长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K值研究

1、第6卷第2期水土保持研究V o l.6N o.2 1999年6月R esearch of So il and W ater Conservati on Jun.,1999长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K值研究3梁音史学正(中国科学院南京土壤研究所南京210008摘要以土壤亚类为基础,从土种入手,依据第二次土壤普查资料建立了我国东部丘陵区各土种的理化性质数据库。应用土壤可蚀性方法,计算出各土种的土壤可蚀性K值,用面积进行加权平均,经分类分级后,连续到相应的土壤图上,得到我国东部丘陵区土壤可蚀性K值图及其分布规律。关键词可蚀性K值东部丘陵山区土壤种类长江以南So il Erod i able K

2、i n Ea st H illyf ields of the Southern Yangtze R iverL iang Y inS h i X uez heng(N anj ing S oil Institu te of Ch inese A cad e m y of S ciencesN anj ing210008AbstractB ased on the sub so il species and the second so il su rvey info r m ati on,the au tho r es2 tab lished the nati onal data poo l of

3、 vari ou s sub so il typ es fo r the east h illyfields in the sou them of Yangtze river.U sing the m ethod of so il erodiab le K to calcu late K values of vari ou s sub so il types,th rough dividiati on,and then link ing the values to the relative so il m ap s,the so il erodia2 b le K value m ap s a

4、nd their distribu tive regu lares have been given ou t here.Key wordsso il erodiab le K valueeast h illyfieldssub so il typesthe sou thern of Yangtze river影响土壤侵蚀的因子除了降雨、径流、地形、地表植被、人为活动等侵蚀外营力外,还取决于土壤本身的抗蚀抗冲能力,即侵蚀内营力,国际上通常用土壤可蚀性K值这一指标来衡量。K值的大小表示土壤被冲蚀的难易程度,反映土壤对侵蚀外营力剥蚀和搬运的敏感性,是影响土壤流失量的内在因素,它也是定量研究土壤侵蚀的

5、基础。世界上不论是应用很广的U SL E方程,还是80年代中期开始研究的W EPP模型,都把它作为一个主要因子2,3,作为水土保持研究的重要内容而加以深入研究。同时,土壤可蚀性K值也是土壤侵蚀预报、土地利用规划、水土保持规划、土地利用评价和土壤环境潜在危险性评价的重要参数,缺少土壤可蚀性K值,上述许多实际工作也就缺少足够的依据。因此,对土壤可蚀性K值的研究无论在水土保持学科理论上,还是生产应用实践上都具有重要的意义。收稿日期:1999-04-153国家自然科学基金95期间重点支持项目的部分内容,基金批准号:49631010。84水土保持研究第6卷1土壤可蚀性的计算方法1971年,W ischm

6、 eier W.H.根据实测的土壤可蚀性因子的K值与土壤性质的相关性,建立了土壤可蚀性K值与土壤质地、土壤有机质、土壤结构和土壤通透性的关系式1,2: 100K=2.1(N1 N21.14(12-O M(10-4+3.25(S-2+2.5(P-3(1式中:N1=粉砂(0.050.1mm%+极细砂(0.0020.05mm%;N2=100-黏粒(22110.50.50.250.250.1砾极粗砂粗砂中砂细砂220.20.20.020.020.0020.002砾粗砂细砂粉砂黏粒0.10.05极细砂0.050.002粉砂0.002黏粒3中国第二次土壤普查所使用的标准。3土壤类型组成及K 值的计算结果我

7、国东部丘陵区包括浙江、福建、江西、广东、海南、广西、湖南七省和江苏、安徽、湖北三省长江以南的部分地区,全区总面积为119.745万km 2(本次量测的面积。从1 400万中国红壤黄壤地区土壤图可以看出,该地区主要分布红壤、砖红壤和水稻土,其它土类也有分布,共涉及的土壤约有14个土类(见表2。对于土壤可蚀性K 值的计算,我们以土壤理化性质数据库为基础,应用公式(1计算各土壤的K 值,再应用公式(5进行典型土壤类型的局部校正。由于公式(5所要求的各种土壤理化性质比较多,在第二次土壤普查中许多土壤理化性质没有,因此我们所得到的公式(5,只是提供了应用土壤理化性质来计算土壤可蚀性K 值的新方法,仅适应

