重庆市岩溶区不同石漠化程度下的土壤磁性特征研究

摘要

石漠化作为我国西南岩溶地区典型的土地退化过程，成为目前岩溶学领域最突出的环境问题和研究热点，受到党和国家及各级政府的高度重视，引起许多学者的关注与研究，也是关系到岩溶区社会经济发展和人们生活的热点与难点。由于对其研究方法与手段的局限性，对石漠化地区的理论研究与治理对策严重脱节，使石漠化治理对策远超其理论研究。因此，新的研究手段与方法的应用，对于探索岩溶石漠化地区的研究具有重要的意义。
　　 土壤磁学研究是土壤研究的新领域，作为环境磁学的重要组成部分，在我国主要土壤类型磁性特征研究、土壤磁性地理分布规律、土壤磁性矿物的发生与演变、现代城市土壤污染及大气污染、土壤侵蚀与水土流失、古环境与古气候等方面取得了丰富的研究成果。热带亚热带地区由于其独特的气候条件、基岩和母质的影响，土壤类型众多，为土壤磁学的研究提供了大量的素材，是我国土壤磁学研究的重要区域。现阶段土壤磁学的研究主要集中在未受人类活动强烈干扰的土壤，以及因污染问题导致的土壤磁性异常方面的研究，对人类活动强烈扰动下的土壤磁性研究较少。本次研究以此为切入点，选择热带亚热带岩溶石漠化地区土壤作为研究素材，采用磁学分析方法，研究该地区土壤磁性变化特征，不仅将磁学方法利用到对岩溶石漠化地区的研究，还将对人类活动强烈影响下的土壤磁性变化做一了解。
　　 通过研究，初步得出以下结论:
　　 (1)研究区石漠化地区土壤磁性变化特征整体表现为除撂荒地外，土壤磁化率随石漠化地区石漠化程度的增强而降低，二者之间呈现出负相关的趋势，可能是因为石漠化程度的加剧以及土壤侵蚀和水土流失，研究区的成壤作用处于初级阶段，铁磁性物质的形成和集聚较少。土壤频率磁化率值较高，基本在10％以上，说明研究区的土壤发育程度较高，土壤中的SP颗粒含量可能具有一定的丰度，其整体变化特征表现为除撂荒地外，石漠化地区土壤频率磁化率随石漠化程度增强而降低，这与研究区土壤磁化率变化情况基本一致，二者之间存在指数相关性，相关系数R2=0.2058，相关性较低，表明研究区的土壤频率磁化率的变化可能受土壤发育程度以外的其他因素的影响，如强烈的人类活动干扰以及溶蚀作用等。土壤磁化率的变化特征可以在一定程度上反映石漠化的程度。
　　 (2)研究区土壤性质指标研究发现，该地区土壤颗粒组成较细颗粒的粘粒含量成分远远高于较粗颗粒的砂粒组分，土壤质地表现出粘重现象，其变化规律表现为除撂荒地外，随着石漠化程度的进行，土壤颗粒组成粘粒含量逐渐增加，砂粒含量逐渐减少，可能是因为石漠化程度的加剧以及土壤侵蚀，较粗粒级的易溶物质被溶蚀并随水土流失，较细粒级的物质在原地残留，是土壤质地粘重;土壤有机质含量整体变化趋势表现为除撂荒地外，随石漠化程度的增强，其含量逐渐降低，与研究区土壤磁化率、频率磁化率呈现正相关关系(R2=0.5002，R2=0.2644);土壤游离氧化铁含量变化表现为随石漠化程度增强而升高的趋势，并与研究区土壤磁化率、频率磁化率呈现负相关关系。
　　 (3)研究区撂荒地土壤磁性特征与其他用地类型表现出明显的差异性，其土壤磁化率变化特征表现为在石漠化地区随石漠化程度增强而升高的趋势，频率磁化率却表现出由低—高的变化趋势，其有机质含量与游离氧化铁含量的变化趋势却与旱地、林地相似。
　　 分析认为，撂荒地撂荒后，人为扰动降低，其土壤磁性受成土条件和成土过程的共同影响，其有机质含量增加，土壤次生磁性矿物增多，土壤磁性随之升高;而旱地土壤由于人为熟化或翻耕，在岩溶石漠化地区独特的水热气候条件下，土壤存在一定的侵蚀，并伴有水土流失现象，土壤中的磁性物质在一定程度上流失，表现出土壤磁性随石漠化程度增强而降低，土壤质地粘重，有机质含量相应降低;林地土壤由于植被覆盖相对来说较好，且人为扰动较少，其土壤磁性特征变化完全由外界环境条件的变化而改变。说明人类活动对岩溶石漠化地区的影响十分严重，自然因素与人类活动的共同影响，不仅在一定程度上改变了当地土壤的发育环境，还影响着土壤的理化性质的变化，这对土地的可持续利用与发展有严重的影响。
　　 (4)由于受母岩的影响以及独特的气候特征，研究区发育的土壤浅薄，且与基岩的界线较为清晰。研究区土壤剖面性质研究表明，撂荒地在人为强烈扰动后，经过长期的自然进化和演替，通过自然状态恢复，其土壤理化性质有所好转，有机质含量增加，土壤结构相对稳定，并有一定程度的草本植被覆盖，可很好地降低土壤侵蚀与水土流失情况，对石漠化过程有一定的抑制作用。旱地受人为耕作强度大，土壤的水热汽状况发生较大的变化，土壤有机质分解加剧，因此土壤有机质含量最低，反过来又影响到土壤的理化性质，使良好的土壤结构迅速破坏，其富含有机质的表层土壤流失，土壤肥力急剧下降，土壤受到侵蚀。退耕还林还草，减少翻耕和人为扰动，有利于土壤有机质的积累，有利于减少土壤侵蚀，降低土壤水蚀作用，在一定程度上缓解了石漠化状况。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和选题依据

1．2 主要研究内容

1．3 石漠化主要研究方法概述与文章思路

1．3．1 岩溶石漠化地区研究的主要方法

1．3．2 论文的研究思路

1．3．3 拟解决的关键问题

1．4 指标的选取和可行性分析

第2章 研究区域概况

2．1 西南岩溶区概况

2．2 重庆市岩溶区概况

2．3 研究区域的选取及主要实验方法

第3章 岩溶石漠化地区不同石漠化程度土壤磁学特征分析

3．1 土壤磁性分析的理论基础

3．2 不同石漠化程度下土壤磁性特征

3．2．1 不同石漠化程度下土壤磁化率变化特征

3．2．2 不同石漠化程度下土壤频率磁化率变化特征

3．3 不同石漠化程度下土壤特征多指标分析

3．3．1 不同石漠化程度下土壤粒度分析

3．3．2 不同石漠化程度下土壤有机质含量分析

3．3．3 不同石漠化程度下土壤游离氧化铁含量分析

第4章 岩溶石漠化地区土壤剖面磁性特征分析

第5章 主要结论

第6章 不足与展望

6．1 本次研究的不足之处

6．2 展望

参考文献

附表

致谢