论文部分内容阅读
背景值的选择是利用核素示踪技术研究土壤侵蚀的基础,直接关系到侵蚀速率计算的准确与否。黄土高原是我国土壤侵蚀最严重地区之一,又是137Cs示踪技术研究土壤侵蚀的理想区域,在黄土高原调查137Cs背景值空间分异对利用137Cs示踪技术快速调查黄土高原的侵蚀状况具有十分重要的意义。本研究在典型的黄土高原区,按每1个经度,0.5个纬度网格法在典型地块采集137Cs背景值土壤样品,结合1951~1980年时段的气象资料和室内土壤理化性质的分析,对黄土高原137Cs背景值的空间分布特征与其影响因素的确定进行了研究,得到了以下主要结论:(1)确定了137Cs背景值所需采样点数与采样面积通过选取未扰动地与农耕地两种典型土地利用方式的样地,采取网格逐步加密采样法,对137Cs背景值采样点数与采样面积进行了分析,结果表明:对于未扰动采样地块,最少采集11个样点就可确定当地的137Cs背景值,在0.25m2范围内137Cs背景值空间变异系数最小;农耕地由于长期的耕种,137Cs背景值空间变异性显著变小,采样时最少需采集7个样点就可确定当地的137Cs背景值且不会受到采样面积的影响。(2)明确了黄土高原137Cs背景值空间分布特征通过绘制137Cs背景等值线图发现黄土高原137Cs背景值总体趋势不是很明显,变化复杂出现高低波动起伏现象,空间变异性较大,不遵循全球137Cs背景值随降雨时空变化规律。根据其空间变异特点将黄土高原137Cs背景值空间分布划分为陕北黄土高原,宁夏回族自治区,陇西高原三个区域。同时研究发现在风沙丘陵区137Cs沉降量高、低值呈现出间断跳跃现象,背景值样点选取很困难,选择不当会引起过高或过低的估计土壤侵蚀速率。(3)分析了黄土高原137Cs背景值空间分布影响因素通过对可能影响到137Cs背景值空间分布的因素进行逐步回归分析,得出黄土高原137Cs背景值空间分布与土壤粘粒和海拔有关,其中与土壤粘粒呈负相关,与海拔呈正相关。随机的空间变化性和系统空间变化性引起的变异性可能占137Cs背景值空间总变异的很大比例。(4)利用Walling全球137Cs背景值模型预测了黄土高原137Cs背景值分布利用Walling模型模拟了黄土高原137Cs背景值,发现其等值线与黄土高原年均降雨量等值线趋势一致;通过对137Cs背景值预测值与经度、纬度、降雨量进行相关分析及偏相关分析,表明137Cs背景值预测值与多年平均降雨量呈极显著正相关。Walling模型假定全球的137Cs干沉降量为一定值,本研究通过分析计算得出黄土高原模拟137Cs干沉降量为169.74Bq m-2。在假定Walling模型预测的137Cs湿沉降量准确的基础上,本研究分析了黄土高原137Cs干沉降量的空间分布特征,表现出由北向南,由西北向东南逐渐降低。分析表明黄土高原137Cs干沉降量存在着较大的空间变异性,气候与地形因素对干沉降的重新分布起了很大的作用。(5)影响黄土高原137Cs背景值干沉降量空间分布因素的初步确定通过对可能影响到137Cs背景值干沉降量空间分布的因素进行逐步回归分析发现黄土高原137Cs干沉降量与土壤粘粒呈负相关,而与海拔、风速呈正相关,其中风速所占的权重值最大。