晋西黄土区不同类型坡面土壤抗蚀性特征

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晋西黄土丘陵区主要以黄土梁峁地形为主,当地农民赖以生存的农耕地以梯田或者坡耕地的方式存在于坡面,对于单个坡面的土地利用现状,存在明显的沿坡面不同土地利用方式的组合。但总体上土地利用方式以农耕地、草地和林地为主,草地是农田退耕形成的天然草地,林地是用于农田防护的人工林地。对于不同的坡面,土地利用方式沿坡面变化的组合类型也不完全相同,本文通过研究不同土地利用方式组合类型坡面土壤的抗蚀性能的差异,对现存的几种类型坡面土壤抗蚀性特征进行探讨,旨在从防治水土流失的角度上为今后土地利用方式的优化提供参考。通过野外调查选取了当地4种土地利用方式己持续十余年的不同类型的坡面,沿坡面由坡底到坡顶土地利用方式组合分别为:林地—草地—农地类型、草地—林地—农地类型、农地—草地—林地类型和林地—农地—林地类型。并在坡面不同部位布设样地并采集土壤样品,进行室内试验测定并计算土壤的基本理化性质包括:容重、总孔隙度、毛管孔隙度、<0.001mm粘粒含量、抗蚀指数(水稳性指数)、团聚状况、团聚度、PSD分形维数、有机质含量。以不同土地利用方式土壤抗蚀性以及整体坡面土壤抗蚀性为研究对象,主要结论如下:(1)在三种土地利用方式中,综合容重、孔隙状况和有机质含量,土壤结构以林地为最优,草地次之,农地最差。在评价土壤抗蚀性的7项指标中,农地均为抗蚀性最低值,农地的抗蚀性最差;(2)在4种类型坡面中,林地、草地的(0-20cm)表层土壤的<0.001mm粘粒含量、>0.25mmm水稳性团聚体含量、抗蚀性指数以及PSD分形维数的大小均与所在坡面的位置有关,其值越靠近坡底越大,即越靠近坡底部,其抗蚀性越强;(3)以本研究的7项指标比较4种类型坡面的土壤抗蚀性存在差异,表明影响土壤抗蚀性因素有很多,单一指标不能很好评价土壤抗蚀性;(4)土壤抗蚀性指标主成分分析结果表明,团聚度、有机质含量、PSD分形维数、<0.001mm粘粒含量、土壤抗蚀指数是评价土壤抗蚀性的最佳指标,经主成分分析得到表征土壤抗蚀性的综合指数(S=0.593F1+0.407F2; F1=-0.199X1+0.238X2+0.274X3-0.016X4+0.130X5+0.183X6+0.242X7; F2=0.395X1-0.002X2-0.054X3+0.372X4+0.242X5+0.166X6-0.154X7)。根据计算土壤抗蚀性综合指数,4种类型坡面中,以类型B(草地—林地—农地)的抗蚀性能最优,类型A(林地—草地—农地)次之,类型D(林地—农地—林地)第三,类型C(农地—草地—林地)最差。
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