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岩溶山区具有多相多层复杂界面体系,环境界面变异敏感度高、环境容量低、稳定性差、承受灾害能力弱。为了调查贵州高原面岩溶坡地土壤侵蚀强度,指导石漠化治理,应用自制的简易工具调查了贵州高原面岩溶坡地土壤异质性,讨论了岩溶坡地土壤异质性的表述方法;尝试137CS法示踪了岩溶坡地土壤侵蚀情况,采集了贵州高原面137CS本底值,分析了岩溶坡地137CS的空间分布;结合径流小区观测资料,调查了洼地和小流域出口沉积泥沙中137Cs含量,并讨论了土壤地面流失与地下流失之比。主要结论如下:
(1)选取了地表石质土地面积比例及空间分布和土壤厚度及空间分布两个方面作为土壤空间异质性的表述内容,引入了地块破碎度、离散度、变异函数等指标;以王家寨为例,研究发现岩溶坡地土石比、破碎度、离散度、土壤厚度等指标从坡顶到坡脚逐渐增大;石质地块破碎度在微观地块上表现为值越大地块越完整,是否与研究尺度有关还需要进一步论证;土壤厚度变异系数基本在1~1.5之间,与岩溶坡地土壤厚度变程和土壤平均厚度有关。
(2)龙里草原土壤中137Cs的平均面积活度为955.3Bq/m2。普定土壤中137CS的平均面积活度为886.5Bq/m2。考虑到贵州高原面不同水气米源对137CS沉降量的影响,本研究137Cs本底值为龙里与普定的平均值920.9Bq/m2。
(3)王家寨岩溶坡地土壤中137CS的深度分布坡顶和坡脚具有相同的趋势,次表层土壤中I37Cs的比活度最大;坡中土壤中137CS的含量先增加后陡然减少,可能是由于小于2mm的土壤颗粒向下渗漏。土壤中137CS的比活度介于9.1-56.9Bq/kg之间,变化趋势顺坡降低,与土层厚度变化趋势相反;平均比活度为26.1Bq/kg,远远大于本底值的137Cs比活度,可能是由于岩溶坡地土层较薄,同时基岩表面沉降的137CS也流入土壤中,导致单位土壤接收的137CS含量增大。土壤中137Cs的面积活度介于144.7-440.2Bq/m2之间,顺坡变化趋势不明显;与本底值比较,流失比较大;可能是由于黔中岩溶坡地早期石漠化较严重,基岩无法吸附137CS,导致早期沉降的137CS随水流失。基于目前的研究方法和模型,有理由认为用于均质土壤地区的137CS法暂时不适合直接用于基岩型岩溶坡地土壤侵蚀速率的调查。
(4)普定陈旗小流域6种径流小区调查的2007年平均土壤侵蚀强度基本上小于10t/km2a,三个洼地通过137Cs法断代除石人寨洼地由于1960年前后植被破坏殆尽导致泥沙沉积量巨大外,马关和中坝洼地产沙模数均小于30t/km2a。