贵州省碳酸盐岩地区土壤允许流失量的空间分布

根据决定上覆土层厚度的碳酸盐岩建造中的泥质含量,贵州碳酸盐岩地区的岩石组合类型可分为连续性碳酸盐岩组合、碳酸盐岩夹碎屑岩组合、碳酸盐岩与碎屑岩互层组合,按贵州碳酸盐岩的风化溶蚀速率平均值49.67 mm/ka计算了碳酸盐岩不同岩石组合类型的成土速率,并以此作为相应岩石类型地区的土壤允许流失量。连续性碳酸盐岩组合地区土壤允许流失量小于6.84 t/(km2.a),为土壤侵蚀极度敏感区;碳酸盐岩夹碎屑岩组合地区土壤允许流失量小于45.53 t/(km2.a),为土壤侵蚀重度敏感区;碳酸盐岩与碎屑岩互层组合地区土壤允许流失量小于103.46 t/(km2.a),为土壤侵蚀中度敏感区。说明贵州碳酸盐岩地区的土壤侵蚀分级标准存在空间分异。强度石漠化主要分布在土壤允许流失量小于6.84 t/(km2.a)的连续性碳酸盐岩地区,尤其是连续性石灰岩地区分布最广。     

喀斯特峰丛洼地泥沙堆积的137Cs示踪研究——以丫吉试验场为例

西南喀斯特地区是我国生态环境最脆弱的地区之一,土壤侵蚀及其造成的石漠化已成为制约该区可持续发展最严重的生态环境问题。但是该区的侵蚀泥沙研究基础薄弱,利用核素示踪法研究侵蚀泥沙的报道较少。本文以桂林丫吉试验场的峰丛洼地小流域为研究对象,运用137Cs示踪技术定量研究了洼地泥沙堆积速率,确定了该洼地小流域1963年以来的泥沙堆积速率。初步研究结果表明,1963~2008年的45年间,丫吉1号洼地的泥沙堆积速率和堆积模数分别为0.104cm·a-1和13.68 t·km-2·a-1。讨论了研究小流域泥沙堆积与地面土壤流失的关系,认为研究区域近几十年以来的地面水土流失相当轻微,地面土壤流失速率仅为10余t·km-2·a-1。     

喀斯特石漠化过程中土壤的空间分布

本文对贵州花江1.2km2小流域内樵采和开垦石漠化过程土壤的空间分布进行了调查研究。结果显示:喀斯特土壤分布极不均匀,土被极度破碎,土壤分布面积分别在5.4%～20.1%和11.1%～48.5%,樵采石漠化过程的土壤分布特点与开垦过程既有相似的方面也存在明显的差异,差异表现在樵采作用下土壤分布面积小、每种小生境的面积也小、土壤块数量少;相似性表现在随着喀斯特石漠化进程的演化,潜在石漠化土壤主要分布在石沟、土面、石土面3种小生境类型,轻度石漠化土壤则主要存在于石沟、土面小生境中,发展到中度和重度石漠化类型时,土壤主要分布在石沟、土面、石坑中;土壤厚薄分布不均,厚土主要分布在潜在石漠化区域,石漠化过程中土壤厚度的变化趋势为随着石漠化的进行土层变薄但并不是完全符合这一规律的变化,土壤分布面积与土壤厚度之间没有关联,对喀斯特土壤厚度的作用需要认真对待;尽管喀斯特土壤土层极薄,但潜在石漠化区域能够生长高大乔木林且植被盖度可达70%以上,说明喀斯特土壤厚度的认识存在一定的缺陷。土壤的空间分布特点表现出石土面小生境土层从有变无,土壤存在的小生境演变为石坑,样地土壤总面积缩小,土层变薄,土块小生境数量增加,而土块的面积缩小,显示出土壤侵蚀以渐进形式进行。樵采石漠化进程中土壤的侵蚀主要在樵采时就已经大量发生,石漠化过程中的侵蚀变化较小;开垦石漠化进程中发生剧烈土壤侵蚀,人为开垦种地过程促进了土壤侵蚀的发生。     

