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1.
为了深入理解侵蚀影响下的碳排放机制,本文以黄土丘陵区不同有机碳背景的水蚀坡面土壤为研究对象,采用3因素(土壤有机碳水平、温度和土壤含水量)4水平的正交试验设计,通过对坡面不同部位土壤的室内矿化培养实验,分析水蚀坡面土壤有机碳矿化特征,并模拟土壤有机碳矿化动态.结果表明:土壤有机碳质量分数是影响水蚀坡面有机碳矿化的主要因素,不同有机碳背景下,水蚀坡面表现出不同有机碳矿化特征.当土壤有机碳水平较低时,坡面侵蚀促进了沉积区土壤有机碳矿化;当土壤有机碳水平较高时,沉积区土壤有机碳矿化受到抑制.一级动力学方程较好的描述土壤有机碳矿化累积动态(R＞0.98),有机碳矿化潜力(Cp值)能综合反映土壤有机碳水平、温度和含水量对有机碳矿化的影响.通过Cp值修正,得到的土壤有机碳矿化多因素方程拟合度较高(R2＞0.95),能够很好地拟合不同有机碳水平下土壤有机碳矿化动态. 相似文献
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利用在土壤表面人为添加钛铁矿粉以示踪表层土壤垂直和顺坡再分配过程,通过对比耕作前与模拟耕作20次、40次土壤有机碳和全氮垂直分布特征,研究紫色土旋耕机等高耕作所产生的土壤顺坡和垂直搬运耦合作用对有机碳、全氮垂直分布过程的影响机制。结果显示:强烈耕作后坡顶侵蚀深度超过原土壤剖面厚度,但土壤剖面厚度依然与耕作深度相当,这是由于耕作对坡顶土壤起着顺坡搬运(耕作侵蚀)和垂直搬运(破碎母岩)的双重作用。磁性示踪剂的深度分布显示出耕作引起表层土壤垂直向下迁移,但不同坡位垂直分布机制不同。坡顶土壤有机碳和全氮浓度明显减小,这是由于强烈的耕作侵蚀向下坡搬运耕层土壤,同时耕作垂直搬运引起母岩碎屑向耕层混入产生稀释作用;坡趾表层0—5 cm土壤有机碳和全氮浓度减小,但是5—20 cm明显增加,表明耕作侵蚀引起来自上坡的低浓度土壤在坡趾堆积。这些结果表明旋耕机等高耕作下土壤同时发生顺坡传输与垂直迁移,两者相互作用导致耕作侵蚀区和耕作沉积区呈现出明显不同的有机碳、全氮垂直分布模式。 相似文献
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坡耕地黑土不同密度的土壤有机碳组分的空间分布特征 总被引：3，自引：1，他引：3
以东北黑土区一典型漫岗坡耕地为研究对象,通过测定不同侵蚀程度地形部位的轻组、重组有机碳含量,分析土壤侵蚀和沉积过程对土壤不同密度组分有机碳的影响。研究结果表明:在各地形部位,表层土壤(0～20cm)轻组有机碳(LF-C)含量显著高于亚表层土壤,介于45.3～65.8mgkg-1之间,占土壤总有机碳(TOC)的2.91%～5.87%。侵蚀严重的坡肩部位LF-C、重组有机碳(HF-C)和TOC分别比侵蚀微弱的坡顶部位减少了27.4%、17.2%和18.1%,表明LF-C对土壤侵蚀和沉积过程的响应比土壤总有机碳更为强烈,土壤TOC的减少是土壤LF-C和HF-C减少共同作用的结果。LF-C/TOC的变化和LF-C的变化相似,说明土壤侵蚀优先导致LF-C的损失。各地形部位表层土壤LF-C和微生物量碳显著正相关,在沉积部位富集的LF-C的最终归宿问题还有待于进一步研究,沉积部位仍以惰性的HF-C为主。 相似文献
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南方侵蚀治理区土壤碳分布及主控因素研究 总被引：2，自引：0，他引：2
研究侵蚀治理区土壤碳区域分布影响因素对揭示退化土壤有机碳恢复有重要的意义。本文以江西省兴国县侵蚀治理恢复区林地土壤有机碳为研究对象,评价了土壤类型和成土母质对土壤有机碳的影响及其主控作用。结果表明：兴国县侵蚀治理恢复区林地土壤有机碳受土壤类型和成土母质影响显著,其中黄红壤各土层土壤有机碳含量均显著高于红壤;千枚岩发育的土壤有机碳显著高于红砂岩和花岗岩。对比土壤类型和成土母质对土壤有机碳的影响作用大小发现,在表层0 ~ 20 cm土壤类型对土壤有机碳变异解释能力大于30%,成土母质的解释能力约为17%,土壤类型是影响表层土壤有机碳的主控因素;表下层20 ~ 30 cm 土壤有机碳变异的解释能力则表现为成土母质(28.8%)与土壤类型(27.5%)基本相当,同为主控因素。因此,兴国县侵蚀治理恢复区土壤类型和成土母质对土壤有机碳的影响作用不容忽视,合理地分区展开水土保持工作有利于退化土壤的碳恢复。 相似文献
