黄土高原水蚀风蚀交错带典型土壤的^(7)Be分布特征

为了明确7Be示踪黄土高原水蚀风蚀交错带不同类型土壤侵蚀(风蚀和水蚀)的可行性,以该区域的典型土壤(粉壤土、粉黏土、沙壤土和风沙土)为对象,通过分析7Be的土壤剖面分布特征、张弛质量深度及其季节变化,明确了在该区域不同类型土壤中的分布特征。结果表明:7Be在土壤剖面的分布受土壤类型和季节变化的影响。对不同类型的土壤,无论风季还是雨季,土壤中7Be的分布特征均与土壤黏粒含量密切相关,反映7Be在土壤剖面分布特征的关键参数土壤张弛质量深度h 0与黏粒含量呈明显线性负相关关系(R 2>0.87)。此外,4种土壤的h 0均表现为风季大于雨季。由于该区域明显的风水侵蚀季节分异,为运用7Be示踪技术区分风力和水力的影响提供了可能。然而,对黏粒含量较低的风沙土,其侵蚀速率较大且侵蚀特征明显异于其他3种土壤,尤为突出的是水蚀过程中常表现出明显的重力侵蚀特征。可见,7Be可用于示踪粉壤土、粉黏土和沙壤土的风水交错侵蚀,而在风沙土中的适用性较差。

黄土坡面细沟间和细沟侵蚀对有机碳流失贡献的定量分析

细沟间和细沟侵蚀剥离和输移土壤的机制不同导致有机碳输移存在差异,然而因研究手段限制,这两种侵蚀方式对有机碳输移的贡献、影响等研究有待深入。本文利用模拟降雨与7Be示踪技术,在定量化分析细沟间和细沟侵蚀对黄土坡面侵蚀产沙贡献的基础上,进一步分析其对有机碳输移的贡献及影响。结果表明5°小区以细沟间侵蚀为主,其产沙贡献率为86%,大于5°的小区以细沟侵蚀为主,其产沙贡献率介于61%~71%之间,在降雨过程中甚至可达96%。降雨过程中坡面侵蚀泥沙有机碳平均富集比为1.16±0.15,细沟间侵蚀泥沙有机碳平均富集比为1.50±0.50,富集可导致有机碳流失率增加0.008~0.028 g·m^(–2)·min^(–1)。坡度大于5°的小区细沟侵蚀对有机碳流失贡献率介于55%~62%之间,低于对侵蚀产沙的贡献,但仍占主导地位。坡面侵蚀产沙量可解释有机碳流失量变化的97%,细沟间侵蚀产沙可解释细沟间有机碳流失量变化的89%。侵蚀过程中剧烈的细沟侵蚀可导致细沟间侵蚀泥沙有机碳的富集比增大。

黄土高原水蚀风蚀交错带坡耕地土壤风蚀特征

黄土高原水蚀风蚀交错带受风力及水力共同作用,是世界上土壤侵蚀最严重区域之一。研究通过选取神木县六道沟流域迎风坡和背风坡4块坡耕地,所选样地进行留茬和翻耕处理,利用~7Be示踪技术测试表层土壤样品(0—20 mm),估算土壤风蚀速率,以期阐明坡面风蚀速率空间分布特征,明确有效防治风蚀的农田耕作措施。结果表明:迎风坡风蚀速率显著高于背风坡(p<0.05),留茬可显著减少坡面风蚀速率(p<0.05),迎风坡翻耕地、迎风坡留茬地、背风坡翻耕地和背风坡留茬地平均风蚀速率分别为778.2,388.4,78.5,4.7 t/(km^2·a)。风蚀速率沿坡面由上而下均呈现递减趋势,且留茬地更为显著。4块样地风蚀速率等值线的局部形变显示了坡面的微地貌变化,其中以留茬地更为明显且出现高侵蚀中心和沉积中心。因此,为有效防治该区域的土壤风蚀,建议采取秋收后留茬、春季播种前翻耕的方式,并根据坡向和作物类型等调整留茬高度。

黄土高原水蚀风蚀交错带坡耕地土壤风蚀速率空间分布

受水蚀和风蚀的交错作用,黄土高原水蚀风蚀交错带的土壤风蚀速率难以从总侵蚀中提取出,更难以描绘其坡面分布特征.本研究运用~7Be示踪技术,在神木县六道沟流域选择方向偏北的砂壤土和黏壤土坡耕地,沿与坡面走向大致平行的方向布设采样线,采集0~30 mm土壤样品,估算土壤风蚀速率,探究风蚀速率的坡面分布特征及其所指示的风况和微地貌特征.结果表明:经过风季后,表层土壤颗粒变粗,比表面积变小,有机质含量降低,这些土壤理化性质变化表明两坡面均发生风蚀.砂壤土坡面A的平均风蚀速率为1560.81 t/(km^2 a),黏壤土坡面B的平均风蚀速率为694.26 t/(km^2 a),风蚀速率在两坡面均呈现从坡顶到坡脚逐渐减小的空间分布特征.两坡面风蚀速率等值线分布不仅指示了土壤风蚀的坡面分布特征,还揭示了造成该分布的有效合成风向为北风.风蚀速率等值线的局部形状变异显示了坡面微地貌形态,等值线的变异程度显现了微地貌对风蚀速率的影响程度和范围.