基于長期野外觀測試驗的中國土壤可蝕性及其區(qū)域預(yù)測研究.pdf

1、土壤可蝕性是土壤對侵蝕介質(zhì)剝蝕和搬運的敏感性，是土壤遭受侵蝕破壞難易程度的一種定量度量指標(biāo)，通常用K值表示。土壤可蝕性K值是土壤侵蝕進(jìn)行定量研究的基準(zhǔn)，也是土壤潛在危險性評價、小流域和區(qū)域水土流失治理規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境重建和水環(huán)境治理等各個方面的理論和應(yīng)用研究基礎(chǔ)，開展土壤可蝕性研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　論文通過對中國科學(xué)院紅壤試驗站內(nèi)14個代表不同類型土壤侵蝕小區(qū)12～15年的(1993-2007年)連續(xù)試驗觀測，分析了試

2、驗區(qū)降雨及降雨侵蝕力R、產(chǎn)流、產(chǎn)沙在不同時間尺度(年、月)上變化規(guī)律；利用K=A/RLSCP計算了各小區(qū)年度土壤可蝕性K值和多年平均K值，探討了各類型土壤多年平均可蝕性K值之間的差異性及與土壤理化性質(zhì)之間的關(guān)系特征；并結(jié)合全國其它多個土區(qū)的土壤侵蝕小區(qū)多年試驗觀測結(jié)果，在全國尺度上研究構(gòu)建了我國土壤可蝕性K值求取新方法。在此基礎(chǔ)上，論文利用1:100萬中國土壤數(shù)據(jù)庫中土壤剖面屬性數(shù)據(jù)和土壤類型空間分布數(shù)據(jù)，采用上述新方法建立了我國各類型

3、土壤可蝕性K值表，研究和揭示了中國各類型土壤可蝕性K值空間分布規(guī)律及區(qū)域性特征。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下：
　　1、試驗區(qū)降雨量P和降雨侵蝕力R的年際和年內(nèi)分布不均，降雨侵蝕力R表現(xiàn)更為明顯。各試驗小區(qū)產(chǎn)流和產(chǎn)沙的年度變化與降雨和降雨侵蝕力年度變化不太同步，產(chǎn)沙比產(chǎn)流表現(xiàn)得更為明顯；但它們的季節(jié)性變化基本同步，產(chǎn)流比產(chǎn)沙表現(xiàn)得更為突出，且都隨著各侵蝕試驗小區(qū)土壤類型和性質(zhì)變化而發(fā)生不同程度差異。
　　2、各小區(qū)土壤可蝕性K值的

4、年度變化十分明顯，土壤可蝕性K值不確定性較高，且變化特征隨各小區(qū)土壤類型及性質(zhì)特征不同有所變化；土壤可蝕性K值與土壤理化性質(zhì)之間極少存在顯著的線性相關(guān)，但可利用某些土壤理化性質(zhì)，通過建立非線性關(guān)系模型對土壤可蝕性K值進(jìn)行預(yù)測；區(qū)域性K值預(yù)測模型ISTO并不能完全適用于跨區(qū)域土壤可蝕性K預(yù)測，但可通過跨/多區(qū)域聯(lián)合建模加以解決。初步建立的土壤可蝕性K值的跨區(qū)域預(yù)測模型MISTO可表述為：K=11.9031×I×S×T×O。其中，I為土壤酸

5、度因子；S為土壤結(jié)構(gòu)因子；T為土壤質(zhì)地因子；O為土壤水力因子。各因子構(gòu)成分別為：
　　I=(1.03-log10(pH))-0.9946；
　　S=(1-bulk/10)4.3488×(1-omc/100)-5.02474；
　　T=(1-clay/100)5.8882×(1-sand/100)3.8301×(1-silt/100)1.9064×(mm/10)-0.7835；
　　O=(1-fc/100)7.47

6、36×(1-wc/100)-6.9427。其中，pH：土壤pH；bulk：土壤容重(g/cm3)；omc：土壤有機(jī)質(zhì)含量(％)；sand：土壤砂粒(2-0.05mm)含量(％)；silt：土壤粉砂(0.05-0.002mm)含量(％)；clay：土壤粘粒(<0.002mm)含量(％)；mm：土壤粉粘比(silt/clay)；fc：田間持水量(V/V，％)；Wc：凋萎系數(shù)(V/V，％)。
　　3、中國土壤可蝕性K預(yù)測值總體水平較高，

7、平均土壤可蝕性K值處在0.3～0.4之間；區(qū)域與區(qū)域之間以及區(qū)域內(nèi)部土壤可蝕性差異均十分顯著。這是中國水土流失在世界上最為嚴(yán)重，也是土壤侵蝕強(qiáng)度和程度產(chǎn)生區(qū)域性顯著差異的主要因素之
　　4、土壤可蝕性K值與土壤有機(jī)質(zhì)含量之間的關(guān)系特征，隨著土壤類型特征改變而發(fā)生改變，也隨著土壤侵蝕或治理階段的變化而發(fā)生變化，突破了土壤可蝕性K值與土壤有機(jī)質(zhì)含量之間不同程度存在簡單負(fù)相關(guān)性的傳統(tǒng)認(rèn)識。
　　本研究的特色在于首次通過跨區(qū)域土壤侵