侵蚀性风化花岗岩坡地土壤发育特性

采用CT扫描技术、X射线荧光光谱仪化学全量分析和实验室土壤理化特性测试方法,对浙江省典型风化花岗岩坡地土壤发育的主要物理指标、化学风化系数及风化强度进行了测量计算,分析了侵蚀环境下不同地貌部位的土壤发育特征。结果表明:坡地土壤的发育程度较弱,土壤分层不明显,不同地貌部位的土壤风化发育程度排序为坡底<坡中<坡顶,与坡面侵蚀强度的排序正好相反。土壤物理风化指标随土层深度增加的变化规律较强,脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加越来越弱,物理风化指标和化学风化指标具有同等作用的表征效果,不同于当地地带性土壤发育中以化学风化为主的特性。水力侵蚀强烈地区的最大风化强度位于20-40 cm处,推得水力侵蚀对土壤发育的影响深度为0-40 cm。     

风化花岗岩坡地土壤剖面大孔隙特性的空间分布

为了揭示侵蚀性风化花岗岩坡地不同部位土壤剖面大孔隙特性的空间分布,在浙江嵊州市水土保持监测站,同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个土壤剖面,进行了原状土柱(70cm)样品采集,用CT分层扫描与Arc GIS10.1图像解译技术,获得了系列数据,并计算了分析指标,研究了3个剖面大孔隙的分布规律和影响因素。结果表明:(1)3个土壤剖面均以大孔隙为主,1~3 mm孔径占比最大,5~7 mm占比最小。大孔隙个数的排序:坡中坡底坡顶。(2)大孔隙度与总孔隙度的差值随深度递减。大孔隙度大于均值的层位分布在0~30 cm之间。(3)成圆率影响大孔隙度与总孔隙度的关系。土壤黏粒和粉粒含量越多,成圆率越大。大孔隙度与土壤粗砂粒呈显著正相关,与黏粒和粉粒为显著负相关。(4)土壤侵蚀强度越大,大孔隙占比越大,孔隙结构性越差,漏水漏肥越严重。     

湘中紫色丘陵区侵蚀性土体养分特征研究

选择湘中具有代表性的紫色丘陵区--衡南县工联村作为研究区,研究不同覆被下和不同侵蚀坡地的紫色剖面分层土壤的有机质和氮、磷、钾等养分状况.结果表明,该区以酸性紫色土和中性紫色土为主;有机质、氮含量低;磷、钾相对要高;侵蚀性土体土壤养分性状与土体所处坡度、坡位、覆盖植被类型有关;坡顶、坡中土壤由于冲刷剥离、搬运扩散作用强烈,理化性质恶化,而坡底掩埋沉积占主导作用,仍保持良好的土壤性质.不同植被类型同一层土壤比较,其养分含量变化总体趋势:灌木>乔木>杂草>旱地.     

花岗岩风化壳抗侵蚀特征研究 Ⅰ花岗岩风化壳物理特征

本研究根据室内外对花岗岩及其风化壳测试的物理和化学特征，利用有关土壤抗冲性和抗侵性指标以及野外实测资料，对花岗岩风化壳的地球化学过程，形成条件及抗侵蚀进行了综合分析与评价，指出垂节理发育的花岗岩体在持续的暖湿气候作用下形成的疏松深厚风化壳是土壤侵蚀特别是切沟和崩岗沟发育的物质基础，中粗晶花岗岩发育土壤表层砂砾作含量高而粘粒少，抗侵蚀性弱，有机质矿质化快，土壤生态系统脆弱，加上风化壳中抗侵蚀性极弱的砂土层存，这是导致花岗岩土壤侵蚀特别严重的内在原因，松耕土壤抗侵蚀能力仅为自然坡地未扰动土壤的1／。10，建议加强坡耕旱地面覆盖，作者指出，土壤的抗侵蚀能力强弱是一个相对概念，其随侵蚀动力类型和强弱不同而显示不同的特征，在侵蚀动力较弱情况下，抗蚀性是影响土壤抗侵蚀性能的主要方面，在较强侵蚀动力下，土壤的抗冲性将上升为影响土壤抗侵蚀性能的主导方面。     