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南方红壤丘陵区土壤侵蚀-沉积作用对土壤酶活性的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
土壤酶与土壤矿质营养元素循环、能量转移等密切相关。明确土壤酶对土壤侵蚀—沉积作用的响应机制,有助于进一步把握土壤侵蚀在全球碳循环中的作用。通过分析湘中红壤丘陵区松林坡面侵蚀区及沉积区土壤酶活性的变化特征,揭示了酶活性与土壤主要养分因子之间的关系,并在此基础上深入探讨了土壤侵蚀—沉积作用对土壤酶活性的影响。结果表明:沉积区绝大多数土层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)、可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性均要显著高于侵蚀区。土壤沉积作用明显提高了土壤养分含量及酶活性。其次,侵蚀区与沉积区土壤养分含量及酶活性差异在侵蚀干扰较为严重的表层(0~30 cm)土壤表现较为明显,随着土壤深度的增加差异逐渐减小。侵蚀区与沉积区SOC、TN、DOC及酶活性均随土壤深度的增加呈现总体下降的趋势。相关性分析表明,土壤脲酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶之间及其与SOC、TN、DOC之间均存在极显著正相关关系(p0.01)。此外,偏冗余分析结果进一步表明SOC是解释土壤酶活性动态变化的主要因子,其解释量达7.5%,侵蚀诱导SOC在坡面的再分布是影响土壤酶活性的重要途径之一。 相似文献
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137Cs示踪分析东北黑土坡耕地土壤侵蚀对有机碳组分的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
研究土壤侵蚀对有机碳不同组分流失的影响,可为科学评估土壤侵蚀在碳循环中的作用和探明农田有机碳变化机制提供理论依据。该研究以典型黑土区一凸型耕地坡面为研究对象,基于~(137)Cs示踪技术,分析了坡面土壤侵蚀特征及强度分布,定量分析了坡面有机碳组分的变化幅度及侵蚀强度与有机碳组分间的关系。结果表明:研究坡面年均侵蚀速率为3801.71t/(km~2×a),属中度侵蚀,33.33%的采样点为强烈侵蚀,极强烈及剧烈的侵蚀点占比11.11%,主要位于凸型坡中部坡度较陡处,26.67%为沉积点,主要分布在坡脚西侧。自开垦以来坡耕地土壤平均有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)含量下降了13.58%,其中矿质有机碳(Mineral-bound Organic Carbon,MOC)和颗粒有机碳(Particulate Organic Carbon,POC)分别下降了7.52%和40.49%;POC中粗颗粒有机碳(Coarse Particulate Organic Carbon,CPOC)下降幅度最大(73.24%),细颗粒有机碳(Fine Particulate Organic Carbon,FPOC)无显著差异。坡面SOC、MOC和FPOC在沉积点均显著大于侵蚀点(P0.01),沉积点和轻度侵蚀点的SOC及MOC含量显著大于轻度以上侵蚀点(P0.01),SOC及组分MOC和FPOC均在中度侵蚀下降幅度最大,之后变化轻微。有机碳组分中MOC和FPOC含量随着土壤侵蚀强度的增大呈下降趋势,CPOC与侵蚀强度无显著相关性且沉积点及不同侵蚀强度之间均无显著差异(P0.05)。结果说明坡耕地中CPOC和MOC减少的驱动机制可能存在差异。 相似文献
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以一东北黑土典型漫岗坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位(坡顶、坡肩、坡背、坡脚和坡足)部分土壤属性和δ13C值,探索土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳(SOC)动态的影响。结果表明:表层土壤δ13C值与地形坡度、土壤粘粒含量、土壤含水量、pH值都显著相关。δ13C在土壤剖面中随深度变化,能够反映作物残体输入和土壤累积特征,有助于鉴定原始埋藏土壤表层。侵蚀部位土壤δ13C值与SOC含量线性拟合的倾斜角β与地形坡度成正相关,与粘粒含量成负相关,是反映SOC周转的一个良好指标。坡肩和坡背C3-C显著低于坡顶(对照点),C4-C含量无显著性差异,说明不同侵蚀程度的地形部位SOC含量差异主要是由C3-C引起;坡脚和坡足C4-C显著低于坡肩和坡背,说明沉积区新碳损失更大。 相似文献
