区土壤入渗的研究提供理论依据。     

雾灵山低山区土地利用类型对土壤理化性质的影响

针对雾灵山低山区不同土地利用类型的土壤进行采样和分析,研究农田、果园、绿化林、果农间作和未利用地5种土地利用类型对土壤理化性质的影响,以期为雾灵山地区的土地合理利用和水土保持等提供科学依据.结果表明:5种土地利用类型中,绿化林的有机质、全氮、碱解氮、速效钾含量均为最高,而含水量最低;果农间作的有机质、全氮、碱解氮含量最低;未利用地的含水量和容重最高,而速效磷和速效钾含量最低.不同土地利用类型土壤有机质含量随土层深度的增加而减少,而其他土壤养分含量随土层深度的增加其减少量有明显差异.同全国第二次土壤普查养分分级标准相比,各土地利用类型的土壤速效磷和速效钾含量较为丰富,全氮和有机质含量较为缺乏,其中绿化林的各养分均较为丰富.     

喀斯特槽谷区的顺/逆层坡面对水动力学参数的影响

喀斯特槽谷区不仅存在地上/地下双层空间结构,还存在典型顺/逆层坡两种特殊的地质构造,因此研究喀斯特槽谷区两翼坡面水流移动规律具有重要意义。根据野外调查结果,在喀斯特槽谷区临界坡度25°条件下进行人工模拟降雨试验,采用顺/逆层坡岩层倾角(30°、60°和90°)和3种雨强(30、60和90 mm·h~(-1))作为变量因子,并以裸坡作为对照因子,研究喀斯特槽谷区顺/逆层坡面水动力参数特征。结果表明:喀斯特槽谷区顺/逆层坡主要以薄层浅流为主,顺层坡的岩层倾角越大则坡面流速越小,逆层坡则以岩层倾角60°为临界点,裸坡的流速均大于顺/逆层坡。对于喀斯特槽谷区顺层坡而言,其雷诺数Re和佛汝德数Fr均大于逆层坡而小于裸坡,阻力系数f均小于逆层坡而大于裸坡。雷诺数Re和阻力系数f两个参数呈显著的幂函数正相关关系。地表累积径流量分配比例大小排序为裸坡顺层坡逆层坡,地下累积径流量分配比例为逆层坡裸坡顺层坡。本研究可为喀斯特槽谷区顺/逆层坡的坡面的土壤侵蚀预报模型提供科学依据。     

重庆南平镇岩溶槽谷区不同土地利用类型地表水土流失

研究岩溶区水土流失特征有助于更好地开展岩溶地区水土保持,防止石漠化。通过在岩溶区不同土地利用类型布设9个径流场,利用2008-01－2010-08野外雨季的监测资料,得到岩溶区地表水土流失特征。结果表明：速效钾在土壤中易被淋失,磷富集度平均值最低,全氮、水解氮、有机质富集度的平均含量居中。从土地利用类型来看,富集度表现明显的是坡耕地（自然坡耕地强于移土培肥坡耕地）,其次是林地,金银花地和草地富集度最低。根据相关系数可知淤泥养分含量与降雨强度呈极显著相关关系,淤泥养分含量与降雨量成正相关,但是相关性差。淤泥养分流失总量是通过泥沙量与淤泥养分含量来共同体现的。土壤侵蚀模数从大到小的顺序依次为自然坡耕地>移土培肥坡耕地>草地>金银花地 >林地。岩溶区并不是每场降雨都要产生径流,主要是大雨尤其是暴雨才生产径流。岩溶区水土流失径流系数平均值在2.31%～14.72%。该研究有助于更好地理解岩溶区水土流失特征,为治理岩溶区水土流失提供科学依据。     

喀斯特山地不同土地利用方式土壤养分特征研究

不同的土地利用方式影响着土壤的养分特征及土壤质量。对重庆市南川区灌草丛、人工林、果园、旱地、水田、撂荒地6种不同土地利用方式下土壤养分的研究表明:不同土地利用方式间土壤养分存在一定的差异,变化规律也不一致。6种土地利用方式下的土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷、速效钾都呈现表聚现象,且有机质、全氮、速效氮都随深度的增加而递减,但全磷和全钾含量并无明显的变化规律。6种土地利用方式各土壤养分指标含量排序各异,退耕后土壤部分养分含量仍较低,初步认为该区土壤养分受人为影响较严重,退耕后土壤恢复能力还较差。     

岩溶槽谷区不同土地利用方式下的坡地产流产沙规律

[目的]研究岩溶槽谷区坡地产流产沙规律,为槽谷区坡面水土流失防治提供理论基础。[方法]基于重庆市北碚区中梁山岩溶槽谷区径流小区,探讨了土地利用类型(耕地、林地、果园和竹林地)、降雨等级、降雨特征对坡地产流产沙的影响。[结果]①不同土地利用方式的径流小区坡地总产流量为:耕地(3534.64 L)>果园地(3150.60 L)>竹林地(2347.75 L)>林地(1957.41 L);径流系数(3.12%~5.70%)远低于非岩溶区(约20%);地表产沙量耕地(3.37 kg)>果园地(2.60 kg)>林地(1.60 kg)>竹林地(1.43 kg);②虽然暴雨占总降雨场次的1.53%,但产流量占年产量的42.28%,产沙量占年总产沙量的33.42%。中雨占年产流总量的16.61%,产沙量占年总产沙量的20.47%,但是由于中雨的降雨次数多,其造成的泥沙流失也不可忽视。③降雨量对不同土地利用方式下的坡面产流的影响最大,是坡面产流的主要影响因素。I30对耕地和果园产沙量的影响最大,降雨量对林地和果园产沙量的影响最大。[结论]在相同的降雨条件下,耕地的产流产沙量最大,果园次之。在坡度一定的条件下,不同等级的降雨是影响产流产沙的主要因素,因此,在安排农事活动时,应尽量避开高强度降雨,减少严重侵蚀事件的发生。     