8、于我国南方东部丘陵地区。计算出各土种的K 后,应用各土种的面积进行加权平均,得到亚类的可蚀性K 值的平均值(见表2,然后根据亚类的面积(本次量测面积和K 值大小进行加权平均,得出同一土类的K 值(见表3。研究表明,我国东部丘陵区土壤的平均K 值为0.228,其中K 值最大的土类是紫色湿润雏形土和淡色潮湿雏形土,分别为0.342和0.339,最小的是湿润砂质新成土和滞水常湿雏形土,分别94第2期梁音等:长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K 值研究为0.037和0.097,相差较大;其余10个土类的可蚀性K值都在0.120.288之间。此外,湿润富铁土、简育湿润铁铝土和铝质常湿雏形土3个土类所占的面积

9、,约占东部丘陵区土地面积的66.03%,可见这3个土类的K值大小直接影响着该地区的土壤侵蚀状况。在3个主要的土类中,湿润富铁土类中共有5个亚类,其中红壤亚类占的比重最大,占土地总面积的29.76%,其K值为0.231;而K值最大的亚类是褐红壤,为0.293;K值最小的是红泥土,仅为0.177,相差不到一半。在简育湿润铁铝土类中,划分有4个亚类,分别为赤红壤、黄色赤红壤、赤红壤性土和赤红土,其K值依次为0.214、0.174、0.376和0.196,显然赤红壤性土最大,黄色赤红壤最小。铝质常湿雏形土类也有4个亚类,其土壤可蚀性K都在0.2以下,最大的是黄壤亚类,为0.191,最小的是黄泥土,为0

10、.136。表2我国东部丘陵区土类及其亚类的土壤可蚀性K值与面积代码土类亚类K值面积 km2占总面积 %1湿润铁铝土11砖红壤12红色砖红壤13黄色砖红壤14砖红壤性土15赤土0.2280.1970.2130.2640.21132891.52281.404679.63162.851686.012.74680.02350.39080.01360.14082简育湿润铁铝土21赤红壤22黄色赤红壤23赤红壤性土24赤红土0.2140.1740.3670.196142885.55225.1236142.595962.7111.93250.01883.01830.48963湿润富铁土31红壤32黄红壤33

11、褐红壤34红壤性土35红泥土0.2310.2440.2930.2270.177356400.2031656.952769.7056695.6011319.4829.76332.64370.23134.73470.94534铝质常湿雏形土41黄壤42表潜黄壤43黄壤性土44黄泥土0.1910.1480.1970.136122103.8312622.317385.864897.0010.19701.05410.61680.38395干润富铁土0.1581986.570.16596铁质湿润淋溶土61黄棕壤62黄棕壤性土0.2190.4126303.373525.290.52640.29447湿润淋溶

12、土0.1201948.250.1627 10滞水常湿雏形土0.0971706.360.142511紫色湿润雏形土11紫色土112紫泥土0.3430.30624817.12874.142.07250.073012钙质湿润富铁土121红色石灰土122棕色石灰土123黄色石灰土124黑色石灰土125耕种石灰土0.2520.2440.1750.1110.16416525.9944899.5331339.623277.421571.051.38013.74962.61720.27370.131215湿润砂质新成土0.0371877.600.1568 16海积潮湿正常岩成土0.170617.880.051

13、617淡色潮湿雏形土171石灰性潮土172潮泥土0.3220.4136687.751514.770.55850.126518水耕人为土200727.1016.76294土壤可蚀性K值图的编制与分布规律以1 400万中国红壤黄壤地区土壤图为工作底图,应用A RC I N FO进行数字化,再将以上所计算的各亚类的可蚀性K值,采用土壤可蚀性K值的分级指标,以省为单元划分K值的等级,然后将各等级值赋给各省的不同土壤类型,连接到底图上,在计算机上可以得出土壤可蚀性05水土保持研究第6卷K值图。各等级的面积统计一同列于表4,结果表明,土壤可蚀性K值在0.20.25之间的土壤面积占土地总面积的45.16%,

14、可见中低可蚀性土壤的面积占土地总面积的百分比较大。表3不同土类的土壤可蚀性K值与面积分布代码土类平均K值面积 km2占总面积 %1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 15 16 17 18湿润铁铝土简育湿润铁铝土湿润富铁土铝质常湿雏形土干润富铁土铁质湿润淋溶土湿润淋溶土滞水常湿雏形土紫色湿润雏形土钙质湿润富铁土湿润砂质新成土海积潮湿正常岩成土淡色潮湿雏形土水耕人为土0.2250.2450.2300.1860.1580.2880.1200.0970.3420.2170.0370.1700.339-39701.41185115.97458841.93146709.001986.579828

15、.661948.251706.3625691.2697613.611877.60617.888202.52200272.103.315515.459238.318312.25180.16590.82080.16270.14252.14558.15180.15680.05160.685016.7629表4我国东部丘陵区土壤可蚀性K值的分级指标代码可蚀性级别K值的范围分布面积 km2占总面积 %1 2 3 4 5 6低可蚀性土壤较低可蚀性土壤中低可蚀性土壤中可蚀性土壤中高可蚀性土壤高可蚀性土壤0.3522144.42189636.33540796.49138710.0442316.6345822.

