三峽庫區(qū)紫色土小流域土壤可蝕性K值研究.pdf

1、紫色土作為我國特有的一種土壤類型，其土質(zhì)地松軟，結(jié)構(gòu)松散，易風(fēng)化，抗蝕性較差，保水保土能力弱，是一種侵蝕型的高生產(chǎn)力巖性土，也是長江及其主要支流泥沙的主要來源。為了具體衡量紫色土被降雨侵蝕力分離、沖蝕和搬運難易程度，及其侵蝕敏感性，土壤可蝕性K值成為了反映土壤這一特性的關(guān)鍵指標(biāo)之一。
　　 為了更好的了解紫色土土壤侵蝕的機理特征以及土壤侵蝕的空間相應(yīng)和與土地利用類型的關(guān)系，本文以重慶市萬州典型區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測重點站內(nèi)的戴家溝紫色典

2、型小流域為研究對象，通過勘測，采集，測定分析小流域土壤樣品，并基于土壤可蝕性的兩類計算模型(EPIC模型和NOMO模型)，對小流域的紫色土土壤可蝕性分別從流域空間位置和土地利用現(xiàn)狀兩個角度，進行了系統(tǒng)全面的計算和分析，比對兩種模型計算下土壤可蝕性K值在流域空間和土地利用類型上的兩種相應(yīng)特征進行了對比分析和評估，分析結(jié)果表明：
　　 (1)基于EPIC模型和NOMO模型下，在小流域尺度下土壤可蝕性K值的主要影響因素是土壤不同粒徑的

3、顆粒組成特征和有機質(zhì)含量特征，而這兩類特征參數(shù)主要受到土地利用類型和流域位置的影響。
　　 (2)根據(jù)EPIC和NOMO模型的參數(shù)因子(土壤顆粒因子和土壤有機質(zhì)因子)分析表明，從土壤顆粒因子的角度分析：在同一流域位置上，不同土地利用類型下土壤顆粒的含量特征存在差異性，其中以砂粒含量為例可以看出在全流域位置上，以農(nóng)耕地為代表的玉米地砂粒含量(36.70-20.7％)的變化幅度最大，紅薯地砂粒含量(39.70-24.21％)的變化幅

4、度次之，荒草地的砂粒含量(61.20-46.21％)的變化幅度和馬尾松林地含量(50.20-35.81％)的變化幅度相對較低，而柑桔林地(55.25-41.33％)砂粒含量的變化幅度則相對最低；而在不同流域位置，同一土地利用類型的土壤顆粒特征中，主要表現(xiàn)出隨著流域空間位置的變化，砂粒、粉粒和粘粒含量也出現(xiàn)了不同程度的增減，其中六種土地利用類型的土壤顆粒特征從上游到下游都大體表現(xiàn)出，砂粒含量逐漸減小，粉粒、粘粒含量逐漸增加變化趨勢。而從土

5、壤有機質(zhì)因子的角度分析，從流域上游到下游，荒草地、馬尾松林地、柑桔林地以及玉米地的有機質(zhì)變化規(guī)律都為下游>中游>上游的趨勢，而槐樹林地則表現(xiàn)為上游>下游>中游。
　　 (3)根據(jù)不同土壤可蝕性模型的指標(biāo)因子與K值的相關(guān)性分析，可以發(fā)現(xiàn)，基于EPIC模型條件下，計算出的小流域紫色土土壤可蝕性K值(KEPIC)，相對與土壤有機質(zhì)含量程度對KEPIC值的影響程度(相關(guān)系數(shù)R=-0.683**)，土壤顆粒組成中砂粒、粉粒以及粘粒的變化程

6、度對.KEPIC值的影響(相關(guān)系數(shù)分別為0.941**、-0.935**和-0.838**)更為明顯，因此在EPIC模型中，可蝕性KEPIC值的大小主要與土壤顆粒特征關(guān)系更為密切。而基于NOMO模型條件下，土壤可蝕性K值(KNOMO)中，與KNOMO值關(guān)系較為密切的因子主要是粉粒、粘粒以及有機質(zhì)含量，但是由于EPIC和NOMO模型在土壤可蝕性K值的評價側(cè)重點和評價標(biāo)準(zhǔn)不同，導(dǎo)致了同一影響因子在不同K值模型中的影響程度和相關(guān)關(guān)系存在差異，

