湖南网纹红土地区不同土地利用类型下土壤侵蚀研究

姓名:＿谭自_____________学号:2201300323学院:研究生院专业班级:13级水土保持与荒漠化防治论文标题:湖南网纹红土地区不同土地利用类型下土壤侵蚀研究任课老师：吴立潮2014年6月湖南网纹红土地区不同土地利用类型下土壤侵蚀研究摘要：以湖南省长沙市天际岭林场为例，对同一纬度、坡度有植被覆盖与荒山两种不同土地利用类型下土壤侵蚀进行研究。通过观测每次降雨，收集地表径流及壤中流，检测土壤颗粒大小及土壤水中营养元素变化，以研究在网纹红土地区有植被覆盖与无植被覆盖情况下土壤侵蚀速率。关键词：网纹红土；土地利用方式；土壤侵蚀引言部分第四纪网纹红土在我国南方红土发育区内分布广泛，具有特殊的结构，是第四纪红粘土的重要组成部分。在颜色上，网纹红土通常深浅相间，深色以紫红、红色为主，而浅色则以黄、黄白色为主；在形态上，网纹红土在剖面上呈现出斑点状、蠕虫状、树枝状或条带状等不规则的花纹，近看形似渔网[1]。南方红壤有酸、黏、板、瘦、瘠薄以及保水性能差的特点，而土壤侵蚀是自然和人为因素叠加的结果，不合理的土地利用方式和地表植被覆盖的减少对土壤侵蚀具有放大效应[2-3]。不同土地利用方式下土壤物理性质和抗蚀性的变化已有报道[4-8]，但有关湖南第四纪网纹红土层的研究比较少。为了更合理地利用网纹红土，本研究将根据长达1年的实测数据资料，对湖南天际岭林场2种不同土地利用类型的土壤理化性质进行分析，研究不同土地利用方式对土壤理化性质和土壤抗蚀性的影响，以期合理利用土地和采取有效可行的水土保持措施提供依据。主题部分鲍文、赖奕卡通过研究湘中红壤丘陵区5种土地利用类型的土壤物理性质和抗蚀性能得出结论——“土地利用类型对土壤物理性质有显著影响，花岗岩红壤的结构随植被演退和人为耕作的干扰而退化。与林地相比，荒地土壤沙粒含量增加，黏粒含量相对减少，表面呈现砂化；林地的土壤毛管孔隙度和持水性能大小大于荒地。这说明”[9]。而王效举以江西千烟洲为试验地，研究红壤丘陵区不同土地利用方式下土壤变化特征，得出“红壤在湿润亚热带地区不受人为破坏的情况下，土壤具有良好的生物自肥能力”[10]的结论。王晓龙、胡锋等人研究侵蚀退化红壤在自然植被恢复下，更有利于表层土壤微生物性状的改善，但人工恢复林地对深层土壤微生物性状的改善效果要优于自然植被恢复中的草地阶段；从土壤酶和土壤线虫方面来说，自然植被恢复相比人工恢复林更有利于土壤酶的积累，在不同生态重建中土壤质量的研究也认为自然植被恢复地的土壤酶活性高于人工针叶林地[11]，而在较深土层林地线虫数量显著高于草地可能是因为林木根系深层土壤的穿透有助于线虫的扩散[12]。刘杰，张杨珠对红土区土壤侵蚀治理有相关见解：“红土层侵蚀土壤的治理，首先应停止对植被的破坏，对已受到破坏的地区应实施封禁封育措施，或辅以人工的植树种草，局部辅以工程措施。通过这些措施，使表层土壤侵蚀速率降低，保护红土层不受到破坏。建议对尚保留红土层的侵蚀土壤区开展深入的调查，查明红土层保留情况及其区域分布，为红土层侵蚀土壤的有效防治提供依据。同时要采取科学而又经济的保护措施，严格控制红土层的破坏”[13]。减少化肥、特别是化学氮肥的过量施用，增施石灰和有机肥对土壤侵蚀有一定抑制作用。化学氮肥的过量施用可使土壤理化性质变坏，而增施有机肥可以减慢土壤酸化的速度，有机质中的羟基、氨基等一方面可通过吸附等作用与H+结合;另一方面，一部分基团还可通过与H+作用，从而有效地降低了土壤中的H+浓度。施用石灰的最大的作用不仅在于中和土壤的酸性，还在于它能改善土壤的物理性状。由于红壤中盐基离子被大量淋失，土壤的物理性状很差，施用石灰后，可在一定程度上促进土壤团粒结构的形成，使土壤的物理性状得到改善，有利于提高微生物的活性，并使矿质养分对作物的有效性增加，当然，施用石灰也为植物提供了丰富的钙、镁等营养。李朝霞研究发现“侵蚀泥沙的颗粒分布受到土壤结构稳定性的影响。团聚体稳定性高的土壤侵蚀泥沙中粗颗粒较多，且多为稳定团聚体，如第四纪粘土红壤；反之则泥沙中单粒含量较高，且泥沙分散后粉粒和粘粒的含量高于原土壤，如泥质页岩红壤和花岗岩红壤。侵蚀土壤粘粒含量与侵蚀泥沙的MWD间存在显著正相关关系，其回归方程为y=0.0042x+0.1278，R2=0.5896；径流优先选择携带0.002-0.02mm颗粒，占总量的26.68%~60.33%。盖网处理中，薄层水流的携沙能力较低，对不同土壤颗粒的选择性趋于一致，且泥沙中细颗粒含量高于不盖网处理。