滇东海峰岩溶盆地不同侵蚀场土壤可蚀性研究

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为探讨滇东岩溶断陷盆地地表、地下侵蚀过程土壤可蚀性的相关性、变异及其影响因素。本文基于植被恢复能通过改变土壤养分状况和土壤团聚体稳定性,降低土壤可蚀性的假设,在滇东海峰岩溶盆地地表、地下侵蚀过程设置样地,采集土壤样品,分析土壤理化性质。基于土壤团聚体视角,通过指标权重分析法,对岩溶断陷盆地地表、地下侵蚀过程土壤的可蚀性进行了综合评价,得出如下结论:(1)岩溶断陷盆地土壤理化性质具有明显的垂直变异性、空间异质性。在地表侵蚀过程、不同植被类型、地下漏失过程中,土壤的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、>5mm团聚体、>0.25mm团聚体、土壤团聚体平均重量直径(MWD)、土壤团聚体几何平均直径(GMD)、土壤结构稳定性指数(SSSI)、土壤养分综合指数(CSNI),随土壤深度的增加而降低。土壤结构稳定性随土壤深度的增加而降低,土壤可蚀性综合指数(CSEI)随土壤深度的增加而增加,表层土壤结构稳定性优于深层土壤。地表侵蚀过程、不同植被类型、地下漏失过程的SSSI(0.97、0.64、0.50)和CSNI(0.77、0.57、0.65)属强变异性;地表侵蚀过程、不同植被类型的CSEI(0.15、0.15)属中度变异性,地下漏失过程的CSEI(0.05)属弱变异性。(2)植被恢复有利于促进土壤养分的积累、土壤大团聚体的形成,从而增强土壤团聚体稳定性,降低土壤可蚀性。不同植被类型中,元江栲栎原生林、小铁仔灌丛的SOC、TN、MWD、GMD、SSSI、CSNI高于云南松林,在三种云南松林中,人工混交林的SOC、TN、MWD、GMD、SSSI、CSNI最高,其次是天然次生林,人工纯林的SOC、TN、MWD、GMD、SSSI、CSNI最低。所以元江栲栎原生林(0.37-0.53)、小铁仔灌丛(0.44-0.55)的土壤可蚀性低于云南松林,在云南松林中,人工混交林土壤可蚀性最低(0.44-0.58),天然次生林次之(0.52-0.59),人工纯林土壤可蚀性最高(0.56-0.65)。植被恢复有利于增强土壤稳定性,降低土壤可蚀性。(3)岩溶断陷盆地各侵蚀场土壤可蚀性差异显著,随侵蚀过程的进行而增加,地下漏失过程土壤可蚀性高于地表侵蚀过程,存在二次侵蚀的风险;土壤可蚀性与土壤理化性质密切相关。地下漏失过程的MWD、GMD、SSSI、CSNI低于地表侵蚀过程;所以,地下漏失过程的CSEI(0.56-0.72)高于地表侵蚀过程(0.36-0.69),存在二次侵蚀的风险。地表侵蚀过程中,坡地土壤可蚀性低于洼地,中坡位土壤可蚀性最低(p<0.05),坡脚土壤可蚀性最高(p>0.05)。地下漏失过程中,溶洞土壤可蚀性低于裂隙、落水洞、暗河。在两裂隙中,云南松次生林裂隙土壤可蚀性显著低于小铁仔灌丛裂隙(p<0.05)。在落水洞中,落水洞底(D6)土壤可蚀性最高,南侧洞壁(D5)次之,北侧洞壁(D4)土壤可蚀性最低,且北侧洞壁与落水洞底、南侧洞壁差异显著(p<0.05)。SOC、TN、有机碳胶结指数(SCAI)、>5mm团聚体、GMD、MWD是土壤可蚀性的主要影响因子。说明较高的土壤SOC、TN、>5mm团聚体含量及较好的土壤团聚体稳定性,能有效的降低土壤可蚀性。(4)通过岩溶断陷盆地土壤可蚀性综合评价方法与本研究区及其他岩溶地貌类型K值的对比,发现土壤可蚀性综合评价方法对岩溶断陷盆地土壤可蚀性的评价具有适用性。在地表流失过程中,土壤可蚀性K值介于0.108-0.208之间,中坡位土壤可蚀性最低,坡脚土壤可蚀性最高,随侵蚀过程的进行和土壤深度的增加,地表侵蚀过程土壤可蚀性呈上升趋势。在不同植被类型下,K值介于0.173-0.273,云南松林的K值高于元江栲栎原生林、小铁仔灌丛,在三种云南松林中,人工混交林的土壤可蚀性最低,天然次生林的土壤可蚀性次之,人工纯林的土壤可蚀性最高,且土壤可蚀性随土壤深度的增加而增加。与土壤可蚀性综合评价方法的结论一致。海峰岩溶断陷盆地的CSEI介于0.36-0.72之间,土壤可蚀性程度属较高水平,与前人研究结论相符。
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