《表7 土壤侵蚀模数与环境因子相关性分析》

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《南方红壤丘陵区侵蚀沟道内土壤团聚体及有机碳特征》


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侵蚀沟道的坡顶处的土壤137Cs平均含量为4 288.21 Bq/m2(表3),远高于其他坡位处137Cs的含量,表明坡顶处有着明显的沉积现象。前人的研究[24-25]多集中在山脊的侵蚀坡面上,呈现出上坡侵蚀,下坡沉积的景观格局,但坡面尺度是由两侧汇水面与沟道组成,沟头即坡顶在整个径流汇集过程中既是源头也是两侧分水岭的汇水区,当发生降雨时,沟头对于来自分水岭的泥沙优先淤积在低洼处,所以表现出沉积而非侵蚀的特征。李航等[26]通过对山脊和山谷2种地形的土壤侵蚀特征研究也验证了这一结果。李小宇等[27]在人工林地的研究也指出地形对土壤侵蚀有着显著的影响,峁坡和坡脚发生了显著的沉积并含有更高的有机碳储量。在侵蚀区中,坡上发生了明显的土壤侵蚀,137Cs的含量显著低于其他坡位,主要是较大的坡度与沟道纵比降,以及来自两侧分水岭的坡面汇流和坡顶低洼处的水源所造成的。土壤侵蚀模数与坡度呈现显著的正相关关系,而与林草覆盖度呈现显著的负相关关系(P<0.05)(表7)。与坡上相比,坡中的林下植被绞股蓝以及钩藤等对径流泥沙有拦截作用,较厚的枯落物覆盖也在一定程度上提高了土壤的抗冲性,所以坡中成为一个相对的“沉积区”。坡脚处137Cs的含量出现了明显的下降,主要因为坡脚处坡度较陡,无植被覆盖(表1)。以前的研究[28-29]表明坡脚处多为沉积区,但本研究并未体现这种结论。原因可能是一方面流水的冲刷中断了土壤物质的沉积过程;另一方面坡脚处的泥沙仍然有朝着更为低洼处外流的趋势,所以表现出侵蚀特征。对于侵蚀沟道,地形因子在土壤侵蚀过程中占据主导地位,伴随着坡度和起伏度的变化顺坡而下可能出现侵蚀沉积交替进行的景观格局,并有相对侵蚀与相对沉积的现象产生。从更深远的角度来说,传统意义上的土壤侵蚀模数刻画的是流出小流域出口的净泥沙量损失量而非真实的坡面土壤分离的侵蚀量[30]。基于侵蚀泥沙的分选特性[31],细颗粒的团聚体以悬浮/跃移方式搬运,粗颗粒的团聚体以滚动的形式搬运,运动形式受控于水流剪切力、水流功率、颗粒尺寸等多种因素,这就形成了泥沙迁移的原位异位效应,更说明了沟道系统的土壤结构及养分分布不同于坡面系统。未来的研究更应着眼于“坡面与沟道”的整体系统,建立注重水、沙汇流的侵蚀产沙模型,为水土保持关键技术和瓶颈问题提供依据。