贵州贞丰-关岭花江喀斯特石漠化过程中岩土体化学元素含量与石漠化差异性关系研究

发布时间：2020-09-09 19:24

　　 不同等级石漠化地区岩体和土体中化学元素有较大的差异,表现在石漠化演化过程中不断被改变,化学元素的差异性对石漠化等级差异性的形成有着内在的关联性。文章以贵州贞丰-关岭花江石漠化治理示范区为研究区,选取11处样地的岩石样和土样,对其进行室内实验分析,以了解该地区岩石和土壤的化学元素含量,从而研究其含量的差异性与石漠化等级之间的关系。结果显示:1岩体中CaO/MgO的值越大,Rb/Sr值越低,石漠化等级越高。2在碳酸盐母岩逐渐溶蚀和风化成土的过程中,岩体中Ca、Mg离子被带走,导致成土后土体中Ca、Mg离子含量降低,但强度石漠化地区的土体中Mg离子含量却增加。3不同等级石漠化地区的样品化学元素流失和富集的程度略有差异,一般强度和潜在石漠化地区(离子)含量要高于轻度和中度石漠化地区。4土体中Rb/Sr值越大,石漠化等级越强。该研究可以为示范区的水土流失及石漠化治理提供理论和实践依据。
【部分图文】：

其余大部分地区因长期而强烈的水上流失，而基岩裸露，石漠化十分严重，裸岩面积比重达７０％以上。由于坡度大，成土速度极低，地表水流与地下水流的水平与垂直强烈交替，土壤侵蚀剧烈，日趋剧烈的土壤侵蚀和石漠化严重制约着当地居民生存条件和经济发展。２研究方法２．１土壤样品的采集取样地点选在花江峡谷石漠化治理示范区查尔岩小流域。按强度、中度、轻度、潜在石漠化等级设置１１个样地，其大小一般为２０ｍ×１０ｍ。结合地形图与手持ＧＰＳ野外测量结果，绘出各样地在示范区内的分布图（图１），各样地基本情况见表１。在同一样地分别采集土样和岩样，岩样在露头处用锤子敲击采集，土样采用环刀现场采集表层土壤（０～３０ｃｍ）样品。采集完成后编号，然后带回实验室测定土体物理、化学及力学性质。图１贞丰－关岭花江示范区土样样地分布Ｆｉｇ．１ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｉｎＺｈｅｎｆｅｎｇ－ＧｕａｎｇｌｉｎｇＨｕａｊｉａｎｇｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎａｒｅａ２．２岩石和土壤样品的测定将带回的岩样和土样在室内烘干，磨碎，过筛。称取制备好的样品５ｇ，倒入放置有钢圈且表面光滑的工具钢块上，钢圈外周用硼砂包裹，摊铺均匀后放入压力机中，在４００ＫＮ的压力下压成饼状。为了减少外界元素的干扰，整个样品的制作过程均采用陶瓷或玛瑙用具。实验仪器采用荷兰帕纳科公司生产的ＡｘｉｏｓｍＡｘ型的Ｘ射线荧光光谱仪（仪器功率为２．４～４．０ｋｗ，测试元素范围Ｂ－Ｕ，最大电流１６０ｍＡ）。测试结果见表２和表３。５３４中国岩溶２０１６年

Ｓ７２．２７４１．４１７４５．４６１２５．００８９．４９８２５４５．６９６．６５６．２１．７１９Ｓ８３．３８３３．４１３４０．６２０２２．６３４８．６４２２０１４．９６２．５３８．７１．６１５Ｓ９２．５５８３．９８１４１．４８２２５．１８７１１．４１９３１１１．２１２４．１５３．５２．３２０Ｓ１０２．４２９６．０６９５１．２０８２０．３５４１１．９０９２２６８．６１８６．２７４２．５１６Ｓ１１１．９４５３．４０３４９．５１３２２．９６９１２．８６２６５７．２１８９．６６７．２２．８２１图２贞丰－关岭花江示范区岩体和土体中ＣａＯ和ＭｇＯ含量对照图Ｆｉｇ．２ＴｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＣａＯａｎｄＭｇＯｃｏｎｔｅｎｔｉｎｒｏｃｋａｎｄｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｉｎＺｈｅｎｆｅｎｇ－ＧｕａｎｇｌｉｎｇＨｕａｊｉａｎｇｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎａｒｅａ由表２、表３和图２知：在碳酸盐母岩逐渐溶蚀和风化成土的过程中，岩体中Ｃａ、Ｍｇ离子被带走，导致成土后含量降低，但强度石漠化地区的土体中的Ｍｇ离子含量却增加。示范区内土体中部分ＳｉＯ２、ＡｌＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｐ、Ｒｂ、Ｓｒ等元素逐渐富集，不同等级石漠化地区的样品化学元素流失和富集的程度略有差异，一般强度和潜在石漠化地区含量要高于轻度和中度石漠化地区。另外，示范区内土体中Ｒｂ／Ｓｒ比值越大，石漠化等级越强，即Ｒｂ／Ｓｒ比值随着石漠化强度的提高而提高。２．３测定结果的分析与讨论示范区的碳酸盐岩母岩主要是裸露至半裸露的碳酸盐岩及碎屑岩，在气候湿润，水循环作用强烈的情况下易发生化学溶蚀。石灰岩和白

其余大部分地区因长期而强烈的水上流失，而基岩裸露，石漠化十分严重，裸岩面积比重达７０％以上。由于坡度大，成土速度极低，地表水流与地下水流的水平与垂直强烈交替，土壤侵蚀剧烈，日趋剧烈的土壤侵蚀和石漠化严重制约着当地居民生存条件和经济发展。２研究方法２．１土壤样品的采集取样地点选在花江峡谷石漠化治理示范区查尔岩小流域。按强度、中度、轻度、潜在石漠化等级设置１１个样地，其大小一般为２０ｍ×１０ｍ。结合地形图与手持ＧＰＳ野外测量结果，绘出各样地在示范区内的分布图（图１），各样地基本情况见表１。在同一样地分别采集土样和岩样，岩样在露头处用锤子敲击采集，土样采用环刀现场采集表层土壤（０～３０ｃｍ）样品。采集完成后编号，然后带回实验室测定土体物理、化学及力学性质。图１贞丰－关岭花江示范区土样样地分布Ｆｉｇ．１ＴｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｉｎＺｈｅｎｆｅｎｇ－ＧｕａｎｇｌｉｎｇＨｕａｊｉａｎｇｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎａｒｅａ２．２岩石和土壤样品的测定将带回的岩样和土样在室内烘干，磨碎，过筛。称取制备好的样品５ｇ，倒入放置有钢圈且表面光滑的工具钢块上，钢圈外周用硼砂包裹，摊铺均匀后放入压力机中，在４００ＫＮ的压力下压成饼状。为了减少外界元素的干扰，整个样品的制作过程均采用陶瓷或玛瑙用具。实验仪器采用荷兰帕纳科公司生产的ＡｘｉｏｓｍＡｘ型的Ｘ射线荧光光谱仪（仪器功率为２．４～４．０ｋｗ，测试元素范围Ｂ－Ｕ，最大电流１６０ｍＡ）。测试结果见表２和表３。５３４中国岩溶２０１６年

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