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《西北农林科技大学》 2003年
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~7Be和~(137)Cs复合示踪坡耕地土壤侵蚀产沙的空间分布特征

李立青  
【摘要】: 土壤侵蚀及其导致的土壤质量退化是世界性的重大环境问题之一。坡耕地作为重要的侵蚀产沙区,揭示其土壤侵蚀规律和泥沙运移方式,对建立土壤侵蚀预报模型、加强土地管理防止土壤退化具有十分重要的意义。本文以黄土丘陵沟壑区杏子河流域的典型瓦背状坡耕地为研究对象,利用~7Be和~(137)Cs在土壤剖面中分布深度和半衰期不同的特点,结合野外调查和室内分析,研究了典型瓦背状坡耕地中长期(约45a)和短期(次降雨)土壤侵蚀的空间分布特征,以期为坡面土壤侵蚀预报模型的建立和坡耕地水土流失的评价提供科学依据。 1.研究了~7Be和~(137)Cs在土壤剖面中的分布特征。 结果表明,~7Be在土壤剖面中的赋存量存在明显的季节性,分布范围主要集中在0~10mm。~7Be在土壤剖面中的含量随土壤深度的增加呈指数递减。~7Be在土壤剖面中的分布特点使之可以应用于示踪表层土壤的再分布规律。~(137)Cs在未扰动土壤剖面中主要分布在0~5cm范围内,同时在1~3cm的范围出现一个~(137)Cs的相对富集层,在3cm以下随土壤深度的增加呈指数递减的趋势;~(137)Cs在农耕地土壤剖面中主要分布在0~20cm范围内,由于耕作活动的不断扰动~(137)Cs的剖面分布相对均匀。 2.分析了~(137)Cs示踪农耕地土壤侵蚀速率模型间的异同,并以土壤侵蚀的经验回归模型为参照对~(137)Cs法计算的土壤侵蚀速率进行验证。 分析表明,尽管Walling模型、张信宝模型、杨浩模型以及周维芝模型在建立的方法上存在一定程度的差异,但是各个模型表征的土壤侵蚀速率与土壤剖面中~(137)Cs损失率的关系基本一致。因此,在利用~(137)Cs技术示踪农耕地土壤侵蚀速率时,这四个模型各自计算的土壤侵蚀速率差异较小。在估算径流小区土壤侵蚀速率中各模型与江忠善经验回归模型的结果相差都在10%左右。 3.尝试了运用Weibull概率分布模型对北半球~(137)Cs沉降过程的拟合。 在建立~(137)Cs土壤侵蚀模型的过程中,对~(137)Cs的沉降过程的处理是正确估算土壤侵蚀速率的基础。通过分析~(137)Cs沉降的时间分布特征,发现~(137)Cs沉降的年际分布与Weibull概率分布相似,可以用Weibull概率分布模型进行拟合。 4.研究了次降雨坡耕地土壤侵蚀的空间发生特征。 研究表明,坡耕地土壤侵蚀强度的空间分布与地形因素密切相关,具有明显的垂直分布特征和水平分布特征。在水平方向上,由浅沟分水脊经浅沟沟坡到浅沟中心, 7Be和’37Cs复合示踪坡耕地土壤侵蚀产沙的空间分布特征 土壤侵蚀强度逐渐增强;在垂直方向上,从分水岭到沟缘线土壤侵蚀强度呈先加强后 减弱的趋势。其中细沟间侵蚀和细沟侵蚀对坡面侵蚀的贡献分别为35%和65%,且 在空间发生特征上具有此消彼长的关系。 5.研究了坡耕地中长期(约45a)土壤侵蚀产沙的空间分布特征。 研究表明,坡耕地年平均侵蚀模数为15850叭灿2.a),具有明显的空间分异格局。 坡面中部侵蚀相当严重,分水岭与沟缘线附近相对较轻。地形因子中的坡度是形成坡 耕地土壤侵蚀垂直分异格局的主要影响因素。 6.探讨了坡耕地次降雨土壤侵蚀特征与中长期(约45a)土壤侵蚀特征的相互关系。 7Be和’37Cs示踪技术测定的是净土壤侵蚀量,可提供更为真实的侵蚀、产沙及 沉积信息,能用于较详细描述坡面中一短时间尺度土壤再分布的空间分布,和其他方 法相比,这是7Be和’37Cs示踪技术鲜明的特点。研究表明,坡耕地次降雨土壤侵蚀 与长期土壤侵蚀在空间发生特征上具有一定程度的相关性。但是,次降雨侵蚀与长期 侵蚀的严重部位不同,前者发生在10一20m处,后者发生在20一3Om处。二者的不同 可能反映了土地利用状况和耕作活动对土壤侵蚀的影响。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S157

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【相似文献】
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