杨垄小流域崩岗分布特征及洪积扇土壤性质空间变异研究

摘要

崩岗是指山坡土体或岩石体风化壳在水力和重力作用下分解、崩塌和堆积的侵蚀现象，是我国南方花岗岩地区常见的、危害严重的特殊侵蚀类型。崩岗侵蚀量大，发展速度快，严重破坏土地资源，导致严重的水旱灾害及生态恶化。开展流域崩岗分布特征和崩岗洪积扇土壤性质研究可以丰富崩岗侵蚀理论，为崩岗侵蚀治理设计和全面开展崩岗区农田质量恢复提供科学的理论依据，具有特殊的实践意义。
　　本研究以通城县杨垄小流域崩岗群为研究对象，在野外调查的基础上，通过室内实验分析以及GPSRTK测量方法，运用GIS空间分析和地统计分析，对流域崩岗的分布特征和洪积扇土壤空间变异进行研究，主要结论如下:
　　(1)流域崩岗具有多发性、分布密度大、形态多样的特点。杨垄小流域崩岗分布密度为0.57个/hm2，发育的崩岗以中小型崩岗为主，其中有6个条形崩岗，6个瓢形崩岗，3个爪形崩岗和4个混合形崩岗。
　　(2)统计崩岗发生的坡度发现，该流域崩岗分布在8°～33°，其中78％分布在16°～18°，且该坡度范围的崩岗基本处于活动期。崩岗沿山坡坡向发育，节理发育的山体易发生崩岗，统计表明，崩岗发展方向与坡向和节理走向有关。主沟坡降的大小影响崩岗发育，主沟坡降大的崩岗活动性强。
　　(3)杨垄流域崩岗分布受流域位置影响。该流域从上游到下游地势逐渐变缓，崩岗较集中的分布在流域上游，自上游向下游数量逐渐减少，单个崩岗面积变大。流域西侧发育的崩岗数量较东侧的多。
　　(4)研究区崩岗洪积扇的土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量均处于极低水平;土壤pH呈中等酸性;阳离子交换量处于中下水平，说明研究区保肥供肥能力较差。小尺度范围内崩岗洪积扇土壤pH的变异系数最小，为弱变异性，其他土壤性质的变异系数值均小于1，为中等变异。
　　(5)崩岗洪积扇土壤有机质含量的分布与碱解氮、速效钾、阳离子交换量、土壤砂粒、土壤粉粒、土壤粘粒的分布呈极显著的相关关系;土壤养分中的碱解氮、速效钾、阳离子交换量之间均存在相关性，这四者与土壤颗粒各指标也存在相关性;土壤pH与其它土壤指标均不存在相关性;土壤速效磷与有机质、碱解氮、速效钾、粘粒都不存在相关性，与砂粒呈正相关，与阳离子交换量、粉粒呈显著的负相关。
　　(6)对各土壤性质进行趋势分析发现，土壤碱解氮含量在西南—东北方向上由西南向东北递增;速效磷含量在东西方向上呈“U”型变化，两边低中间高，这表明速效磷同时有一阶和二阶趋势;有机质、速效钾、阳离子交换量、粉粒、粘粒都是在在东北—西南方向上由西南向东北先微弱减小后迅速增加;而砂粒含量在西南—东北方向上由西南向东北先微弱上升后迅速递减。
　　(7)该崩岗洪积扇土壤性质变异性主要受结构性因素影响。各土壤变量均存在半方差结构，但不同土壤变量的空间变异特征不同，其中速效磷表现为各向同性，其他各变量均表现为各向异性。土壤养分中的速效磷、速效钾、阳离子交换量、土壤颗粒各变量和土壤pH均表现为强烈的空间相关性，而土壤养分中的碱解氮、有机质表现为中等相关性。
　　(8)该洪积扇土壤变量空间分布呈现很强的规律性。根据普通克里格插值结果看，土壤碱解氮、速效钾、有机质、阳离子交换量、粉粒、粘粒含量分布一致，均是从扇顶到扇缘弧状递增;砂粒含量的分布情况与之相反，为从扇顶到扇缘弧状递减;土壤pH值变化情况从扇顶到扇缘弧状递减;速效磷含量的分布趋势较不规则。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究目的与意义

1．2 崩岗研究进展

1．2．1 崩岗的涵义

1．2．2 崩岗分类研究

1．2．3 崩岗空间分布特征研究

1．2．4 崩岗侵蚀过程研究

1．2．5 GPS和GIS技术应用

1．3 崩岗洪积扇土壤性质空间变异研究

1．3．1 土壤性质空间变异研究

1．3．2 崩岗洪积扇区土壤研究

2 研究内容、区域概况和技术路线

2．1 研究内容

2．2 区域概况

2．2．1 自然条件

2．2．2 水土流失

2．2．3 社会经济

2．3 技术路线

3 研究方法

3．1 崩岗空间分布特征的研究方法

3．1．1 GPS RTK测量技术

3．1．2 GIS空间分析

3．2 土壤性质空间变异研究方法

3．2．1 土壤性质测定方法

3．2．2 地统计学分析方法

4 结果与分析

4．1 杨垄小流域崩岗参数汇总

4．2 杨垄小流域的崩岗分布特征及影响分析

4．2．1 崩岗形态和大小分布特征

4．2．2 坡度对崩岗分布的影响

4．2．3 节理走向和坡向对崩岗分布的影响

4．2．4 主沟坡降对崩岗形成的影响

4．2．5 流域位置对崩岗分布的影响

4．3 崩岗洪积扇土壤性质空间变异研究

4．3．1 数据预处理

4．3．2 属性数据库的设计

4．3．3 土壤性质的描述统计

4．3．4 土壤性质之间的相关性分析

4．3．5 土壤性质的空间结构分析

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