准东地区土壤颗粒分形研究及其风蚀量估算

发布时间：2018-11-12 09:41

【摘要】：我国是土壤侵蚀最为严重的国家之一,由于风蚀与区域经济可持续发展密切相关,风蚀问题研究也被专家学者以及政府部门密切关注。因此深入开展干旱区和半干旱区土壤风蚀监测的相关研究,可为防治土壤风蚀及风沙灾害提供技术支撑。本文以准东地区土壤为研究对象,以定量表征土壤粒径大小的分形维数为手段,分析其在空间上的变异,根据实测数据采用粒度对比法估算土壤风蚀量,寻求分形维数与研究区土壤风蚀量之间的相关关系,并用~(137)Cs示踪法测定准东地区土壤侵蚀速率,得出以下结论:(1)准东地区土壤质地多为砂壤土、砂土。研究区土壤颗粒以砂粒为主导,土壤颗粒粒径集中在0.04～0.2 mm范围内;计算研究区单重分形维数可得耕地土壤质地较好,土壤结构较为聚集,土壤保水保肥能力强,分形维数最高;研究区土样的∑u_i(q,δ)lg[u_i(q,δ]与lg(δ)线性拟合结果以及粒径分布广义维数谱D(q)～q曲线的结果均反映研究区土壤粒径呈非均匀分布,具有多重分形特征;通过土样土壤粒径分布分形参数与土壤质地的相关分析可知,土壤中中砂体积含量是影响研究区土壤的非均质特征的主要因素,随着中砂体积含量增加,土壤粒径分布越多分布于稀松区域,局部集中程度增大,土壤粒径分布的不均匀性增加。(2)从粒度特征分析可以看出,准东地区从耕地、草地、裸地到半固定沙丘,土壤颗粒平均粒径由细变粗,范围是0.046～0.158 mm;不同土地利用类型分选情况也不同,耕地分选很差,草地和裸地分选较差,半固定沙丘分选状况较其他土地利用类型表现中等,可见土壤的分选程度与沉积环境有密切关系;准东地区耕地、草地和裸地为极正偏,半固定沙丘为正偏,土壤粒度粗细分配的对称性极差,土壤沉积物细偏,平均值向较细方向移动;不同土地利用类型峰态分布存在较大差异,土壤粒度分布并不均匀,具有明显的优势粒径级别,半固定沙丘土壤粒度分布更为尖窄,亦说明高植被覆盖度对土壤粒度分布有明显的改良作用,受植被的影响,耕地土壤粒度分布趋于宽平;依据粒度对比法估算准东地区2016年土壤风蚀量在1 700～4 160g/(m~2·a)范围内,平均风蚀量为3219.36g/(m~2 · a),强度为中度风力侵蚀区;半固定沙丘土壤风蚀量远远大于其他土地利用类型,相同地类由于植被覆盖度等原因也存在明显差异;准东地区在不同土地利用类型下土壤颗粒分形维数与其风蚀量呈显著负相关关系。(3)耕作土~(137)Cs活度变化范围在2 Bq/kg～4 Bq/kg,变化区间较小,且新开垦农田与长年耕作土在不同剖面深度表现出了不同的规律性,新开垦农田底层有较高的~(137)Cs含量,长年开垦农田剖面表层和底层在0～20 cm变化区间起伏变化不大;非耕作土随着土壤深度的增加是呈指数减少的趋势变化的,土壤中50～80%的~(137)Cs含量集中在表层土壤10 cm以内;研究区耕作土较非耕作土土壤侵蚀速率偏低,耕作土中多年耕作农田土壤侵蚀速率为2 949.55 t/km~2/a,比新开垦农田土壤侵蚀速率要高。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157.1

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本文编号：2326746