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坝上地区是我国北方土壤风蚀最为严重的地区之一,本文以位于坝上西北端的康保县为例,利用137Cs示踪技术,通过野外采样与室内分析所得数据,对最近40多年来区域土壤风蚀的作用过程、作用强度、空间分布等内容进行研究,并尝试使用GPS精确测量与GIS空间分析相结合的手段,对典型风蚀农田的土壤风蚀进行了定量研究。在此基础之上,简要分析区域风蚀发生发展的自然和人文因子。研究对区域风蚀发展趋势预测和防治措施制定具有重要的实践意义,对推动新技术、新方法在该地区风蚀研究中的应用具有重要的理论意义。
1.根据137Cs在土壤剖面中的分布特征,发现不同类型的土地经历了不同的风蚀/堆积过程,受人为干扰的程度和方式差异较大。确定研究区137Cs背景值为3853±433Bq/m2,与其他学者在相邻地区取得的数据基本一致。
2.分析了137Cs总量及其变化率在不同土地利用方式和不同地域之间的差异,结果表明研究区整体上处于风蚀状态；各类土地的风蚀强度由弱至强依此为围封保护草地<轻度退化草地<中度退化草地<林地<严重退化草地≈撂荒地<农田≈退耕还草地<灌丛沙地；风蚀强度在地域上表现为北部地区>南部地区>中部地区。
3.利用张信宝等人提出的质量平衡模型和剖面分布模型对不同类型土地42年来的土壤风蚀速率进行估算,结果表明,农田及其衍生地类撂荒地和退耕还草地风蚀速率最大,高于草地、林地和灌丛沙地,是研究区风蚀最为严重的地类,也是造成整体风蚀环境的主要因素；不同类型的草地风蚀速率存在着一定的差异,从大到小依次为严重退化草地>中度退化草地>轻度退化草地>围封保护草地,反映出草地的退化程度与风蚀强度具有显著的对应关系。
4.利用农田、草地、林地的风蚀速率和土地面积求算区域平均风蚀速率,结果为6048.4t/km2·a,研究区每年风蚀量约为1.83×107t,平均风蚀厚度约为0.4.cm/a,数量巨大的风蚀物直接影响着位于其下风向的京津两地及整个华北平原。
5.土壤风蚀速率在空间上的分布呈现出北部>南部>中部的规律,这主要与气候环境和土地利用强度有关。农田的风蚀速率远高于草地,说明草地开垦为农田以后,风蚀作用显著加剧,对于原始生态系统为草原的研究区来说,农耕是一种不尽合理的生产方式和土地利用方式,不仅难以创造良好的经济效益,而且加快了整个区域的风蚀过程。
6.通过对不同类型土地和代表样点的土壤理化性质进行分析,表明土壤退化的主要表现形式是土壤质地变粗、肥力水平下降,而风蚀是造成土壤退化的重要原因。
7.利用RTK-GPS测量技术和ArcView GIS软件空间分析方法,建立了模拟农田风蚀地埂地貌形态的DEM,并计算出农田自开垦以来的土壤风蚀速率,所得结果与之前用137Cs方法得到的结果十分接近,说明将该方法应用于风蚀研究是可行的。
8.利用研究区的气象数据和社会经济资料分析气候波动和人类活动对土壤风蚀的影响。结果表明,人口猛增、滥垦、过牧,是区域土壤风蚀剧烈发展的主要原因,而气候变化只起到辅助的作用。