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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
土
半干旱地区土壤沙漠化:主要分布在内蒙古中西部和
地
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
沙
化发展,这一沙化类型区人为因素很大,土壤沙化有逆转
漠
可能。
化
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
化
类
型
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。