紫色丘陵区微地形条件下耕作土壤发生特征

传统耕作下的土壤受到自然成土因素和人为作用共同影响,土壤发生的方向和速度都可能发生改变。以传统耕作下紫色砂泥岩发育的土壤为对象,与自然条件下紫色砂泥岩发育的土壤进行对比,从土壤剖面形态、物理以及化学特征,探讨丘陵区微地形条件下紫色土的发生特征。结果表明:在传统耕作条件下,浅丘坡顶土壤土体厚度为15~40 cm,坡腰为22~100 cm,坡脚均超过100 cm;坡顶到坡脚旱地土壤表层的黏、粉粒平均含量分别为13.54%、23.75%、15.15%和24.41%、23.78%、29.90%,坡腰处表层土壤黏粒/粉粒比值最大;土壤pH值随坡顶、坡腰到坡脚呈减小趋势,坡顶土壤表层有机质、全氮和CEC均显著(P0.05)低于自然土壤;坡顶土壤表层出现Na的淋失,坡腰旱地表层和坡脚水改旱表层出现明显Mg的淋失,Si/Al和Si/R_2O_3值随地形从高到低逐渐减小,坡顶土壤表层CIA最大达到86.2,CIW最大达75.6,处于较强烈的化学风化程度。因此,在地形和人为耕作措施的共同作用下,紫色土土壤颗粒细化、元素淋失及表层化学风化增强,微地形是影响紫色土发育的重要因素。     

云雾山自然保护区土壤发生特性与系统分类研究

对黄土丘陵区典型草原带宁夏云雾山自然保护区不同演替阶段植被下土壤的发生特性及系统分类进行了研究。结果表明:保护区内土壤保持有完整的发生层次,有明显的A层、过渡层(AB)、淀积层(B)与母质层(C);土壤颜色、结构和养分在剖面层次上明显差异;土壤有机质含量较高,最高可达到31.5g kg-1;土壤碳酸钙有明显的淋溶淀积,在剖面中下部形成淀积层;颗粒组成以0.05-0.01mm粒级的细砂粒为主,其次为<0.002mm的粘粒;土体矿质全量中,S iO2占绝对优势,A l2O3次之,化学元素的含量顺序依次为S i A l>Ca>Fe>K≈Mg>Ti>Mn。土壤发育处于物理风化为主阶段,化学风化较为微弱,矿质元素的移动不明显。供试土壤共分属2个土纲,2个亚纲,3个土类和3个亚类,其中YW-2、4属于钙积暗厚干润均腐土,YW-3、5属于普通简育干润雏形土,YW-6属于钙积暗沃干润雏形土。     

丹江中游河谷黄土母质发育土壤的诊断特征及其系统分类研究

选择位于河南省南阳市淅川县荆紫关镇龙泉村丹江中游河谷黄土母质发育的土壤剖面作为研究对象,对其剖面构型及其色度、元素、粒度等理化性质进行了分析。结果表明,丹江中游河谷黄土母质发育的土壤具有Ap-Bp-Bt-Bw剖面形态特征;在剖面40~220 cm深度发生明显的黏粒富集,具有黏化层(Bt)的诊断特征;风化成壤强度达到中等风化强度阶段。剖面具有热性土壤温度状况和湿润土壤水分状况,在中国土壤系统分类中可划为耕淀简育湿润淋溶土。     

花岗岩剖面土壤崩解特性与初始含水率的关系

土壤的崩解特性是南方红土区土壤侵蚀的重要指标,也是开展水土保持工作的重要依据.作者选择花岗岩发育的2个土壤剖面,分别采集淋溶层、淀积层、过渡层和母质层原状土壤样品.利用崩解仪进行崩解实验,测定剖面不同层次土壤崩解特性与初始含水率的关系.结果表明:在不同的初始含水率条件下,土壤崩解特性均表现为淋溶层和淀积层土壤崩解缓慢,过渡层和母质层崩解迅速;初始含水率的递变,对淋溶层和淀积层土壤达到崩解完全所需用时影响较大,对过渡层和母质层土壤影响较小;随着初始含水率的减小,淋溶层和淀积层的最大崩解量逐渐增加,风干状态时可趋于完全崩解;过渡层和母质层均可全部达到完全崩解,初始含水率对其影响较小.研究结果可为治理南方崩岗水土流失提供依据,也为探索崩岗的发生机制提供参考.     

