土壤腐蚀性评价方法综述(1)

王艺华

摘要：在土壤环境中，因土壤的腐蚀性而造成的破坏，给国民经济建设带来了重大的损失。如何就土壤对金属的腐蚀性作出评价和预测，在实际工作中采取对应的保护措施，尽量减少土壤对金属材料的腐蚀破坏，无疑是腐蚀研究中的一个十分重要而有意义的课题。但是由于土壤腐蚀介质本身的特殊性和复杂性，金属材料土壤腐蚀的影响因素不仅个数多，而且存在着交互作用，它们与土壤的腐蚀性之间的关系十分复杂，决非简单的线性关系，再加上土壤的腐蚀性常常随时间和空间而变化的，所以不直接测量金属材料在土壤中的腐蚀速度，而希望通过已知的土壤理化环境因素，对土壤的腐蚀性作出评价是相当困难的。到目前为止，尽管国内外不少科学工作者提出了许多评价土壤腐蚀性的方法，但都只是针对某一具体情况而适用，有很大局限性。为了促进我国土壤腐蚀评价工作的发展，对已有的方法纳长集粹，提出更好的新方法，有必要对已有的评价方法进行专题评述。

关键词：土壤腐蚀性;评价;分级;腐蚀;

土壤侵蚀是全球性的生态环境问题之一，不仅使土壤质量下降，还会引起水环境恶化等一系列生态问题。全国各地的土壤侵蚀的发生存在众多因素的作用，其中土壤本身具有的抗侵蚀能力是重要因素。国内外多数研究中利用土壤可蚀性K值来权衡土壤侵蚀程度，它表示土壤易侵蚀的程度，反映了土壤对侵蚀外营力剥离和搬运的敏感性的响应，是大多数侵蚀预报模型和环境效应评价模型的重要土壤参数之一。

一、測试与评价方法

土壤腐蚀性的调查主要包括土壤电阻率、金属自然电位、电位梯度、氧化还原电位、pH值、含水率、容重及土壤温度等指标。同时，采用埋藏试验，取得碳钢1年的腐蚀数据。土壤腐蚀性测试方法及埋藏试验方法参照全国土壤腐蚀试验网试验规程，利用土壤电阻率、碳钢平均腐蚀率及点蚀速率对各试验点的土壤腐蚀性进行单项评价，再根据分项评价结果，以单项评价的最严重的评价结果定级进行综合评价。根据土壤腐蚀性测试结果，依据相关标准，对测试调查区域内的土壤腐蚀性进行分级评定。

二、研究区概况与研究方法

1.研究区概况。研究区位于某镇水土保持科教园的侵蚀紫色土径流小区。根据遥感光谱结果，全县存在水土流失的地区面积高达430.66km2，占全县土地总面积17.89%。研究区气候属于中亚热带季风气候，年气温均值为18.1℃。无霜期时间最长，为246d。年平均总降雨量1710mm。全县降雨四季差异明显，雨季与旱季显著，4-7月降雨量最大，11-2月少，暴雨多集中在4-7月，枯水期（11-2月）的降雨量占全年的30%左右，年均相对湿度80%。

2. 样品的采集与测定。镇水土保持试验站典型侵蚀紫色土径流小区采集了4种水保措施（PGT、SJ、XS、CK）的土壤，按 S型随机采样。由于紫色土分化程度较低，土层薄，故采土深度为0～10cm之间。将采集土除去杂质，经自然风干，采用电位法测定（DDS-307型电导仪和奥立龙868型酸度计）测定pH。土壤粒径采用激光粒度分析仪（Laser P article SizeAnalyser，Master Sizer 2000）测定。土壤有机质用重铬酸钾容量法测定。

3.EPIC。EPIC模型是指把土壤侵蚀和土壤生产力结合起来的一个综合性模型，由气候、水文、侵蚀沉淀等9个因子及36个方程组成。土壤是各种营力作用的对象，它自身的抗侵蚀性是指土壤易受侵蚀动力破坏的能力，也是土壤对侵蚀介质剥蚀和搬运的敏感性，表征土壤承受降雨和径流分离及输移等过程的综合性能。根据所测定的土壤理化性质，采用EPIC模型计算土壤可蚀性K值。

式中，Sa代表砂粒含量（%，粒径0.05mm～2mm），Si代表粉粒含量（%，粒径0.002mm～0.05mm），Ci代表黏粒含量（%，粒径<0.002mm），C代表有机质含量（%，=有机碳含量×1.724;Sn=1-Sa/100。

