CORC  > 地球化学研究所  > 中国科学院地球化学研究所  > 研究生
题名中国西南喀斯特地区土壤侵蚀状况及其地球化学研究
作者宋长顺
答辩日期2019
文献子类博士
授予单位中国科学院大学
授予地点中国科学院地球化学研究所
导师季宏兵
关键词喀斯特 土壤侵蚀 化学风化 137cs 元素行为
其他题名Soil erosion and geochemistry of karst area in southwest China
英文摘要

土壤侵蚀被认为是喀斯特地区土壤退化的主要形式,其作为一种自然地貌的形成过程是可以被人为活动影响的,主要通过森林砍伐、过度放牧和粗放的农业活动等行为加剧这种过程。同时,各种地貌形成的过程也依赖于化学风化作用;化学风化作用将基岩转化为可侵蚀的风化层,从而加速地表的演化。由于中国西南喀斯特地区土壤侵蚀状况严重,岩石风化提供的矿物养分在不同土壤侵蚀状况及不同地貌条件下的迁移特征一直是值得研究的重点。本文采集了重庆南川区、广西南丹县和桂林市三处坡地不同部位的土壤剖面为研究对象,运用地球化学与137Cs核素技术方法分析了元素地球化学行为、坡地土壤侵蚀特征等,得出以下认识:南川坡地在山顶森林覆盖土壤发生土壤沉积现象(侵蚀模数为-11.88 t ha-1 yr-1),山腰和山脚处侵蚀模数大于微度侵蚀规定的500 t ha-1 yr-1,属于轻度侵蚀。该研究进一步表明,人类活动的影响,如道路建设、采矿和森林砍伐,可以显著加快土壤侵蚀速度。常量和微量元素数据表明,该坡地土壤是下覆基岩的原位风化产物。山顶沉积剖面土壤元素损失以化学侵蚀为主。山腰发生显著侵蚀,且经历了强烈的化学风化作用,从而得出在一定的土壤侵蚀速率下,没有新鲜土壤物质输入的剖面会经历最强的化学风化作用,导致易风化矿物(如长石)的大量溶解。广西南丹坡地在山腰林带位置发生土壤沉积现象,然而坡地平均侵蚀模数为轻度侵蚀。山腰林带沉积现象和山顶及山脚土壤侵蚀的鲜明对比,仍然强调了植被覆盖对土壤保持的重要性。元素数据显示三个剖面土壤来自同一种物源,且坡地山腰和山脚剖面有着山顶剖面侵蚀物质的继承性。不活化元素在山腰剖面(沉积剖面)富集、在山脚剖面亏损,这些元素主要以颗粒态的形式物理横向迁移;而溶解度较好的微量元素并不会随土壤沉积发生富集现象。广西桂林硅酸盐岩坡地山顶和山腰剖面的土壤侵蚀模数分别为-22.28和36.71 t ha-1 yr-1,山腰处属于中度侵蚀。山腰剖面近期遭受严重的人为扰动是导致该位置遭受严重土壤侵蚀的原因。与山顶沉积剖面土壤样品相比,山腰侵蚀剖面中的所有常量与微量元素均亏损,含量明显减少。与山顶沉积剖面相比,山腰侵蚀剖面所有稀土元素均发生亏损现象,这个现象也暗示着化学侵蚀(溶质态)的稀土元素并不易富集于某处。对不同植被覆盖土地137Cs浓度来说,得出林地>草地>荒地>人为扰动土地。土壤侵蚀模数与影响因子的相关性分析表明植被覆盖与侵蚀模数呈显著正相关(R2 = 0.70),此结果进一步明确了加大植被覆盖和减少人为干扰对喀斯特地区水土保持的重要性。坡度也是影响坡地土壤侵蚀的另一个关键因素,坡地越小,侵蚀状况越小。本文还测得南丹地区2014年137Cs面积比活度本底值为883.86 Bq m-2,通过对比其他学者2006年与2009年该地区周边的137Cs本底值得出该本底值合理可靠。该值将为桂西北地区137Cs示踪法的应用提供可靠时效的数据支持。植被覆盖有效减少土壤侵蚀,但对元素化学侵蚀起到了促进作用,在南川和南丹坡地上植被覆盖最好的剖面处土壤元素均显亏损,其中南丹坡地山腰林带土壤常量元素富集系数达到-0.6。土壤元素迁移行为表明物理侵蚀和化学侵蚀间存在着拮抗作用,两者此消彼长。然而桂林坡地山腰处土壤元素却亏损严重,由此得出人为扰动会打破这种平衡,加剧二种侵蚀过程的进行。

语种中文
页码129
内容类型学位论文
源URL[http://ir.gyig.ac.cn/handle/42920512-1/10745]  
专题地球化学研究所_研究生
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GB/T 7714
宋长顺. 中国西南喀斯特地区土壤侵蚀状况及其地球化学研究[D]. 中国科学院地球化学研究所. 中国科学院大学. 2019.
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