不同坡位条件对毛乌素沙地长柄扁桃林地土壤水分的影响

[目的]揭示半干旱区固定沙丘不同坡位条件下土壤水分空间变化规律,为固定沙丘土壤水分合理利用提供决策依据。[方法]在毛乌素沙漠东南缘陕西省神木市生态协会毛乌素治沙造林基地,以固定沙丘12 a龄人工长柄扁桃林地为研究对象,建立土壤水分定位观测小区,使用CNC503DR型中子仪对2018年7—10月0—300 cm土层土壤水分进行测定,并分析不同坡位条件下长柄扁桃林地生长季土壤水分时空变化特征。[结果](1)坡顶与坡上0—300 cm土壤剖面含水量随土层深度的增加呈先增加后减小,之后趋于稳定的变化趋势,而坡中(上、下)与坡底表现为类似S形的变化规律,土壤含水量表现为:坡底坡中(上)坡上≥坡顶坡中(下);(2)坡底土壤含水量表现出强变异性,其他4种坡位条件下为中等变异;(3)不同坡位条件下蒸散发表现为:坡底坡顶坡中(下)坡上坡中(上),坡上属强变异,而坡底则表现出中等变异且变异系数最小。[结论]不同坡位条件对固定沙丘土壤水分及蒸散耗水具有重要影响,坡底土壤含水量及蒸散发量均最大,且具有较强的不稳定性。     

侵蚀性风化花岗岩坡地壤中流携氮磷流失动态模拟

[目的]探究侵蚀环境下,风化花岗岩残积坡地土壤氮磷流失特征以及坡面径流和壤中流携带氮磷流失的强度和贡献率,为不同侵蚀环境及生态环境脆弱条件下,坡地氮磷流失规律的试验研究及防治提供理论依据。[方法]采用原状土搬迁,室内人工模拟降雨的方法,设计2个坡度(8°和25°),5个降雨强度(30,60,90,120,150mm/min),通过坡度与雨强的多重组合试验,在测试浓度与径流量分析的基础上,研究氮磷流失强度及在坡面径流和壤中流中的分配。[结果](1)在强烈侵蚀的坡地,土壤结构性较差,漏水漏肥现象严重,壤中流随携带的氮磷流失比重很大,壤中流携带的TN流失量均占到总流失量的90%以上,TP稍次之;(2)TN随径流的流失量远大于TP的流失量,径流中TN与TP总流失量的比值最高能达到160倍;(3)雨强对氮磷流失量的影响大于坡度的影响,径流量的影响大于浓度的影响。(4)雨强对氮磷流失的影响存在2个转折,在60mm/min附近存在一个蓄满产流和超渗产流的雨强分界,在90mm/min左右,出现一个侵蚀性雨强的转折。[结论]强烈的侵蚀影响土壤养分的流失方式及流失通道的比配,壤中流所携带氮磷流失所占比重很大,进而会影响到地下水的污染问题,加强残积土母质坡地土壤的侵蚀防治,是地表水和地下水面源污染控制及土壤养分流失减少的根本。     

花岗岩崩岗区不同土层的侵蚀水动力学特征

土壤剥蚀率是单位时间单位面积水流剥蚀土壤的质量,定量研究崩岗不同土层土壤剥蚀率对预测土壤剥蚀过程及建立崩岗侵蚀物理模型具有重要的理论和实践意义。针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的表土层、红土层、砂土层、碎屑层,采用不同坡度(8.8%、17.6%、26.8%、36.4%、46.6%)和不同流量(0.2 Ls~(-1)、0.4 Ls~(-1)、0.6 Ls~(-1)、0.8 Ls~(-1)、1.0 Ls~(-1))相结合的室内放水冲刷试验,分析表土层、红土层、砂土层、碎屑层土体土壤剥蚀率与水动力学参数之间的关系,初步探讨花岗岩崩岗侵蚀的水动力学机制。结果表明:在一定坡度条件下,土壤剥蚀率随径流流量的增大而增大,且各土层土壤剥蚀率存在很大差异,碎屑层土壤剥蚀率最大,砂土层次之,表土层最小;在相同流量条件下,各土层土壤剥蚀率均随冲刷时间的延长逐渐降低并趋于稳定;径流剪切力、水流功率对崩岗各土层土壤剥蚀率的影响均可采用线性方程很好地描述(R~20.926),相比用单位水流功率拟合的多项式方程的相关性(R0.830)要高,径流剪切力和水流功率均可作为描述崩岗各土层土壤侵蚀的水动力学参数。表土层、红土层、砂土层、碎屑层的临界径流剪切力依次减小,分别为0.28Pa、0.13Pa、0.10Pa、0.07Pa,各土层土壤细沟可蚀性参数差异明显,碎屑层的最大,砂土层次之,表土层最小。因此,在崩岗垂直结构上,随着土层深度的增加,土体抵抗径流剥蚀的能力逐渐减弱。     

Soil slips on weathering-limited slopes underlain by coarse-grained granite or fine-grained gneiss near Seoul,Republic of Korea