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红壤缓坡地径流与土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响 总被引：2，自引：1，他引：2
探明坡面径流和土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响,对于研究土壤有机碳固定和区域碳循环有重要作用。该文通过野外径流小区模拟降雨试验研究不同雨强(30~100 mm/h)和耕作条件下(翻耕和免耕)土壤有机碳流失过程及其与坡面径流和土壤可蚀性的关系。结果表明,坡面产流过程对泥沙态有机碳流失过程具有明显影响,除大雨强条件下泥沙态有机碳流失速率在10~30 min呈现短时间峰值外,各径流小区泥沙态有机碳流失过程与坡面产流过程总体变化趋势基本一致,均表现为产流开始后,其流失率随降雨历时延长而增加,而后逐步趋于平稳,但坡面产流过程对径流有机碳流失过程无明显影响;坡面径流率大小影响土壤有机碳流失,坡面径流率变化能解释80%土壤有机碳流失的变化,坡面径流率与土壤有机碳流失呈线性正相关关系,且坡面径流率对泥沙态有机碳流失的影响比其对径流有机碳流失的影响更明显;土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响是非线性的,且土壤可蚀性指标越大,土壤有机碳流失率越大,但土壤可蚀性对土壤有机碳流失的影响存在有限性。坡面径流和土壤可蚀性是土壤有机碳流失的重要影响因素。 相似文献
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燃煤飞灰(以下简称飞灰)作为时间标记物克服了放射性同位素137Cs示踪方法不能鉴定大气核爆炸之前的土壤再分布过程这一缺陷。本文利用土体中的飞灰研究坡耕地黑土有机碳的时空再分布特征。尝试建立飞灰在土壤中分层的方法,根据飞灰和土壤有机碳(SOC)随土壤深度的分布特征鉴定土壤堆积厚度,以及堆积土壤的相对年代。结果表明:用飞灰示踪技术鉴定的埋藏土壤表层与SOC含量随深度变化确定的埋藏表层吻合较好,景观中低洼部位在飞灰出现前就有一定的土壤堆积。各地貌部位坡肩侵蚀最为严重,有机碳含量最低;坡顶坡度较小,侵蚀微弱;坡脚和坡足发生沉积。土壤沉积速率在1.01~5.56mm a-1之间。研究结果还表明堆积部位埋藏层的SOC含量较高,说明有相当数量的有机碳被隐遁在目前的耕作层之下。因此,在评价农田土壤作为大气CO2“源”或“汇”时应该考虑景观中土壤物质迁移和埋藏作用的影响。 相似文献
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喀斯特地区坡地土壤有机碳的分布特征和δ^13C值组成差异 总被引：1，自引：0，他引：1
以喀斯特地区不同退化程度的两个典型坡地为研究对象,通过测定土壤部分属性与土壤有机碳含量的空间分布特征和δ13值,探讨土壤侵蚀和沉积过程中土壤有机碳(SOC)动态变化及影响因素。结果显示:自然坡地的表层土壤有机碳含量较高(6.3%~16.2%),δ13C值随着坡面向下逐渐降低,范围在-21.7‰~-14.3‰之间,变幅较大;撂荒坡地表层土壤有机碳含量为4.4%~7.4%,δ13C值在-21.4‰~-20.3‰之间,变幅相对较小。表明自然坡地沉积的新有机质要高于撂荒坡地,且两者δ13C值均与地表植被种类显著相关。另外,两个坡地各个地形部位的剖面土壤有机碳含量和δ13C值随深度变化,反映了植物残体的输入及在土壤中分解累积特征,有助于了解坡地土壤成土过程和受到的侵蚀程度。 相似文献
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为了更好的揭示特殊地形下水蚀过程对土壤结构和有机碳含量分配的影响,选取典型南方红壤丘陵区-青原山小流域为研究区,采用核素137Cs示踪技术研究小流域侵蚀沟道的水土流失现状,分析了沟道侵蚀对土壤团聚体稳定性及有机碳含量的影响。结果表明：侵蚀沟道的坡顶处137Cs含量最高,且高于背景值,属于沉积区,而坡上、坡脚属于中度侵蚀,坡中属于轻度侵蚀;侵蚀沟道顺坡而下侵蚀过程依次表现为绝对沉积、绝对侵蚀、相对沉积和绝对侵蚀,其中植被和地形因子是主导因素;沉积区相比于侵蚀区平均质量直径（Mean Weight Diameter,MWD）和大团聚体含量（粒径≥0.25 mm）更高,侵蚀区中相对沉积的坡中有着更稳定的土壤团粒结构;沉积区各个粒径的土壤团聚体有机碳含量均高于侵蚀区,侵蚀区的土壤团聚体有机碳更趋向于均匀分配,土壤理化性质的空间差异也会影响土壤团聚体有机碳含量。侵蚀沟道中土壤侵蚀模式与传统坡面并不一致,土壤结构及相关碳组分主要受地形和植被支配下的土壤侵蚀程度影响。关键词：土壤;侵蚀;侵蚀沟道;团聚体;有机碳;137Cs 相似文献