花岗岩红壤侵蚀泥沙中Fed，Ald，Alo和Sin含量随泥沙的粒径增大而降低，而在泥质页岩红壤和第四纪粘土红壤中，Fe,A1d,A1o含量随粒径增大而增加，从而使粗粒径泥沙具有较强的稳定性。侵蚀泥沙对有机质有富集作用，泥质页岩红壤和第四纪粘土红壤的粗颗粒对有机质的富集作用强于细颗粒【14】。安娟在东北黑土区土壤养分迁移研究中揭示了不同地表水文条件下的土壤养分迁移机制。壤中流条件下，径流中NO3-N、NH4-N和PO4-P的浓度分别是自由入渗条件下的228.7~294.0，38.4~42.9和7.3~10.2倍。径流和泥沙中养分流失量均表现为：壤中流+降雨土壤水分饱和自由入渗。土壤水分饱和与壤中流+降雨条件下径流中N03-N的浓度分别是自由入渗条件下的4.06~5.75和14.8~20.96倍，NH4-N分别为1.26~1.36和1.74~2.09倍，PO4-P分别为1.29~1.90和1.57~2.20倍。计算了不同近地表水文条件下NO3-N的等效径流迁移深度，发现自由入渗条件下，NO3-N的等效径流迁移深度小于3mm；土壤水分饱和与壤中流+降雨条件下，NO3-N的等效径流迁移深度均大于10mm。而基于137Cs示踪法和GIS技术分析了黑土区小流域的土壤侵蚀空间分布特征。流域上游以侵蚀为主，中游侵蚀与沉积交替出现，下游主要发生沉积。在坡长方向上表现为坡上部侵蚀强度较弱，坡中部侵蚀较为严重，而坡脚发生沉积。流域土壤侵蚀以坡面侵蚀为主，其侵蚀量占流域总侵蚀量的95.7%。全流域平均侵蚀模数为571.5tkm-2a-1[15]。土壤侵蚀是一个世界性问题，已越来越受到广泛的重视和关注。上壤侵蚀及由此形成的一系列灾害，己经对人类社会的发展和进步产生了极大的影响。开展土壤侵蚀的研究，探索土壤侵蚀和产沙机理与规律，对土壤侵蚀的防治及相关灾害的治理，具有重要的意义。本r人旨在在回顾土壤侵蚀研究成果的基础上，用水文学、水力学、泥沙运动力学、水上保持学等学科的基本理论和方法，在坡面水力侵蚀的特性和产沙过程等方面进行一系列的研究，从而为防治湖南第四纪网纹红土地区的土壤侵蚀提出微末建议。[参考文献][1]李凤全，叶玮，朱丽东，等.第四纪网纹红土的类型与网纹化作用[J]沉积学报，2010,28(2):346-355.[2]柳长顺，齐实，史明昌.土地利用变化与土壤侵蚀关系的研究进展[J].水土保持学报，2001,15(5):10一13,17.[3]邹亚荣，张增祥，周全斌，等.基于GIS的土壤侵蚀与土地利用关系分析[J].水土保持研究，2002,9(1):67一69,75.[4]BeateZ,HelmutE,JorgeM.Theinfluenceofland-usechangesonsoilhydraulicproperties:Implicationsforrunoffgeneration[J].ForestEcologyandManagement,206,222:29一38.[5]于东升，史学正.低丘红壤区旱地土壤渗透性与可蚀性定量关系的研究[J].土壤学报，2000,37(3):316一322.[6]徐燕，龙健.贵州喀斯特山区土壤物理性质对土壤侵蚀的影响[J].水土保持学报，2005,19(1):157一159,175.[7]刘刚才，范建容，张建辉，等.四川盆地紫色丘陵区土地利用类型对土壤理化性质的影响[J].山地学报，2005,23(2):209一212.[8]张希彪，上官周平.人为干扰对黄土高原子午岭油松人工林土壤物理性质的影响[J].生态学报，2006,26(11):3685一3695.[9]鲍文，赖奕卡.湘中红壤丘陵区不同土地利用类型对土壤特性的影响[J].中国水土保持SWCC，2011(10):47-51.[10]王效举.红壤丘陵区不同土地利用方式下土壤变化特征的研究[J].资源科学，1998,12(20):24-31.[11]ZhengSZ，WuWD，HeYQ，etalBiologicalpropertiesunderdifferentecosystemreconstructionmodelsinhillyredsoilregionActaAgricultureUniversitatisJiangxiensis200426(5):792一797.[12]王晓龙，胡锋，李辉信.侵蚀退化红壤自然恢复下土壤生物学质量演变特征[J].生态学报，2007,27(4):1404-1411.[13]刘杰，张杨珠.红壤地区土壤退化及恢复重建研究Ⅱ退化红壤的防治对策[J].湖南农业科学,2009,(4):44-51.[14]李朝霞.降雨过程中红壤表土结构变化与侵蚀特点[D].[15]安娟.东北黑土区土壤侵蚀过程机理和土壤养分迁移研究[D].