贵州石漠化土壤中菲和芘解吸行为的研究

为了探明典型多环芳烃(PAHs)在石漠化土壤中的迁移行为,揭示石漠化土壤理化性质对PAHs迁移的影响机制,选取贵州省不同石漠化等级区域的石灰土,采用批解吸法结合Pearson相关系数分析,研究菲和芘在不同溶液中的解吸行为。结果表明:石漠化等级越高,菲和芘的解吸越容易,菲和芘的解吸滞后系数(HI值)分别从无石漠化土壤的0.73和0.46降至重度石漠化土壤的0.54和0.28,菲和芘的非线性指数(N值)分别从无石漠化土壤的0.514和0.557增至重度石漠化土壤的0.606和0.637。解吸动力学研究表明:随着石漠化等级升高,菲和芘的快解吸组分(F_rap)含量增加,增幅分别为24.14%和18.14%,快解吸速率(K_rap)分别从6.56,1.26 h-1增至8.16,7.98 h-1。土壤有机质含量、孔隙度、比表面积和阳离子交换量是影响贵州石漠化土壤解吸菲和芘的4个主要因子,均与菲和芘的解吸能力呈负相关。不同解吸环境对比实验表明:石漠化土壤的富钙特性是影响菲和芘解吸的重要因素,电解质溶液中Ca2+会促进菲和芘的解吸。在石漠化等级越高的土壤中菲和芘解吸越容易,这与土壤的富钙特性紧密相关。     

基于冗余分析的典型喀斯特山区土壤-石漠化关系研究

通过对贵州西南部典型喀斯特山区植被调查与土壤样品分析,运用冗余分析（RDA）的手段研究土壤-石漠化关系.结果表明,喀斯特石漠化过程中,除土壤全磷、全钾和交换性钙由于受成土母质的影响变化规律不明显外,土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳、基础呼吸及土壤速效养分含量均呈明显下降趋势;RDA分析结果表明,不同石漠化类型与土壤因子相关性差异明显,总体表现为：未石漠化〉潜在石漠化〉轻度石漠化〉中度石漠化〉重度石漠化,且利用土壤有机碳、全氮、碱解氮和容重作为石漠化过程中土壤指示因子,可解释74.4%的土壤-石漠化信息;另外,相关性分析结果表明,土壤养分因子在很大程度上受地上植被的影响,为此综合考虑地表植被的生态功能和土壤质量水平,认为花椒是喀斯特石漠化山区生态恢复较好的植被选择.     

近20年贵州喀斯特山区石漠化与气候变化特征分析

利用1990年TM、2000年ETM+、2010年HJ-01A 3期遥感影像数据和1981-2009年气象要素数据分析研究区近20年石漠化变化特征,以及石漠化变化速率(K)与气温和降水之间的响应特征,结果表明:近20年间研究区石漠化面积变化比较剧烈,石漠化强度变化最大的是潜在石漠化,1990-2000年减少了151.96 km2,2000-2010年面积减少了112.22 km2。1981-2009年研究区气温年际变化整体呈波动上升的趋势,降水呈波动减少趋势。石漠化变化速率(K)与气温和降水的相关性较弱。通过分析可以看出,石漠化对气候变化的响应不敏感,存在一定的滞后性,石漠化的产生和演化更多的是受人为因素的影响。     

基于RUSLE模型的土壤侵蚀影响因素定量评估:以陕北洛河流域为例

为了定量区分土壤侵蚀过程中退耕还林还草实施与降雨的作用,采用日降水、土壤类型、MODIS NDVI及DEM数据和修正通用土壤侵蚀方程(RUSLE),研究了陕北洛河流域退耕还林还草工程实施和降雨对土壤侵蚀的影响,结果表明:(1)2000-2014年陕北洛河流域植被覆盖呈改善趋势,其中25°区域植被NDVI平均值高于25°区域,但改善速率低于25°区域。当不考虑降雨因素变化时,25°和25°区域年平均土壤侵蚀模数均呈显著的减少趋势,表明25°区域的植被覆盖改善,确实能够起到减少土壤侵蚀的作用。(2)2000-2014年陕北洛河流域总体上年降水量、年侵蚀性降雨量、年降雨侵蚀力和年平均土壤侵蚀模数均呈增加过程,且具有较强的同步性,相关性也较强。2009年之后,情况发生变化,尽管仍保持同步关系,但相对较小的年降水量却产生了相对较大的年侵蚀性降雨量,反映出流域内降水日数减少,降水强度增大的情况,与已有研究一致。(3)降雨是流域土壤侵蚀的主导和控制因子,对土壤侵蚀的正向作用占74%,而植被覆盖仅为辅助因子,起次要作用,对土壤侵蚀的负向作用占26%。研究认为需要加强黄土高原气候变化背景下流域土壤侵蚀研究。     

