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滇池东南小流域不同土地利用下土壤侵蚀及营养盐流失影响研究

宋一民  
【摘要】:近年来,人类活动引起的土地利用方式改变对土壤侵蚀的影响以及由此引发的水土流失对水环境富营养化的压力,引起了国内外广泛关注。滇池流域地处我国西南地区,典型的亚热带。由于其独特的地形特征、充沛的降雨量和日益增强的人类活动,导致土壤侵蚀现象普遍存在,水土流失致使土壤中碳、氮、磷等营养盐分布特征发生明显变化,土壤肥力下降,而水体富营养化加剧。因此,从区域可持续发展角度出发,分析典型小流域尺度下土地利用方式的改变对土壤侵蚀与营养盐分布的影响,对于合理规划土地、持续发展农业、防治水土流失和改善生态平衡具有重要意义。本研究以滇池典型小流域为研究靶区,基于放射性核素示踪技术,通过实地调查、样品理化特征分析及放射性核素比活度测定等,结合当地社会、经济和政策情况的文献荟萃,比较了耕地和非耕地土壤剖面中137Cs和210Pbex含量变化,分析了不同源地土壤侵蚀速率及其影响因素,探讨了小流域尺度下人类活动对土壤侵蚀、营养盐流失及水体营养盐富集的影响。主要研究结果如下:1、不同土地利用方式下,土壤剖面中137Cs和210Pbex的含量分布规律相似。小流域非耕地中137Cs和210Pbex含量分别为:0~6.90Bq/kg和30.16~670.51Bq/kg。耕地中 137Cs 和 210Pbex 含量分别为:0~2.52Bq/kg 和 15.27~173.21Bq/kg。非耕地中,137Cs和210Pbex含量在0~20cm深度范围内最高,随土壤深度增加呈现指数衰减分布趋势;耕地中二者的含量在0~20cm深度范围内,随土壤深度的增加呈相对均一分布趋势。说明137Cs和210Pbex的结果可以互相验证。2、土壤侵蚀速率存在差异。不同土地利用方式下,放射性核素分布存在较大差异。137Cs质量平衡模型计算结果表明,耕地的侵蚀速率(2.36mm/a)远远高于非耕地(0.89mm/a),表明植被在减缓土壤侵蚀方面具有显著作用。此外,植被盖度、土壤粒度、降雨量、施肥数量和种类也是导致不同源地土壤侵蚀速率存在差异的关键因素。3、土壤剖面碳氮磷营养盐分布与放射性核素含量相关性显著。不同源地土壤中TOC、TN和TP含量变化范围分别为:0.25~5.27g/kg、0.53~5.56μg/mg、0.17~0.93μg/mg。与放射性核素含量的相关性主要表现为:①在不同土地利用方式下土壤0~40cm深度范围内,随土壤深度增加,TOC和TN含量与137Cs和210Pbex含量正相关,而与TP含量分布趋势差异较大。②总体上,土壤TOC和TN含量与137Cs和210Pbex含量之间相关性显著。其中在非耕地中二者与137Cs和210Pbex含量之间有明显的相关关系,在耕地中TOC和TN含量与137Cs、210Pbex含量之间相关关系相对较弱。受植被类型和土壤酸碱性等多种因素影响,TP含量不随放射性核素含量变化而变化。4、人类活动加剧小流域土壤营养盐流失。人口扩张、经济发展、土地利用方式和农业施肥种类与施肥量都对土壤营养盐流失产生影响。利用有机指数OI和单一污染因子指数TN-Si、TP-Si对0~20cm土壤进行评价,得知撂荒地的OI指数、TN-Si指数、TP-Si指数最低,耕地的生态风险较大,体现在三指数均较高。


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