鄂东南花岗岩崩岗剖面土体风化特征

崩岗是我国南方特殊的一种土壤侵蚀现象,危害严重;研究崩岗剖面土体风化特征有利于进一步了解崩岗发生机理,为崩岗防治提供理论依据。本试验通过采集通城县花岗岩崩岗土壤,测定其颗粒组成、阳离子交换量、黏聚力和各氧化物所占质量分数;定量分析不同层次氧化物质量分数;计算风化强度,分析其与土壤性质的相关性,探究花岗岩崩岗土体风化特征与崩岗形成机理的关系。结果表明:花岗岩风化壳经脱硅富铁铝化、盐基淋溶等成土过程,不同氧化物在土壤剖面不同层次所占比例有一定规律,随着土壤深度减小Al2O3、Fe2O3所占比例增多,Si O2比例减小。风化程度整体趋势随深度减小而增强,风化强度最大相差15.18%。风化程度与黏粒比例、阳离子交换量、黏聚力成正相关。上层风化程度大,黏粒比例高,黏聚力大,土体稳定;下层风化程度弱,黏粒比例低,黏聚力小更易被侵蚀,造成土体易崩塌,形成崩岗。     

土壤粒度和磁化率特征对绰墩古水稻土成因的指示

本文研究了绰墩农业遗址P-02原状土剖面的粒度分布,定量分析了土壤黏粒的矿物组成,测定了土壤/沉积物及其各粒级组分(黏粒、粉砂粒、细砂粒和粗砂粒)的磁化率。结果表明：在0 ~ 30 cm和134 ~ 154 cm两层段,黏粒含量从下向上有降低的趋势,这可能预示着长期的水耕作业造成黏粒从表层向亚表层移动;在148 ~ 200 cm层段,土壤磁化率从下向上有降低的趋势,可能说明该处存在长期淹水的状况。总之,黏粒含量和质量磁化率数据说明长江下游地区的先民在马家浜文化时期已开始采用“水溽”方式进行水稻的栽培。     

鄂东南花岗岩崩岗剖面土壤液塑限特征及影响因子分析

崩岗是鄂东南花岗岩地区普遍存在的土壤侵蚀现象,给农业生态与经济发展带来了严重影响.研究崩岗剖面土壤液塑限特征不仅有利于崩岗侵蚀机理的研究,也为崩岗水土流失的防治改良提供理论依据.以通城县五里镇典型的花岗岩崩岗剖面为对象,通过室外采样结合室内液塑限联合测定实验,以及土壤理化性质测定,分析花岗岩崩岗剖面土壤液塑限规律及其影响因子,并探讨其与崩岗发育的关系.结果表明:花岗岩崩岗不同层次间的土壤液塑限差异显著,淋溶层和淀积层的液限值均大于50％,塑限值为30％左右,显著高于母质层;土壤液塑限值受黏粒质量分数、有机质质量分数、容重、游离氧化铁质量分数等影响,并随各因子的增大而增大,均呈正相关关系;其中,黏粒质量分数、游离氧化铁质量分数对土壤液塑限的影响更加显著(R2=0.860“,R2=0.908”).花岗岩崩岗土壤液塑限过渡层、母质层相对较低,在遇到降雨冲刷时,土体状态极易发生改变,易发生水土流失.利用土壤基本理化性质,可以对土壤液塑限进行预测,并为加强崩岗侵蚀机理研究及其治理提供依据.     

花岗岩崩岗崩积体颗粒组成及分形特征

崩岗崩积体土质疏松,抗侵蚀能力弱,其颗粒组成及分形维数有其自身的特性。采用激光粒度分布仪对花岗岩崩岗崩积体及崩壁土样的颗粒进行测定,对其土壤颗粒组成及分形特征进行比较分析。结果如下:崩积体土壤以砾石、砂粒、粉粒含量为主,黏粒含量极低,土壤质地主要为砾石土;崩积体各层次土壤颗粒分形维数均值为2.61～2.70,分形维数值较低,反映了其细颗粒损失情况;黏粒含量是影响土壤颗粒分形维数的主要因素;崩壁土体的颗粒分形维数大小能够表征土壤的理化特征,而崩积体土壤颗粒分形维数无法真实反映崩积体的理化性质。     

基于分形理论模拟花岗岩崩岗剖面土壤水分特征曲线

崩岗是我国南方花岗岩地区特殊的土壤侵蚀现象,给山区经济造成了严重的影响.为了探索南方花岗岩地区崩岗侵蚀剖面的水分特性,明确水分与崩岗发育的关系,本研究采用野外调查采样与室内分析的方法,运用土壤粒径分形理论,并结合Brooks and Corey模型,模拟花岗岩崩岗剖面土壤水分特征曲线.选择通城县花岗岩崩岗剖面5个层次(表土层、红土层、过渡层、砂土层和碎屑层)采集土样,通过对土壤粒径分布和土壤含水量的测定,分析分形维数与土壤粒径之间的关系.同时,应用土壤粒径分形理论,模拟土壤水分特征曲线,基于估算结果与实测结果的比较,探讨分形方法估算土壤水分特征曲线的可行性.结果表明:崩岗剖面土壤黏粒质量分数越大,土壤粒径分维值越大;土壤粒径分维值越大,土壤水分特征曲线的分维值则越大,两者之间线性关系较好;运用分形理论,模拟土壤水分特征曲线的预测值与实测值具有良好的一致性,模拟结果的精度随土层的深度增加而增加,模拟效果以土壤黏粒和粉粒质量分数较少、砂粒质量分数较多的土壤效果较好.研究结果为花岗岩崩岗机理的探索奠定了基础,对崩岗水分的研究具有指导意义.     