污染场地土壤气中VOCs定量被动采样技术研究及应用

污染场地中土壤气样品的采集是蒸气入侵风险评估的关键,目前最常用的主动土壤气采集技术包括真空苏玛罐和泵吸附管,其操作繁琐、成本高、易受多种因素影响、只能采集短时间的浓度.土壤气定量被动采样技术是一种新兴的采样技术,很好地克服了主动式采样存在的不足,是目前污染场地中土壤气调查的研究热点.通过总结现有研究,就定量被动采样技术的理论、被动采样器吸附剂和外壳材料的选择、被动采样器吸附速率的研究及定量被动采样在污染场地中的应用进行论述.综合研究发现,只要严格控制吸附速率,被动采样能够提供准确的定量土壤气浓度测量;采样器结构的设计、外壳材料的选择能够有效控制吸附速率;吸附速率受环境因素和土壤性质的影响,场地校正是获得准确结果的有效途径.我国在土壤气采样领域的研究刚刚起步,建议:加大高效、广谱型或混合型吸附材料及相应测试方法和设备的研发;加强吸附速率的影响因子及场地校准方法的研究;加强土壤钻孔内土壤气的补给速率的模型和场地实测研究;增加不同种采样器的现场应用比较研究;进行适合我国国情的技术标准的研究与制订.      

花椒林地土壤动物多样性及其对凋落物分解的作用——以贵州花江峡谷为例

选择贵州花江喀斯特峡谷为研究区,于2009年5月和9月对不同等级石漠化地的土壤动物多样性和花椒凋落物的分解速率进行研究。共获土壤动物3423只,隶属于3门7纲19目,共21个类群,优势类群为弹尾目(Collembola)、甲螨亚目(Oribatida)、中气门亚目(Mesostigmata);常见类群为前气门亚目(Prostigmata)、鞘翅目(Coleoptera)、双翅目(Diptera)、膜翅目(Hymenoptera)、半翅目(Hemiptera)。研究结果表明:(1)减少人为活动、有效保存地面凋落物、提高生境生物多样性可以迅速改良土壤生态环境,有效恢复土壤动物群落;(2)凋落物分解受土壤动物数量的影响最大,尤其是弹尾目和蜱螨目的数量起决定作用;(3)石漠化治理工程对花江石漠化治理和喀斯特生态环境的重建具有重要意义。     

陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变

为了深入认识陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变过程及其与降雨和植被NDVI变化的关系,采用基于RUSLE(修正通用土壤流失方程)的土壤侵蚀评估方法,开展流域土壤侵蚀时空分布及其与降雨、植被NDVI的关系研究.结果表明:① 2000—2014年无定河流域多年均土壤侵蚀模数为457.90 t/(km2·a),呈波动增加过程.流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,占流域总面积的88.35%,其他土壤侵蚀等级面积比例随等级升高而减少.研究时段内除微度侵蚀面积比例减少外,其他土壤侵蚀等级面积比例均呈增加过程,并且侵蚀面积年变化速率也由微度侵蚀的0.52%降至剧烈侵蚀的0.01%. ② 无定河流域西北部土壤侵蚀程度最低,西南部其次,东南部最高,与其地貌类型及降水量沿东南—西北方向递减有关,但均反映出流域2000—2014年土壤侵蚀的增加过程.研究时段内流域不同土壤侵蚀等级间面积及比例转移主要由低等级土壤侵蚀类型转为相邻高等级土壤侵蚀类型. ③ 无定河流域土壤侵蚀与降水量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力呈显著正相关(P < 0.01),相关系数分别为0.90、0.95和0.98,而与植被NDVI的关系不显著.研究显示,降雨变化尤其是侵蚀性降雨(≥12 mm/d)增加是陕北无定河流域土壤侵蚀增强的主要原因.      

