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水土保持研究 2022年第4期29卷 28-38页

作者：杨苗苗杨勤科张科利王春梅庞国伟李玉茹西北大学城市与环境学院西安710127 北京师范大学地理科学学部北京100875 自然资源部第一地理信息制图院西安710054

为了全面认识土壤中的砾石对土壤可蚀性因子(K)的影响,即砾石效应(stoniness effect on erodibility,SE_(K)),利用全球范围的砾石覆盖影响(S_(t)),剖面砾石影响(K_(cf))、砾石覆盖和剖面砾石综合影响(K_(f-cs))以及高程、坡度、坡向、... 详细信息

为了全面认识土壤中的砾石对土壤可蚀性因子(K)的影响,即砾石效应(stoniness effect on erodibility,SE_(K)),利用全球范围的砾石覆盖影响(S_(t)),剖面砾石影响(K_(cf))、砾石覆盖和剖面砾石综合影响(K_(f-cs))以及高程、坡度、坡向、植被覆盖、土地利用类型、多年平均降雨量、多年平均气温等环境要素数据,通过相关性分析、格局分析以及随机森林回归分析,探索了SE_(K)的空间格局以及影响SE_(K)的主控因素。结果表明:(1)高程和坡度与SE_(K)呈正相关;植被覆盖度、降雨量和温度与S_(t)和K_(f-cs)呈负相关;降雨量与K_(cf)呈负相关;温度与K_(cf)呈正相关;阳坡的砾石效应大于阴坡;耕地和林地的砾石效应较小,草地、荒漠和裸地的砾石效应较大。(2)S_(t)和K_(f-cs)的主控因子为高程和坡度,降雨量和温度是K_(cf)的主控因子。因此,在大区域土壤侵蚀评价中,对于砾石含量较大、高程较高、坡度较大的区域,均应给予特别关注,如果不加考虑,则有可能使土壤侵蚀评价结果出现偏差。

关键词：砾石效应砾石覆盖土壤可蚀性因子环境要素

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全球土壤可蚀性因子(K)计算与砾石影响分析

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作者：杨苗苗西北大学

学位级别：硕士

土壤侵蚀是全球性的环境问题之一,它对生态环境和社会经济的健康发展构成较大威胁,是许多其他环境问题日益严重的重要影响因素。在土壤侵蚀预测模型中,通常用土壤可蚀性因子(K)来表示土壤性质和土壤剖面特征对土壤流失的影响。USLE-K、R... 详细信息

土壤侵蚀是全球性的环境问题之一,它对生态环境和社会经济的健康发展构成较大威胁,是许多其他环境问题日益严重的重要影响因素。在土壤侵蚀预测模型中,通常用土壤可蚀性因子(K)来表示土壤性质和土壤剖面特征对土壤流失的影响。USLE-K、RUSLE2-K、EPIC-K和Dg-K是四种应用广泛的土壤可蚀性因子(K)计算方法,但是哪种算法在全球范围内更为适用,尚待研究。同时,在这些算法中,土壤可蚀性因子(K)大多是基于土壤理化属性数据计算的,均不涉及砾石含量,但砾石含量的多少及其分布的差异对土壤理化性质等均有一定的影响,进而影响土壤可蚀性因子(K)估算的准确性。本文利用USLE-K、RUSLE2-K、EPIC-K和Dg-K四种算法对全球土壤可蚀性因子(K)进行估算,并对其空间格局、主控因素等进行分析;利用文献反查方法、检索工具方法检索土壤可蚀性因子(K)实测数据,建立K因子值实测数据库,对以上四种算法的结果进行合理性分析,根据K因子实测数据库对以上四种算法进行修正;同时,以USLE-K算法为例,计算剖面砾石影响,砾石覆盖影响以及剖面砾石和砾石覆盖的综合影响,并对砾石—土壤可蚀性因子关系的影响因素进行定量分析并形成系统认识。本文的主要结论如下:(1)USLE-K、RUSLE2-K、EPIC-K和Dg-K四种模型得到的全球值K因子空间格局相似,计算值略有不同。四种算法的均值分别为0.0296、0.021、0.0269和0.0275。四种算法,特别是前三种算法计算的K值,均表现出北美洲西部、欧洲西部和亚洲中部高,南美洲东部、非洲南部和澳大利亚大陆低的空间格局,但是具体值略有差异。基于Dg-K算法的结果与前三种算法的格局略有不同。主控因子分析的结果表明,土壤粉粒含量是USLE-K、RUSLE2-K和EPIC-K所得K因子的主控因子,土壤砂粒含量为Dg-K算法所得K因子的主控因子。(2)对比106个实测值,从均值来看,RUSLE2-K算法最接近实测K因子值,其次是USLE-K算法和EPIC-K算法,Dg-K算法与实测K因子的均值相差较大。对比106个实测值和四种算法得到的K因子,发现四种算法在全球范围的估算结果,虽存在偏差,但可修正,通过修正后的结果可更好的用来进行全球土壤侵蚀评价。(3)土壤剖面中砾石的存在,使土壤饱和导水率降低,土壤渗透性等级增加,全球土壤可蚀性因子增加2.84%;砾石覆盖通过保护土壤免遭雨滴打击和径流冲刷减少土壤侵蚀,在山地、荒漠(沙漠和戈壁)地区,这一影响会使土壤可蚀性值减小约18.7%。土壤表面砾石覆盖和土壤剖面砾石含量的综合影响,使土壤可蚀性因子降低6.98%。以砾石覆盖影响为主的地区,土壤可蚀性因子可降低0.0051(***.h)/(***);以剖面砾石影响为主的地区,土壤可蚀性因子增加0.0008(***.h)/(***)。(4)砾石效应(R,the relationship between stoniness and erodibility)受到多种环境要素的影响,其中,高程和坡度与R(砾石覆盖影响St、剖面砾石影响K和砾石综合影响K)呈正相关;植被覆盖度、多年平均降雨量和多年平均温度与St和K呈负相关;多年平均降雨与K呈负相关;多年平均温度与K呈正相关;阳坡的砾石效应大于阴坡;耕地和林地的砾石效应较小,草地、荒漠和裸地的砾石效应较大。砾石覆盖影响St和砾石综合影响K的主控因子为高程和坡度,K的主控因子为多年平均降雨和多年平均温度。

关键词：土壤侵蚀土壤可蚀性因子主控因子砾石含量砾石效应

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