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半干旱区草地沙化是土壤持续风蚀的结果,土壤沙化程度取决于土壤的风蚀强度,因此,研究自然条件下风蚀强度对恢复人类活动破坏的草原生态环境具有重要的意义。然而,土壤侵蚀的过程和强度又受到当地气候、地貌、植被覆盖、降水量等因素的制约。因此,研究土壤侵蚀的机制和历史对于揭示区域气候和环境变化具有重要意义。通过建立土壤侵蚀估算模型,可为人类的生产、生活活动提供指导,并为区域生态环境的改造提供可靠的理论依据和实施建议。
本文通过对内蒙古浑善达克沙地进行实地考察,采集剖面28个,表层点56个,共计220多个样品。测定了样品的137Cs、210pb活度和粒度等指标,获得了浑善达克沙地137Cs、210pb活度的分布特征,并与现代气象记录比较,进一步分析了137Cs、210pb活度与降水量及侵蚀作用的关系,最后依据建立的137Cs、210pb土壤侵蚀模型估算了该地区的侵蚀速率。这些结果对今后监测土壤侵蚀具有指导意义,具体如下:
1.浑善达克沙地137Cs活度在0.05~3.16dpmg-1之间,平均值为0.64±0.04dpmg-1;210Pbex活度在0.17~12.26dpmg-1之间,平均值为3.18±0.49dpmg-1。具有由东向西、由南向北,137Cs、210pb活度呈下降的趋势。
2.在自然状态下,137Cs、210Pb随着深度的增加呈指数递减,在半干旱的风蚀地区,137Cs、210pb的累积总量取决于侵蚀速率,侵蚀速率越大,137Cs、210pb累积量越小,反之亦然。
3.137Cs、210pb总量和分布形态与自然环境和人类活动有关。在自然状态下,137Cs、210pb活度随着深度的增加呈指数递减;在农耕区,由于耕作的混合作用,137Cs、210pb活度随着深度的增加均匀分布;在人类扰动区,137Cs、210pb活度深度分布无规律。
4.通过对研究区表土(0~2cm)样品137Cs、210pb活度分析,结果显示从南到北,从东到西,具有逐渐下降的趋势,而年均降水量从南往北,从东往西也是降低的,表土采样点137Cs、210pb活度与年均降水量呈较好的指数相关关系。说明137Cs、210pb活度与当地降水量密切相关,但并不仅受控于降水量。
5.通过对浑善达克沙地典型牧区草原土壤样品137Cs、210pb活度测量发现:表层(0~2cm)样品137Cs、210pb活度与反映沙化程度的土壤粒度密切相关,从东往西,从南往北,137Cs、210pb活度随土壤砂含量的增加呈显著递减的趋势,与影响地表侵蚀强度的风速变化方向一致,这些特征说明表土137Cs、210pb活度能够作为草原土壤风蚀强度的标志。
6.通过137Cs、210pb模型估算的土壤侵蚀速率,表明研究区的侵蚀速率介于700~6500tkm-2a-1,且从东到西,从南往北,具有增强的趋势。