贵州石漠化空间分布与喀斯特地貌、岩性、降水和人口密度的关系

本次研究从地貌发育的角度揭示了贵州省石漠化景观及其等级的空间分布与下垫面的物质组成和气候(降雨量)的空间变化存在着密切的联系,而与现今人类活动强度(人口密度)的空间分布不存在关联性。具体体现为:(1)贵州溶蚀为主地貌类型区和纯碳酸盐岩分布区基本一致,区内的峰丛(林)地貌主要分布于年降水量≥1200mm的威宁-毕节-贵阳-凯里一线以南的溶蚀为主地貌类型区,随着降水量由北向南逐渐增加,塔状峰丘增多;溶丘,峰丛(林)不发育地貌主要分布于年降水量≤1100mm的威宁-毕节以北的黔西北溶蚀为主地貌类型区和毕节-贵阳-凯里一线以北的溶蚀侵蚀地貌类型区,(2)贵州石漠化程度与喀斯特地貌类型空间分布的耦合关系较好,与人口密度空间分布的耦合关系不好。峰丛(林)地貌发育的威宁-毕节-贵阳-凯里一线以南的溶蚀为主地貌区,黔中地区人口密度为300～400/km2,该区一些县的石漠化,远不如黔西南地区人口密度为200～300/km2或黔南地区人口密度为100～200/km2的严重。历史时期森林植被的全面破坏是贵州喀斯特地区石漠化的主要驱动力,除荔波茂兰喀斯特森林保护区等少数地区,贵州喀斯特地区的原始森林无论是现在人口密度高的地区,还是低的地区,历史时期均已遭受全面的破坏。喀斯特坡地次生植被的恢复状况在很大程度上取决于坡地的岩土组成,现代石漠化严重程度的区域差异,主要受下垫面地面物质组成的控制,也就是"石山"的多寡。     

陕—甘天然气管道工程对环境的影响及防治对策

陕—甘天然气输气管道工程地跨毛乌素沙地南缘和陇东黄土高原,生态环境十分脆弱。根据对管道沿线生态环境现状以及输气工程对沿线生态环境影响的分析和预测,工程施工期将造成沿线植被的破坏及大片沙质地表和黄土的裸露以及土体结构的改变,使管道沿线20 m范围内的土壤可蚀性指数上升2～4倍,施工区平均侵蚀模数将会由施工前的0.856万t/(km2.a)增加至3.424万t/(km2.a)。若不采取有效的预防和保护措施,必将引起管道沿线土地沙漠化的扩大和水土流失的加剧。      

楚雄市水土流失状况及其防治

楚雄市现有水土流失面积2268.31km2,占土地总面积的51.2%,全市平均土壤侵蚀总量为833.12万t,平均侵蚀模数为1880.51t/km2@a.降雨是形成水土流失的重要自然因素,毁林开荒、开矿、修路则是人为因素.详述了所造成的经济损失分析,以及水土保持防治工作情况.     

昆明市石漠化敏感性评价

以TM影像为数据源,选取植被覆盖率、裸岩率、坡度和降雨量为评价指标,开展昆明市石漠化敏感性评价。评价结果显示,昆明市石漠化不敏感面积为7581.53km2,轻度敏感面积为5564.97km2,中度敏感面积为2810.42km2,高度敏感面积为5080.30km2。从空间分布上看,昆明市石漠化敏感性较高的区域主要分布于金沙江流域和东南部地区,这些区域为典型的喀斯特地貌,地表破碎、坡度较大,水土流失较为严重。总体而言,昆明市石漠化敏感性总体相对较高,在区域开发与保护过程中要引起高度重视,避免石漠化生态环境问题的出现或升级。     