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。     

喀斯特山区土地利用方式对土壤质量演变的影响

通过调查喀斯特山区典型土地利用方式对土壤养分和土壤容重的影响 ,结果表明 ,森林的破坏以及随后的耕种显著增加了土壤容重 ,并降低了大部分土壤养分。和林地相比 ,灌木林、灌丛、草地和退耕 3年的蒿草地容重分别增加了 32 % ,2 0 .3% ,4 6 .9% ,5 2 .3%。除全钾外 ,草地和退耕蒿草地土壤养分显著下降 ,和林地相比 ,草地有机质减少了 2 9.3% ,全氮减少了 4 8.2 % ,全磷减少了 6 6 .3% ,碱解氮减少了 4 5 .8% ,有效磷减少了 5 6 .3% ,有效钾减少了 6 0 % ;退耕 3年的蒿草地土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和有效钾分别减少了 85 .6 % ,84 .7% ,81.4 % ,74 .9% ,87.5 %和 90 .6 %。土壤退化指数的计算结果表明 ,草地和退耕蒿草地发生了非常严重的退化     

喀斯特槽谷区侵蚀坡面的土壤质量评价及障碍因子

[目的]为准确评价喀斯特槽谷区顺/逆层坡侵蚀坡面的土壤质量特征,筛选出适用于该地区的土壤质量评价方法,探析限制其土壤质量的障碍因子。[方法]以重庆市青木关喀斯特槽谷区顺/逆层坡面的5种典型土地利用类型(林地、草地、裸地、玉米地、辣椒地)为研究对象,利用主成分分析法结合Norm值建立评价指标最小数据集(minimum data set, MDS),并通过非线性土壤质量评价方法和隶属度函数对喀斯特槽谷区顺/逆层坡面的土壤质量进行评价。[结果](1)喀斯特槽谷区土壤质量评价指标最小数据集(MDS)包括毛管持水量、毛管孔隙度和全磷;(2)通过非线性土壤质量评价方法得出,逆层坡土壤质量(0.519)优于顺层坡(0.451),其中逆层坡林地土壤质量最优(0.653),辣椒地土壤质量最差(0.426);(3)非线性评价方法在顺/逆层坡的决定系数(R²)均高于隶属度函数,因此喀斯特槽谷区更适合采用非线性评分模型;(4)顺/逆层坡侵蚀坡面的土壤质量障碍因子差异显著,仅有全氮为共同的障碍因子。[结论]适当增加草地和乔木林的覆盖能提高喀斯特槽谷区土壤质量,研究结果可因地制宜地为喀斯特槽...     

岩溶区不同土地利用类型土壤无机磷形态分布特征

采用蒋柏藩、顾益初的土壤无机磷分级体系,对桂林毛村岩溶区旱耕地、灌丛、林地、水田土壤的无机磷形态分布特征进行研究。结果表明,岩溶区土壤全磷含量较高,速效磷和无机磷的含量均较低。4种土地利用类型总无机磷含量在49.87～489.80g/kg之间,占全磷的比例在6.08%～56.64%之间。各无机磷形态分布除Fe-P以外,均以水田最高,总无机磷含量水田也为最大。在同一土壤剖面不同发生层次上,Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、Ca10-P的含量随着深度的增加而减小,O-P含量随着深度增加而升高,对比各无机磷形态含量大小发现:Ca10-PO-PFe-PAl-PCa8-PCa2-P。对各无机磷形态与速效磷相关性分析表明:Ca2-P、Ca8-P、Al-P、O-P与速效磷呈极显著正相关关系;各无机磷形态之间,除Ca2-P与Ca10-P相关性不显著,Ca8-P、Al-P、Fe-P与O-P、Ca10-P相关性不显著,其余各形态无机磷之间均存在极显著的相关性。4种土地利用类型土壤磷素活化系数(PAC)除了水田耕层为2.5%2.0%外,其余土地利用类型的PAC均小于2.0%,说明岩溶区全磷不易转化为速效磷,有效性较低。     

典型岩溶峰丛山区土地利用与水土流失

以广西马山县加方—古寨地区为例,在分析自然地理及地质条件的基础上,分析了土地开发利用现状、土地利用空间的合理调配与岩溶石山区水土流失的治理,提出了水土流失的治理方法。     

干热河谷不同土地利用类型坡面土壤水分时空变异

为探究干热河谷区不同土地利用类型坡面土壤水分的时空变化规律,以元谋干热河谷老城小流域水土保持综合治理示范区内的银合欢人工林地、扭黄茅草丛地和坡耕地为研究对象,采用经典统计学和地统计学克里格插值相结合的分析方法,对3种土地类型坡面土壤水分的时间和空间异质性进行研究。结果表明:元谋干热河谷区土壤含水量较低(林地旱季7.56%,雨季12.80%;草地旱季8.05%,雨季12.66%;坡耕地旱季19.37%,雨季22.95%),雨季显著大于旱季。旱、雨季均表现为坡耕地草地林地,呈中等至强度变异(0.14~0.72之间);不同土地利用类型下各层土壤水分的自相关系数均由正向负转化的相同趋势,但拐点有所不同,且雨季大于旱季;不同土地利用类型下旱、雨季土壤水分的最佳拟合模型林地与草地相同(林地与草地旱雨季均为球状模型,坡耕地旱雨季为指数模型),均呈中等或强等空间相关性(0.05~0.39之间),且旱季大于雨季;同一土地类型下旱、雨季不同土层的土壤水分空间分布相似,不同土地利用类型下相同土层分布格局则不同。