7、但是對于有機質(zhì)含量這一指標(biāo)，可以作為反應(yīng)基于EPCI和NOMO模型下衡量土壤可蝕性K值強度的一個即顯著相關(guān)性指標(biāo)，說明有機質(zhì)對土壤的可蝕性的抑制有較好的促進作用。
　　 (4)分析EPIC模型和NOMO模型中，六種土地利用類型土壤可蝕性K值的空間響應(yīng)特征以及對比分析可以發(fā)現(xiàn)，采用EPIC模型計算得出，在整個小流域上，土壤表層KEPIC值的大小關(guān)系為：荒草地>柑桔林地>馬尾松林地>槐樹林地>紅薯地>玉米地，同時對于同一土地利用類型

8、土壤可蝕性的空間響應(yīng)特征的差異顯著性發(fā)現(xiàn)，荒草地、馬尾松林地、柑桔林地和槐樹林地各自的土壤可蝕性KEPIC值在上、中下游都表現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05)的特征。而采用NOMO模型計算出的土壤可蝕性KNOMO值的大小關(guān)系在整個流域表現(xiàn)為：玉米地>紅薯地>馬尾松林地>槐樹林地>柑桔林地>荒草地，而與EPIC模型相似的是，除了以農(nóng)地為代表的玉米地和紅薯地各自在流域不同位置KNOMO值差異不顯著(P<0.05)之外，其它四種土地利用類型土壤各

9、自的KNOMO值在不同的流域位置也表現(xiàn)出差異顯著性的特征。而對于兩種可蝕性模型在評價六種土地里利用類型土壤可蝕性K值的空間響應(yīng)特征中表現(xiàn)出的差異性和相似性，其原因可能因為兩種土壤可蝕性模型所關(guān)注的焦點不同造成的，如EPIC模型側(cè)重于土壤顆粒特征和養(yǎng)分特征，而NOMO模型不單涉及到土壤顆粒特征和養(yǎng)分特征，同時也關(guān)注到了土壤顆粒特征而產(chǎn)生的土壤結(jié)構(gòu)的宏觀表現(xiàn)，如滲透等級和結(jié)構(gòu)指數(shù)等。而另外一方面也說明對于同一類土地利用類型土壤可蝕性空間變異

10、的差異顯著性判斷，EPIC模型和NOMO模型具有相似的評價結(jié)果和分析作用。
　　 (5)分析EPIC模型和NOMO模型中，不同流域位置土壤可蝕性K值的土地利用響應(yīng)特征及其特征間的對比發(fā)現(xiàn)，基于EPIC模型下，整個流域位置上，對比分析六種土地利用類型土壤可蝕性K值的空間響應(yīng)特征可以發(fā)現(xiàn)，在上游和中游位置，荒草地和柑桔林地的KEPIC相對最高，整個小流域馬尾松林和槐樹林地的KEPIC相對較低，在整個流域位置上以農(nóng)耕地為代表的紅薯地和

11、玉米地的KEPIC則相對最低。而從差異顯著性分析可以看出，在上游和下游位置，荒草地、柑橘林地、槐樹林地以及馬尾松林地兩兩之間KEPIC值的大小都體現(xiàn)為差異顯著性，中游位置荒草地和柑桔林地KEPIC值大小之間差異顯著，槐樹林地和馬尾松林地KEPIC值大小之間差異顯著，在整個流域上，紅薯地和玉米地的KEPIC值差異不顯著；而對于NOMO模型下，整個流域中紅薯地和玉米地的KNOMO相對最高，分別為(0.0864-0.0754、0.0845-0

12、.0746)，而馬尾松林地的KNOMO值則相對偏低，分別為(0.0770-0.0553)，而對于整個流域位置上，荒草地和槐樹林地的KNOMO值則最低分別為(0.0784-0.0498、0.0766-0.0589)。
　　 從差異顯著性分析可以看出，在上游和中游位置，玉米地和紅薯地之間的KNOMO值差異不顯著、槐樹林地和馬尾松林地的KNOMO值之間差異也不顯著，但在上游和下游位置的玉米地和紅薯的KNOMO值則都表現(xiàn)出顯著性差異。可

13、蝕性指標(biāo)KEPIC值和KNOMO值對于土地利用類型響應(yīng)特征的差異與空間響應(yīng)特征差異的原因相似，除了與兩種土壤可蝕性模型所關(guān)注的焦點不同以外，還可能與小流域土地利用類型差異、人為干擾程度以及植被自身根系特征對土壤的改造程度不同有一定的關(guān)系。
　　 因此研究紫色土典型小流域土壤可蝕性K值空間及其土地利用的響應(yīng)特征分布規(guī)律，對于探討土壤可蝕性在小流域尺度下的影響機理有一定的研究意義，同時也為以三峽庫區(qū)內(nèi)基于土地利用和空間變異的土壤可蝕