赤水河流域不同土地利用类型土壤侵蚀的137Cs法研究

本研究采用137Cs法对赤水河流域不同土地利用类型土壤侵蚀强度展开调查研究,以期为赤水河流域生态环境保护和实现流域的可持续发展提供基础数据。通过对赤水河中上游地区4种土地利用类型土壤剖面中137Cs含量的测定和分析,结果表明:坡耕地以侵蚀为主,平均坡度在11°~19°之间时,侵蚀模数介于3630~6776 t/(km2·a),其中,习水和叙永研究区坡耕地平均坡度均大于15°,土壤侵蚀强烈,侵蚀模数在6050~6776 t/(km2·a)之间;草地平均侵蚀模数为4235 t/(km2·a);(2)林地有微弱堆积,堆积模数为1331 t/(km2·a);水稻田堆积模数为3872 t/(km2·a)。可见,当平均坡度大于15°时,坡耕地土侵蚀强度较大,因地制宜的采取相应的水保措施是有效遏制水土流失的关键。     

普定冲头峰丛洼地泥沙沉积速率的~(137)Cs法测定

侵蚀速率是中国西南喀斯特山地水土流失和石漠化研究的热点和难点,本文采用137Cs断代法测定了贵州普定县马官镇冲头峰丛洼地的沉积速率,据此推算了冲头小流域上世纪60年代以来的侵蚀速率。采用137Cs分布深度判别法和质量平衡理论模型两种方法计算了洼地沉积物的沉积速率,求得冲头洼地平均土壤沉积速率分别为6.39 t/a和9.53 t/a,取后者代表洼地的平均沉积速率,不计引水带入水库的泥沙和落水洞带出的泥沙,据此推断1963年以来的平均产沙模数为20.27t/km2.a,与当地径流场的实际监测结果基本吻合。     

喀斯特石漠化地区生态恢复重建技术及其成果的价值评估——以广西平果县果化示范区为例

用土壤改良技术、表层岩溶水开发技术和生物恢复重建技术等对广西平果县果化示范区的土壤和植被等进行了恢复重建,结果是:果化示范区的植被覆盖率由2000年重建前的10%提高到2005年的50%~70%,水土流失也得到了较明显的控制,土壤侵蚀模数下降到了510.92 kg/(km2.a)。用生态经济学的原理和方法,对恢复后的生态系统服务价值进行了评估,结果表明示范区新增的间接利用价值达10186873元,间接利用价值是直接利用价值的12倍。新增的生态效益为8002053元,社会效益为2184820元。扣除治理期间实际投入的科研费用,增加的总生态服务净价值为8869308元。     

防护林建设对滇池流域生态环境的有利影响

滇池目前森林覆盖率仅２２９％，水土流失面积却达９６４９６ｋｍ２。对现有３６９７９７ｈａ宜林地实施工程造林后，预计２０１０年森林覆盖率可提高到４７％，土壤侵蚀模数减少６４８２９ｔ／ｋｍ２·ａ、森林固土能力增加２２３９７万ｍ３，每年分别减少入湖氮、磷４７４ｔ和３８１ｔ，还可促进森林生态系统的良性循环，促进农村经济和当地旅游业的发展。     

西藏高原生态系统服务时空格局及其变化特征

西藏高原是我国国家生态安全格局中至关重要的区域,维护提升其生态屏障功能是该区生态保护的核心目标。论文分析了1990—2010年西藏高原生态系统类型及其服务能力的时空变化格局,开展近20 a生态屏障功能的综合评估。结果表明：1）近20 a,西藏高原生态系统宏观格局稳定少动,森林、水体与湿地面积略有增加,草地、荒漠面积减少;2）森林、草地、湿地生态系统水源涵养量为895.19×10⁸ m³,平均单位面积水源涵养量为744.48 m³/hm²,近20 a水源涵养服务在波动中有所提升;3）水蚀区土壤水蚀模数为3 876 t/km²,土壤水蚀量为10.31×10⁸ t,生态系统土壤保持服务保有率为66.3%,近20 a土壤侵蚀量下降,而土壤保持服务保有率呈持续上升趋势;4）土壤风蚀模数为1 581.2 t/km²,土壤风蚀量为18.99×10⁸ t,防风固沙服务保有率为66.5%,近20 a由于风场强度减弱与植被覆盖度增加,土壤风蚀量下降,而生态系统防风固沙服务保有率持续提升;5）森林、草地、湿地碳固定服务量为1.95 Pg C,从前10 a略有下降态势转变为后10 a轻微上升趋势。