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[目的]研究坡耕地等高反坡阶措施的蓄水保土和固碳减排效应,为改善云南山区红壤坡耕地土壤侵蚀状况提供科学依据。[方法]自然降雨条件下,通过松花坝迤者小流域1a的野外径流小区定位观测,对有、无等高反坡阶措施条件下的坡面产流产沙和土壤有机碳流失进行对比分析。[结果](1)泥沙作为土壤有机碳流失的重要载体,因其流失所致的流失量占总有机碳流失量的85%以上,最高达95.38%;(2)等高反坡阶具有显著的蓄水减流和保土减沙效应,其减流率在5.56%~53.91%,减沙率在18.84%~83.11%,产沙调控作用更优;(3)雨季前后,原状坡面小区土壤碳储量减少率达9.90%,明显高于等高反坡阶小区土壤碳储量的减少率3.99%;(4)通过相关分析发现,2个小区土壤有机碳的流失率与降雨量均未达到显著相关,但与降雨侵蚀力显著相关(p0.05)。径流、泥沙与2个小区有机碳的流失率均达到了显著正相关(p0.05)。[结论]等高反坡阶通过改变地表微地形,减少了坡耕地有机碳的输出。 相似文献
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以黄土丘陵区典型侵蚀沟道为对象,基于沟道剖面有机碳和137Cs数据,采用碳库重分布模型估算了典型沟道侵蚀诱发的CO2通量,并通过检验模型预测效率、解析影响因子,提出了模型校正的思路。结果表明:(1)在长期侵蚀作用下,沟道侵蚀区和沉积区均表现为剧烈的侵蚀效应,侵蚀区侵蚀速率介于30.99~46.44 mm/a,沉积区侵蚀速率介于34.20~37.88 mm/a,沉积区土壤流失速率略小于侵蚀区;(2)碳库重分布模型估算显示,侵蚀区与沉积区均表现为较强烈的碳源效应,侵蚀区CO2通量介于18.41~28.44 g/(m2·a),沉积区CO2通量介于22.19~29.25 g/(m2·a);(3)侵蚀部位、土壤容重、有机碳含量、侵蚀量、沟道平均坡度、植被地上部与地下部生物量共同解释了碳库重分布模型预测效率的变异特征(R2=0.68),其中侵蚀部位、侵蚀量、有机碳含量、土壤容重、植被地下部对预测效率有强驱动效应;(4)引入被忽略的植被新输入有机碳库参数,有望校正碳库重分布模型,提升模型预测效率。该研究结果明确了碳库重分布模型在沟道侵蚀区相比沉积区有更高的CO2通量预测效率,为进一步提高模型的预测精度,可以考虑引入植被输入有机碳库作为校正参数。 相似文献
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侵蚀—沉积连续地形中土壤碳库的空间分异 总被引：4，自引：0，他引：4
侵蚀和再沉积过程可导致土壤碳库在空间上重新分布,但至今对这一过程中不同碳库的迁移和再分布特点还了解不多.在浙江省亚热带地区选择了由严重侵蚀区-轻微侵蚀区-坡脚堆积区-坡底堆积区组成的侵蚀-沉积系列连续地形,分别采集了4个代表性土壤剖面,研究了不同地形部位土壤碳库的分异特征,探讨了侵蚀-再沉积过程中各种碳库的转归.结果表明,土壤有机总碳及各组分碳均是:严重侵蚀区<轻微侵蚀区<坡脚堆积区<坡底堆积区.侵蚀区土壤总有机碳自上而下明显下降,而堆积区土壤有机碳库分布较深,垂直变化相对平缓.黑碳极易随地表径流发生迁移,呈由高处逐渐向低处明显富集的趋势.堆积区为连续地形中的碳汇. 相似文献
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水蚀风蚀交错区土壤养分特征与土壤质地及水分关系 总被引：4，自引：0，他引：4
黄土高原水蚀风蚀交错区在强烈的水蚀风蚀作用下,土壤养分流失严重,土壤退化明显。但不同的土地利用方式,这种退化规律有较大的差异。以位于黄土高原水蚀风蚀交错区的六道沟小流域为研究区,分析坡耕地和荒草坡地土壤养分特征,探讨土壤养分与土壤质地及水分的相关性。结果表明:(1)水蚀风蚀交错区各养分含量都较低,其养分含量表层均高于下层,坡耕地高于荒草地;土壤各养分上下层比值越大,土壤的供肥持续能力越差;(2)坡耕地土壤养分含量表现出与坡地水土流失相似的规律,从坡顶部到坡底呈现先减小后增大的趋势;(3)土壤水分含量影响土壤质地变化,并与土壤有机质和全氮关系最好,与有效态氮的关系较密切;(4)土壤养分含量与土壤质地的吸附作用有关,组成物质越细,吸附能力越强,但这种吸附能力还与不同粒级组成的比重有关,其机理有待于进一步研究。 相似文献
