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第八章土壤退化过程与环境质量


我国草场荒漠化主要的驱动因素:
原位影响
在原位影响中,侵蚀对土壤生产力的影响是最重要的方面。
耕作层的丧失
土壤肥力的下降 土壤有机质的下降
技术学派
表土学派
植物有效水库容的下降
土壤热反射能力增加 结壳和压实
可代 替
无法 替代
异位影响
雨后径流高峰增大,可能加剧洪水灾害 泥沙沉积导致渠道和水库淤积,削弱通量或库容 由于溶解和颗粒结合态养分的输入,产生富营养化 的危险性增加
②功可以全部转化为热,但任何热机不能全部地、连续不 断地把所获得的热量转变为功。
Prigogine(1961)指出,在开放系统中,系统熵变可 以由下列式子给出:
ΔS= ΔSe+ ΔSi
ΔSe表示土壤与环境之间反应的熵的变化, ΔSi则是系统内部不可 逆过程的熵变。
矿物风化过程涉及化学键的破 坏,导致结合能的释放并增加土壤 组成的无序性

半干旱地区土壤沙漠化:主要分布在内蒙古中西部和

东部、河北北部、陕北及宁夏东南部。该地区属农牧交错
的生态脆弱带,由于过度放牧、农垦,沙化成大面积区域

化发展,这一沙化类型区人为因素很大,土壤沙化有逆转

可能。

半湿润地区土壤沙漠化:主要分布在黑龙江、嫩江下 游,其次是松花江下游、东辽河中游以北地区。呈狭带状 断续分布在河流沿岸。沙化面积较小,发展程度较轻,并 与土壤盐渍化交错分布,属林一牧一农交错的地区,降水 量在500mm左右。对这一类型的土壤沙化,控制和修复是 完全可能的。
雅丹魔鬼城
第三节 荒漠化过程中的 土壤和环境质量变化
一、荒漠化及其影响
概念
“荒漠化”指干旱、半干旱、干旱的半湿润 地区在自然和人为活动影响下造成的土地退化。
河水断流, 胡杨枯死,土 地轻度沙漠化
干旱荒漠地区的土壤沙漠化:分布在内蒙古的狼山一 宁夏的贺兰山一甘肃的乌鞘岭以西的广大干旱荒漠地区, 沙漠化发展快,面积大。该地区由于气候极端干旱,土壤 沙化后很难恢复
4、人为管理措施 主要体现在两个方面:一是土壤的翻 耕措施;另一个是耕作方式。
土壤翻耕 梯田
二、土壤水蚀的估计和预测
目前,应用最为广泛的是Wischmeier等(1978)提出 的通用土壤流失方程(USLE)。
A = RKLSCP
标准侵蚀小区是长度 为22.13 m,坡度为9%,无 植被覆盖的休耕地。
熵增加
熵减少
次生矿物的形成、土壤结构的 形成、有机质的富集等朝组织程度 提高和有序化方向发展
总而言之,如果受外界环境的影响,土壤的物理混合 和原生矿物分解占主导地位,土壤的发育过程将是熵增的;
如果黏粒迁移-淀积、有机质积累、 次生矿物形成和淋溶过程占主导地位, 土壤的发育就朝更加有序化方向发展, 是熵减的。
第八章 土壤退化过程 与环境质量
第一节 土壤的自然演变与退化 第二节 土壤侵蚀与环境质量 第三节 荒漠化过程中的土壤和环境质量变化 第四节 土壤酸化与环境质量 第五节 土壤盐渍化
第一节 土壤的自然 演变与退化
一、土壤变化与环境条件的关系
热力学第二定律
①热量总是从高温物体(系统)传到低温物体,但不能不带 有其他的变化,把热量从低温物体传到高温物体。
2、地表覆盖 地表覆盖可以显著地影响侵蚀状况,主要 是保护雨滴的直接冲击。另外植物对土壤水分的利用可以 降低土壤含水量,从而降低沟间侵蚀作用。
3、地形因素 土壤冲蚀程度,一般因坡度和坡长的增加 而增大。坡度愈大,径流流速增加,径流量也隨著增大; 坡面愈长,径流量和深度也增加,冲蚀力也隨增,小沟冲 蚀也随之增加。
C因子
地表覆盖因子:与土地利用状况密切相关,不同的植被 类型和覆盖程度的C值有很大的差别。
P因子
人为管理措施:根据不同的侵蚀控制措施取值,在没有 耕地的休闲坡地P值为1,在条带耕作、等高耕作、梯田等 情况下,P值不同程度的降低。
三、土壤水蚀对环境质量的影响
降低土壤肥力,甚至丧失土壤资源 泥沙淤积河床,加剧洪涝灾害 影响航运,破坏交通安全 输出养分,造成水体污染 加速有机物质氧化,影响全球变化
2、人为活动引起的“退化”
土壤退化的主要类型
土壤退化具有原位和异位影响
第二节 土壤侵蚀与环 境质量
风蚀 水蚀
一、土壤水蚀及其影响因子
水蚀是指土壤被水移动。开 始于雨滴的冲击,飞溅及径流水。
沟间侵蚀
沟蚀
土壤侵蚀的影响因子:
1、气候因素 气候因素是决定土壤侵蚀量的最重要影响 因子,其中降雨是土壤侵蚀的驱动力量,它的大小和强度 直接决定土壤侵蚀的强度。
中国沙漠分布图(漠



盐渍荒漠化
冻融荒漠化
环境影响
沙尘暴天气
流沙淹没房屋
二、荒漠化过程的特点 和影响因子
1、植被退化
特点
2、土壤退化
3、植被与土壤退化相互作用,加速 草场荒漠化进程
影响因子
主要原因在于水分严重短缺导致植被生 长困难、有机质不足而且分解较快、土壤结 构破坏等互相关联的自然背景和过程。
二、人为导致的土壤退化
农业和林业生产的基础 过滤、缓冲和转化能力 生物基因库和繁殖场所 原材料来源 容纳基础设施建设 构成景观并保存自然和文化遗产 我们认为土壤生产力或功能的丧失,或者生产经济产 品和环境调节的内涵功能的下降都视作为土壤发生了退化。
土壤退化的两种主要类型: 1、自然土壤形成过程导致的“退化”
R因子
降雨因子:估计降雨侵蚀指数的最佳方法是每年中降雨 事件的最大30分钟雨强(EI30),然后计算前22年的平均值。
K因子
土壤可蚀性因子:是表征土壤自身抵御侵蚀能力的一个 因子,它与土壤结构的种类、强度、土壤孔隙状况等密切相 关。
LS因子
坡长-坡度复合因子:目前有多个关于该因子的估计方 法,差别不大,只有在坡度极缓(<1%)或者极陡(> 20%)时才有显著的不同。
河道淤积
鄱阳湖
洞庭湖 太湖
四、土壤风蚀及风蚀地貌
风蚀是由风的动力推移土壤,发生浮游、跳跃和地面 翻滾。风蚀的过程可分三个简单步骤:1、移动开始;2、 搬运;3、沉降。
影响风蚀的因子有:风速、风向、持续时间及土壤因 子,人为不当的耕作,破坏土壤结构也是原因之一。
风蚀所引起的损害有: 1、表土损失,生产力减少; 2、冲蚀物沉降造成的堆积 或掩埋;3、土壤水分变化, 限制作物生长;4、加深盐 害。
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