The chemical, mineral, physical, and mechanical properties of two soil layers on soil-slip scars in slopes underlain by coarse-grained granite and fine-grained granitic gneiss near Seoul, Republic of Korea, were examined. Our aim is to study the effect of the mineral grain size of the bedrock on the soil layer structure and the return period of shallow soil slips. Because of the coarser slope materials in granite resulting from weathering, the permeability is larger and the weathering front has a copious water supply; also, because of the smaller specific surface area of the minerals, restricted leaching produces grus from the bedrock, so that the rate of formation of soil (and in particular the slip plane) due to chemical weathering is faster. Since, on granite slopes, the leaching proceeds toward the surface, the sliding plane is deeper with coarser soft grus, resulting in the existence of a minimum c value in the soil layer. On gneiss slopes, by contrast, leaching cannot proceed with decreasing soil depth, and the sliding plane is deeper with finer soft grus just above hard grus and has similar c and ϕ values as the upper soft grus because the grain size of both soils is the same. In the granite soil layers, the sliding plane corresponds to the minimum shearing resistance, whereas in the gneiss soil layers, the shearing resistance increases gradually with soil depth, and the sliding plane is formed when the weathering front is located deeper. Because of the faster soil formation rate and the shallower slip depth in granite slopes, the return period of occurrence of soil slips should be shorter in granite slopes than in gneiss slopes.     

古人类活动对土壤发育的影响——以河南仰韶村文化遗址为例

选择在河南仰韶村文化遗址内,分别选取一个受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称文化剖面)和没有受到古人类活动干扰的土壤剖面(简称自然剖面),通过分析和比较两个剖面中炭屑、各种氧化物含量和土壤发育指标数值,研究古人类活动对土壤发育的影响。研究结果显示,在古人类用火形成的灰烬层中,炭屑含量达到最大值2.38×105粒g-1,约为自然剖面最高值的12.35倍,这使得Si O2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Mg O和Na2O含量相对减少,均达到最小值,而Ca O、Mn O含量达到最大值,表明古人类用火产生大量含Ca和Mn物质;而在古人类居住形成的文化层中,除Si O2几乎无变化外,其余物质均出现最大值或达到波峰,表明古人类居住活动有利于各种氧化物的富集。文化剖面发育指标数值总体高于自然剖面,在文化剖面内,文化层和灰烬层的上覆和下伏自然土层中各种元素物质含量基本相同,表明古人类活动阻碍了各种元素物质向下迁移和聚集,使下伏自然土层保持在一个相对封闭的环境中,由此推测古人类活动基本阻碍了土壤发育进程。     

三峡库区坡地表层风化特征研究

Extractability and mobility of Cu and Zn and their relationships with 1） accumulation of Cu and Zn and 2） soil pH were studied in three sandy soils （Wabasso, Ankona, and Winder） from commercial citrus groves in Florida, USA. The soils, with a broad range of Cu and Zn concentrations, were fractionated by a modified procedure of Amacher, while Cu and Zn mobility were evaluated using column leaching. The extractability of Cu and Zn increased with decreasing soil pH. Also with increasing total soil Cu and Zn for extractable Cu in the Wabasso sand a threshold level, where the metal extraction rate increased, was noted at 100 mg kg^-1, whereas for extractable Zn in the Wabasso sand the threshold level was found at 60 mg kg^-1 and in the Ankona sand at 120 mg kg^-1. These results suggested that the release potential of Cu and Zn was greater in the Wabasso sand than in the Ankona sand. The column leaching experiment showed that at total soil Cu or Zn concentrations 〈 100 mg kg^-1 all leachates had low Cu and Zn concentrations. However at total concentrations 〉 200 mg kg^-1 for Cu and 〉 150 mg kg^-1 for Zn with decreasing soil pH, the concentrations of both Cu and Zn in the leachates increased exponentially. Also in these sandy soils soluble Cu and Zn mainly originated from the exchangeable fractions, and pH was a key factor controlling Cu and Zn extractability and mobility.     

花岗岩风化壳崩岗侵蚀剖面风化强度和粒度分布特征

结合粒度法和化学风化指标法分析了花岗岩风化壳崩岗侵蚀剖面,结果显示:（1）粒度组成以粉砂砾组分最多,平均值为52.52%,砂砾组分为38.38%,黏粒组分最少,平均值为9.09%。4~63 μm粉砂粒组分分别与<1 μm细黏粒组分、<4 μm黏粒组分正相关性较好;>63 μm的砂砾组分与中值砾径呈显著正相关性,与<1 μm细黏粒组分、<4 μm黏粒组分、4~63 μm粉砂粒组分呈显著的负相关性。剖面580~780 cm深度可能是崩岗侵蚀起源区域。（2）化学蚀变指数CIA、风化淋溶系数BA、残积系数Ki和退碱系数Bc一致表明,崩岗侵蚀剖面的化学风化程度高。风化强度从底部往上呈现先小幅度递减而后波动递增的变化趋势。（3）风化参数指标和粒度线性相关性分析得知,化学风化作用强度增强,<1 μm细黏粒组分、<4 μm黏粒组分、4~63 μm粉砂粒组分增加,>63 μm砂砾组分减少。化学风化作用减弱,<4 μm黏粒组分、4~63 μm粉砂粒组分减少,>63 μm砂砾组分增多。     