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Determining how soil erosion affects enzyme activity may enhance our understanding of soil degradation on eroded agricultural landscapes. This study assessed the changes in enzyme activity with slope position and erosion type by selecting water and tillage erosion-dominated slopes and performing analyses using the 137Cs technique. The 137Cs data revealed that soil loss occurred in the upper section of the two eroded slope types, while soil accumulation occurred in the lower section. The invertase activity increased downslope and exhibited a pattern similar to the 137Cs data. The spatial patterns of urease and alkaline phosphatase activities were similar to the 137Cs inventories on the water and tillage erosion-dominated slopes, respectively. On both the eroded slope types, the invertase activity and soil organic carbon content were correlated, but no correlation was observed between the alkaline phosphatase activity and total phosphorus content. Nevertheless, the urease activity was correlated with the total nitrogen content only on the water erosion-dominated slopes. The enzyme activity-to-microbial biomass carbon ratios indicated high activities of invertase and urease but low activity of phosphatase on the water erosion-dominated slopes compared with the tillage erosion-dominated slopes. Both the invertase activity and the invertase activity-to-microbial biomass carbon ratio varied with the slope position. Changes in the urease activity-to-microbial biomass carbon ratio were significantly affected by the erosion type. These suggested that the dynamics of the invertase activity were linked to soil redistribution on the two eroded slope types, whereas the dynamics of the urease and alkaline phosphatase activities were associated with soil redistribution