本项目在系统分析国内外已有研究成果的基础上,通过野外布点采样、实地小区监测与室内分析,研究不同类型植物生长期内截留吸收Be-7量的变化规律及与土壤中Be-7量之间的动态变化规律,确定植被截留吸收Be-7量与降雨量和植被覆盖度之间的定量关系,量化植被覆盖对Be-7在地表分配的影响,建立包含植被覆盖因子的Be-7示踪估算土壤侵蚀速率定量模型,应用模型计算不同植被类型小区坡面土壤侵蚀速率,并与小区实测资料对比验证模型。本项目首次把Be-7示踪技术引入到有植被覆盖坡面土壤侵蚀的研究,拓宽Be-7示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用范围和应用尺度,提高Be-7示踪土壤侵蚀的准确性,将为利用Be-7示踪技术与3S技术相结合研究流域尺度土壤侵蚀奠定了基础,有重要的科学意义;同时此项目的研究将对监测和定量化评价我国现阶段黄土高原生态恢复过程中产生的水土保持减蚀效益具有现实的实用价值。
soil erosion;Be-7;vegetation cover;runoff plot;
Be-7示踪技术主要应用于裸露坡面土壤侵蚀的研究,但近20年来,黄土高原生态修复后植被覆盖增加,坡耕地面积减少,侵蚀方式转变,把Be-7示踪技术引入有植被覆盖坡面土壤侵蚀的研究是非常必要的。本项目通过对黄土高原北部Be-7的沉降、植物中Be-7的含量、土壤中Be-7的含量的测定,分析其年内、年际变化及重要影响因素,构建包含植被因子的Be-7示踪土壤侵蚀速率模型,并基于小区资料进行了验证,把Be-7示踪技术引入有植被覆盖坡面土壤侵蚀的研究。研究发现雨水中Be-7浓度随降雨量的增加而减小,旱季(冬春)雨水中Be-7浓度较高,雨季(夏秋)较低;Be-7的沉降量约50%的在夏季,冬春季沉降量较少,年内和年际变化大,主要受降雨量分布的影响,Be-7沉降量与相对应的降雨量具有显著的正相关关系。对植物中Be-7含量而言,同一采样时间不同植物类型及不同植物种中Be-7含量的差异较大,叶中的含量高于茎秆中的含量。混合干枯植物样中Be-7含量高于混合活植物样中的Be-7含量,二者在年内具有相同的变化趋势,在春末夏初含量差异较大,在雨季相差逐渐缩小。不同年份内相同类型地被物中Be-7含量的变化趋势是一致,在春季含量比较接近;不同地被物类型中Be-7含量与校正降雨量都具有显著的线性相关关系。年内土壤背景值Be-7量变化主要受降雨量和降雨年内分配模式的影响,呈单峰变化,最大值一般出现在8月份或9月份,最小值在冬末春初。单位面积植物截留吸收Be-7量的多少主要受校正降雨量和单位面积植物干重的影响,植被覆盖度对其影响不大,植被Be-7截留吸收系数主要受单位面积植物干重的影响,随单位面积植物干重的增加而增大,可作为量化植被覆盖对土壤中Be-7量影响的指标。基于以上的研究结果,提出包含植被因子的利用Be-7估算土壤侵蚀速率的模型,并利用小区数据进行验证,发现计算值与实测值比较接近,相对误差在10%~22%之间,说明该模型能够很好的估算有植被覆盖坡面的土壤侵蚀速率。