来源:中国水土保持科学
容许土壤流失量或土壤容许流失量(soil loss tolerance or tolerable soil loss rate)即SLT值,是生态环境领域的一个重要界值,它通常定义为“在长时期内能保持土壤肥力和维持土壤生产力所允许的最大土壤流失量”,在土层较薄时是与土壤母岩或母质的风化成土速率相等的。紫色土是薄层土壤,故其SLT值就是母岩的风化成土速率。
气候变化是人类面临的全球性问题之一,是全球变化的一个重要组成部分。已有研究表明:气候变化背景下,有些地方降水量增加而有些地方减少;气候变化在高海拔地区更明显,干旱区极端气温升高,而亚热带和热带则降低,地中海地区气温有升高趋势;我国的青藏高原呈暖湿化趋势,北方呈转暖变干而南方(包括四川和云南紫色土区域在内)呈转暖变湿的趋势。
气候变化对岩石风化有着明显的影响。多数研究表明:岩石风化速率与气温成正相关关系,与降雨无明显关系,也有研究证实它与降雨或湿度成明显的正关系,而与气温无明显的关系。Beerling的研究表明:母岩的化学风化率与降水和气温的相关系数分别为0.63和0.25,降水对化学风化率的影响超过了其他因素,是重要的影响因子。
紫色岩是我国主要的岩石类型之一,其在长江上游的分布面积占幅员面积的18%,在全国占2.3%,尤其以四川省和云南省境内的分布比较集中,其分布面积超过全国紫色岩分布面积的75%。作者前期研究表明:紫色岩风化对水、热都比较敏感。因此,推论认为:气候(降雨和气温)变化对紫色岩风化影响应该是明显的。
作者通过把处于亚热带区域的紫色土母岩样品,分别搬运到四川亚热带区盐亭站、云南干热河谷区元谋站(代表气候转暖变干)和云南热带雨林区西双版纳站(代表气候转暖变湿)的田间地表,经受所在区域自然气候的作用后,监测紫色土母岩风化成土速率(即容许土壤流失量),研究气候变化对紫色土容许土壤流失量的影响。
研究结果表明:
1) 温差变化对紫色母岩的风化速率影响最大,其次是湿度或降雨量。3种紫色母岩(蓬莱镇、沙溪庙和遂宁组)在不同年份都是在元谋站风化最快,其次是西双版纳站,最次是盐亭站,这主要是由于元谋站气温和湿度的日变化最大,即温差和湿度差最大,西双版纳站的湿度差和降雨量较盐亭站大。
2) 紫色母岩风化速率与气候因子间有明显的非线性关系。蓬莱镇和沙溪庙组母岩的风化速率与气温呈显著的幂函数关系,与温差和母岩含水率呈显著的指数函数关系,而遂宁组母岩的风化速率与气温无明显关系,与温差和含水率呈显著的指数函数关系。
3) 气候变化对紫色土容许土壤流失量有明显的影响。根据紫色母岩风化速率与气候因子间的关系模型,就3种母岩平均而言,在西双版纳站,风化速率增加21.8%,在元谋站则增加30.7%,因此,紫色土容许土壤流失量(SLT值)在西双版纳(转暖变湿)和元谋(转暖变干)的气候背景下,相应增加21.8%和30.7%。
本研究由国家重点研发计划项目"长江流域冬小麦化肥农药减施技术集成研究与示范"(2018YFD0200502);国家自然科学基金"气候变化对紫色土容许土壤流失量的影响"(41471232)共同资助。

《中国水土保持科学》是由中国科学技术协会主管,中国水土保持学会主办的综合性学术期刊。2003年创刊,双月刊,公开发行,2004年成为中国科技核心期刊,2011年入选中国科学引文数据库(CSCD),2015年入编《中文核心期刊要目总览》2014年版(即第七版)。

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