only on the water or tillage erosion-dominated slopes, respectively. The erosion type had an obvious effect on the activities of invertase, urease and alkaline phosphatase. Soil redistribution might influence the involvement of urease in the N cycle and alkaline phosphatase in the P cycle. Thus, enzyme activity-to-microbial biomass ratios may be used to better evaluate microbiological activity in eroded soils. 相似文献
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不同放牧强度下土壤侵蚀对典型草原土壤有机碳的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
针对典型草原土壤侵蚀区的碳储量及碳流失问题,采用野外调查取样和人工模拟降雨相结合的方法,探讨了不同放牧强度下内蒙古大针茅典型草原的土壤侵蚀量、有机碳含量、有机碳流失量的变化情况。结果表明:(1)放牧强度对表层土壤有机碳的影响较大,有机碳储量呈先增加后减少的趋势,表现为轻度放牧对照中度放牧重度放牧,且不同放牧强度下0—40cm土壤有机碳变化明显,为明显的垂直递减趋势;(2)降雨强度对草地土壤侵蚀的影响最大,其次为坡度,放牧强度的影响较小;(3)坡度一定时,土壤有机碳流失量受降雨强度的影响程度远大于放牧强度,降雨强度越大,放牧强度越大,土壤侵蚀量和土壤有机碳流失量就越大。可见,控制放牧强度和因地制宜的分区放牧对于控制草地土壤侵蚀十分必要。 相似文献
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砒砂岩-黄土沟谷土壤含水量的时空变化 总被引：1，自引：0，他引：1
以晋、陕、蒙交界地区常见的砒砂岩-黄土丘陵沟谷为研究对象,分别于2005年7月和lO月对沟谷不同部位土壤含水量进行了测定.结果表明,其时空变化特征明显.(1)沟谷不同部位土壤平均含水量大小为7月份:沟谷底部14.44%,阳坡顶部9.29%,阴坡顶部9.01%,阴坡中部8.25%,阳坡中部6.36%;10月份:沟谷底部9.96%,阴坡顶部9.81%,阳坡中部9.48%,阴坡中部9.09%,阳坡顶部8.06%.(2)砒砂岩平均含水量季节变幅小,属稳定型;黄土及有冲积层的黄土平均含水量季节变化较大,属波动型.(3)在砒砂岩剖面上,泥岩含水量显著大于砂岩,砒砂岩坡面平缓的地段贮水能力比陡的地段大.(4)在黄土剖面上,明显出现土壤干层现象,在夏季、秋季降雨较少的情况下,土壤水分会严重降低,土壤水分处于负补偿状态,土壤干层距地表更深.在半干旱地区的砒砂岩-黄土丘陵沟壑区,黄土剖面土壤干层的发生是一个自然现象,随降雨量的多寡,呈消长状态. 相似文献
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针对黄土高原高质量发展过程中为扩展农业等经济用地,大量边坡开挖工程对坡面土壤抗蚀能力影响等问题,以延安市羊圈沟流域内开挖坡面为对象,未开挖坡面为对照,通过野外采样与室内分析,研究了开挖坡面土壤抗蚀能力时空变化特征。结果表明:(1)在开挖率为7%的坡面,土壤团聚体平均重量直径(MWD)和有机碳含量随坡位的降低,开挖坡面呈先增大后减小趋势,对照坡面为逐渐增大趋势; 其中开挖坡面MWD在坡下区、开挖区相较于坡中区分别降低6%～8%和58%～73%; 土壤有机碳含量在坡下区0—80 cm土层内显著降低8%～41%,开挖区0—40 cm内显著降低10%～39%;(2)土壤可蚀性KS值随坡位的降低,开挖坡面呈先减小后增大趋势,对照坡面为逐渐减小趋势,坡下区和开挖区相较于坡中区分别增大4.8%～5.0%,65.0%～109.7%;(3)坡面土壤可蚀性KS值随开挖率的增大而增大,与有机碳含量相关性随开挖率增加而降低,开挖率为7%的坡面,坡下区土壤抗蚀能力年变化呈显著降低趋势。因此开挖坡面在后期边坡防护过程中不仅应加强开挖区稳定性的防护,还应注重坡面开挖区上部各坡位土壤侵蚀风险的降低。研究结果为边坡开挖工程设计及安全防护提供了科学指导和理论支撑。 相似文献