4.数据处理。SPSS17.0分析数据，采用17.0Pearson相关分析分析不同水保措施的影响因子

三、结果与分析

表1为不同水保措施下的土壤理化性质。从表中可知，在不同水保措施下，土壤的有机质含量存在显著差异（P<0.05）。不同水保措施下，CK小区和SJ小区从坡上到坡下表现为有机质递增趋势，而PGT小区和XS小区表现为坡中大于坡上和坡下。不同处理措施的土壤有机质含量大小顺序依次为SJ、PGT、CK和XS，SJ和XS小区有机质差异显著（P<0.05）。从表1中还可见，所测定的土样中粉粒（0.002mm-0.05mm）含量最多。黏粒（<0.002m）从多到少依次PGT>XS>SJ>CK，与有机质变化规律基本一致。砂粒（>0.05mm）从多到少依次为SJ>CK>XS>PGT，研究结论基本一致。不同水保措施下土壤机械组成主要受到植被类型、母质、降雨、生物、地形等因素的影响。在同一坡面，土壤机械组成存在的差别，主要因为不同水保措施下所采用的植被覆盖种类不同。

用同一字母表示差异不显著。由土壤可蚀性K值公式EPIC计算出不同水保措施下土壤可蚀性K值。并依据“我国东部丘陵区土壤可蚀性K值的分级标准”对可蚀性K值分级。不同水保措施下，K值均大于0.35时，土壤处于高可侵蚀性。由此，研究区不同水保措施下土壤均处于高可侵蚀性土壤。不同水保措施下可蚀性K值特征。统计发现，研究区土壤K值变化范围为0.40～0.44，不同水保措施下差异不显著，变异程度较低，最大仅为5.2%。土壤可蚀性从上到下逐渐增强，即坡下比坡上更易受到侵蚀，这与王彬研究结论一致。因此，对于土壤表层侵蚀的防治，是水土保持的关键举措。土壤砂粒和粉粒存在极显著负相关（P<0.01），相关系数为-0.909，说明土壤中砂粒、粉粒存在密切相关。不同水保措施土壤可蚀性K值与土壤粉粒与沙粒存在显著相关（P<0.01），与土壤粉粒存在极显著相关，相关系数高达0.965，与砂粒存在显著负相关，相关系数为-0.962。不同水保措施下土壤可蚀性K值与土壤黏粒及有机质无显著相关。土壤黏粒与土壤含水率存在显著相关（P<0.05）。

四、讨论

土壤可蚀性作为定量估算土壤侵蚀状况的重要参数，反映土壤自身对以剥离和搬运为主要形式的侵蚀外营力的敏感程度[20]。不同水保措施下可蚀性K值存在显著差异，且随着土壤深度的不断增加，K值不断增大。本研究区土壤K值明显高于其他地区，甚至比红壤崩岗侵蚀区高，这说明了南方紫色土具有高可侵蚀性。由K值的相关分析发现，K值与粉粒和砂粒存在极显著相关，而黏粒与有机质则无显著相关，与土壤颗粒砂粒含量及粉粒含量呈负相关，其中SJ小区明显低于其他小区。这可能与侵蚀状况、生物措施、工程措施和植被类型等因素有关。首先，SJ小区K值最小，是因为这种水保措施采取的整地方式为山边沟+鱼鳞坑，这种工程措施可以有效的阻控径流泥沙，防止土壤养分以及有机质的流失，山边沟+鱼鳞坑一方面可以拦截降雨，增加降雨的入渗，另一方面坡面的不平整亦能增加地表的粗糙度，降低降雨动能的侵蚀。其次，与种植植被有关，这一方面能增加地表的覆盖度，减少径流侵蚀，另一方面植物的枯枝落叶可增加土壤表层的有机质。再者植物地表密度大，人为干扰因素少，更有利于有机质的积累。XS小区K值最大，是由于这种水保措施采取了顺坡+穴状种植油茶。顺坡种植，地表产流产沙量大，坡面侵蚀导致土壤流失更为严重。

总之，用土壤电阻率指标与碳钢腐蚀数据评价土壤腐蚀性，评价结果存在一定的差异性，这种差异性主要与土壤的水分条件与土壤透气性相关。

参考文献：

[1]王萍，关于土壤腐蚀性评价方法综述.2019.

[2]刘宏宇，浅谈土壤腐蚀性评价方法综述.2020.