16、761.8515.8445.1611.583.533.83对于不同岩性上发育的同一亚类土壤,其K值也有一定的差异,一般来说,花岗岩和第四纪红土上发育的土壤K值较高。由于红壤、黄壤和赤红壤3个亚类在该地区所占的比重较大,分别占总土面积的29.76%、10.20%和11.93%,因此我们重点讨论这3个亚类。从表5可知,第四纪红土和石灰岩发育的红壤,其K值分别为0.281和0.29,较其它母质发育的红壤高。然而其余母质发育的红壤其K值分也都在0.2以上。说明红壤亚类的可蚀性较高。在黄壤亚类中,石灰岩发育的黄壤K值最大,为0.406,其余岩性发育的黄壤其K值都小于0.2,因此,铁铝质岩发育的黄壤存在着

17、较大的侵蚀危险性。对于赤红壤亚类,4类母质发育的赤红壤,其K值相差不大,在0.18 0.221之间,其中花岗岩类母质发育的赤红壤的K值较大,同其它母质发育的赤红壤来说,存在有较大的侵蚀危险性。表5同一亚类不同岩性上发育的土壤可蚀性K值亚类铁质岩(玄武岩、安山岩等铁铝质岩(石灰岩、大理岩等硅铝质岩(花岗岩、花岗片麻岩等硅铁质(第四纪红土、板岩、泥岩等硅质岩(砂岩、浅海沉积物等砖红壤黄色砖红壤赤红壤红壤黄红壤红壤性土黄壤黄壤性土黄棕壤0.1970.218-0.232-0.166-0.2170.290-0.4060.2460.2130.2320.2350.2210.2040.2360.2050.15

18、70.1650.202-0.1960.2080.2810.2390.1920.1830.2370.2590.240-0.1830.2590.2120.4140.191-15第2期梁音等:长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K值研究52 水土保持研究 第6卷 5结语 ( 1 土壤可蚀性 K 值图的应用前景。首先 K 值图本身是土壤抵抗水蚀能力大小的一个相对 的综合指标, K 值愈大的土壤, 其抗冲抗蚀能力愈小; 相反, K 值愈小的土壤, 其抗冲抗蚀能力愈 强。 在农业生产和水土保持规划中, 在中、 高可蚀性地区, 应重点考虑水土流失因素导致的各种危 害, 而在低可蚀性地区, 其注意的程度可适当降低一

19、些。 此外, 将 K 值图与土壤侵蚀现状图结合 起来, 可以看出高、 低可蚀性土壤的侵蚀现状, 以便采取相应的治理和防治对策。 中、 同时, 可以利 用土壤可蚀性 K 值, 结合坡度等级、 地形能量等因子, 判断某一地区的侵蚀危害性, 在预测预报 土壤侵蚀量时, K 值是一个必不可少的主要因子。 ( 2 众所周知, 土壤性质, 特别是土壤有机质、 土壤 pH 、 土壤团粒结构、 土壤黏粒含量等等, 经 过若干年以后, 由于人类生产活动和自然界各种因素的作用, 即是同一类型的土壤, 经过许多年 以后, 其各种理化性质都在变化。 那么, 决定 K 值的土壤因子也在发生变化, K 值也应该在变。 因

20、 此在 K 值的动态变化方面可以继续作深入研究。同时发现, 土壤颗粒中 0. 1 0. 002 mm 粒径的 土粒含量与土壤可蚀性的关系极为密切, 土壤有机质含量较大时的土壤可蚀性研究、 应用 GU EL PH 方法观测的土壤入渗速率如何应用到土壤可蚀性 K 值的计算中去等等问题, 以后我 们可以继续作进一步研究。 参考文献 1 Science and Educa tion A dm in istra tion, U n ited Sta tes D ep a rtm en t of A gricu ltu re, A gricu ltu ra l H andbook 537, P redicting R a infa ll E ro sion L o sses, A Gu ide to Con seva tion P lan ting, 1987, 537 2 ischm eier. W. H. J. So il and W a ter Con serva