Lithological effects in soil formation and soil slips on weathering-limited slopes underlain by granitic bedrocks in Japan

Soil slips occur every few years due to heavy rains on biotite granite (Gb) and hornblende biotite granite (Ghb) slopes in the Taga Mountains, Ibaraki Prefecture, Japan. The occurrence density of soil slips per unit area is 2.7 times greater in the Gb slopes than that in Ghb slopes. We examined the chemical, mineral, physical, and mechanical properties of two soil profiles on soil-slip scars in these slopes to study the effect of bedrock mineral composition on the density of soil slips. For a given size of mineral grain, the amount of biotite (which is susceptible to chemical weathering) in granitic bedrocks strongly influenced the density of soil slips. In the Gb slope the soil layer becomes thinner because of the smaller proportion of biotite in the bedrock; this restricts the downward movement of soil water into the material below the slip plane. During heavy rainfall the water surface then rises toward the slope surface above the slip plane. This promotes soil slips, increasing the density of soil-slip scars. In contrast, in the Ghb slope, with more biotite in the bedrock, the soil layer becomes thicker, so that soil water moves easily into the material beneath the slip plane. This limits the rise of water surface toward the slope surface above the slip plane even during heavy rainfalls. There are consequently fewer soil slips and density of soil-slip scars.     

鄂东南花岗岩红壤不同土层侵蚀过程

为了探讨不同降雨动能条件下花岗岩红壤各层次(淋溶层、淀积层、母质层)在坡面侵蚀过程中的产流产沙特征,研究采用室内人工模拟降雨试验方法,对其水动力学参数变化特征及其与土壤侵蚀速率之间的定量关系进行了研究。结果表明:(1)降雨动能对各层次土壤坡面的产沙产流特征影响显著。随着降雨动能增加,各层次土壤初始产流时间不断递减,且径流含沙量和总产沙量均不断增大;(2)各层次土壤之间的侵蚀规律差异显著。初始产流时间、径流含沙量及总产沙量均表现出显著差异; 通过回归分析,发现土壤侵蚀速率与降雨动能之间有良好的线性关系;(3)水流功率和单位水流功率与土壤侵蚀速率均呈显著的相关性,且能够用幂函数准确地描述它们之间的关系,引入土壤黏粒含量可使得模型更加可靠,在实际应用中有更广的应用范围和现实价值。综上,降雨动能和土壤质地对花岗岩红壤坡面侵蚀的形成和发展过程具有显著影响。     

南方山区花岗岩风化壳崩岗侵蚀及其防治对策——以广东省五华县新一村为例

崩岗侵蚀是我国南方山区最重要的水土流失形式,崩岗侵蚀的治理是水土流失治理的关键。本文以广东省韩江上游五华县新一村为例,论述了我国南方山区花岗岩风化壳崩岗侵蚀的特点,分析了花岗岩风化壳崩岗侵蚀特别发育与花岗岩风化壳——土壤性质的关系。并探讨了采用生物措施和工程措施相结合的方法治理花岗岩崩岗侵蚀的效果。     

Soil and landform features of mountainous terrain in South Thailand

The results of reconnaissance surveys over 2,000 Km² are used to described mountainous terrain on granite, gneiss and pelite. Detailed morphological and laboratory analytical data are presented for soils derived from each of these rock types. The soils, which are classed as Paleudults, are acid, kaolinite-rich and deficient in nutrients. Soils formed on granite and gneiss have high proportions of coarse quartz particles (2.0–50.0 mm); the dilution effect of this inert material further reduces their effective nutrient status. The degree of weathering, as indicated by the silt:silt+clay ratio, increases with profile depth.Mean gradients recorded on the granite and pelite hillslopes are 27° and 29°, respectively. A greater uniformity of slopes was observed on pelites than on granites; the ‘missing angle’ technique was employed to identify ‘natural’ slope classes. Gradients tend to increase downlopw, indicating a rapid removal of erosion products at the footslope and a rejuvenation of the valleys. A significant association was recorded between soil depth and slope gradient on pelite but not on granite or gneiss landforms.