侵蚀性花岗岩坡地不同地貌部位土壤剖面风化特征研究

为揭示发育于侵蚀性风化花岗岩坡地上不同地貌部位土壤剖面的风化发育特征,在浙江省选择了典型的风化花岗岩坡地:浙江省嵊州市水土保持监测站为研究区,在监测站同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个典型的土壤剖面(140 cm),从下至上等距离(20 cm)采集土壤样品,共采集21个土样。进行了各层土壤基本理化特性和化学全量的分析,并分别计算了3个剖面不同层次的主要化学风化系数及总的风化强度,结果表明:(1)在强烈侵蚀的花岗岩风化残积坡地发育的土壤,总体发育成熟过程较弱,其进一步的发育与典型的地带性土壤的发育有很大的差异,侵蚀过程严重地影响了土壤的进一步成熟,侵蚀强度越大,则土壤发育越差。(2)土壤剖面总的风化强度不大,上下层的递变差异很小,脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加风化程度越来越弱。(3)土壤剖面的化学分层不明显,各种风化指标均在60 cm左右形成了一个分界层,其上受水力侵蚀影响明显,其下呈现出的特性以继承残积母质为主。(4)不同地貌部位的风化发育程度排序为:坡底坡中坡顶,其与采样坡面的侵蚀强度排序正好相反。(5)风化程度与有机质和黏粒含量具有较为明显的正比关系,在侵蚀环境下,土壤的物理特性对风化的影响明显,在沉积环境下土壤有机质的影响大于黏粒含量的影响。总之,由于受侵蚀的影响,坡地土壤剖面的淀积层不发育,剖面呈现出的假淀积层不是由淋溶作用形成的,而是具有一定风化程度的风化残积层,结果导致发育于山地丘陵侵蚀性坡地的土壤层次划分不同于常规的土壤层次划分。     

水土化学作用对崩岗土体抗剪特性的影响

【目的】探究水土化学作用对花岗岩崩岗区崩壁土体抗剪特性的影响,为阐明花岗岩崩岗侵蚀的成因机理提供理论依据。【方法】以福建省长汀县典型崩岗区崩壁土体(红土层、砂土层和碎屑层)为研究对象,分析了经不同离子浓度(0.005、0.01和0.1 mol L^-1)和离子类型(Na⁺和K⁺)的盐溶液交换处理后崩岗3个土层的土体抗剪特性(偏应力、黏聚力和内摩擦角)。【结果】红土层的偏应力、黏聚力和内摩擦角均显著高于砂土层和碎屑层。随着溶液浓度的增加,K⁺体系下崩岗3个土层的黏聚力显著增加,其中红土层增幅最大,增加了17.39%,Na⁺体系则表现出相反趋势;2种离子体系下土体的内摩擦角总体差异不显著。K⁺体系下崩岗3个土层的偏应力和黏聚力均显著大于Na⁺体系,其中,K⁺处理的红土层、砂土层和碎屑层的黏聚力比Na⁺处理的分别高9.99%、3.37%和9.65%,但2种离子对内摩擦角的影响总体并不显著。水土化学作...     

崩岗侵蚀地貌与侵蚀过程

崩岗侵蚀是华南水土流失区最严重的一种土壤侵蚀类型。崩岗由崩壁、崩积堆和洪（冲）积扇３部分组成,其侵蚀过程包括崩壁的崩塌后退、崩积堆的再侵蚀及沟床侵蚀。当把花岗岩风化土体当作均质体看待时,因崩壁失稳而发生的片状崩落,其临界高度干燥时理论上可达８～９ｍ,而饱和状态时则下降到２～３ｍ;风化土体中节理、裂隙等软弱结构面的存在,致使崩壁往往发生滑塌和倾倒,崩壁失稳的临界高度同样降至２～３ｍ。崩积堆的再侵蚀主要是雨滴溅蚀和细沟侵蚀。当侵蚀基面下降时,沟床下切严重并危及崩壁和崩积堆的稳定。     

昆山绰墩古土壤粒度特征及母质判别

自第四纪晚期以来,来自黄土高原的粉尘在风力作用下不断向东南扩张,在长江中下游地区形成了下蜀黄土。太湖流域的部分水稻土就是在下蜀黄土之上发育的。本文对绰墩古土壤的粒度组成特征进行了系统的研究。结果表明,绰墩古土壤<5μm粘粒、5~10μm细粉砂和10~50μm粗粉砂组分平均含量分别为22.89%、22.96%和63.52%,其中10~50μm粗粉砂组分为众数粒组。>50μm砂粒平均含量仅为5.10%。绰墩古土壤粒度组成与镇江下蜀黄土粒度组成具高度相关性(r=0.97)。根据粒度分析,我们初步认定绰墩古土壤母质为下蜀黄土。     

植物–微生物联合对土壤不同粒径组分中 PAHs 的修复作用

采用温室盆栽试验,在种植紫花苜蓿的同时,分别施加木霉菌剂、根瘤菌菌剂以及木霉与根瘤菌复合菌剂,并采用离心分级法将处理后土壤分为4个粒径团聚体,即细黏粒(0.1~1μm)、粗黏粒(1~5μm)、粉粒(5~50μm)以及细砂粒(50~250μm),分析了植物–微生物联合作用对不同粒径土壤中PAHs的去除效应。研究结果表明:紫花苜蓿–根瘤菌联合作用对PAHs污染土壤的修复效果最优,其降解率达60%以上。不同粒径组分中PAHs含量的分布表现为细砂粒粉粒粗黏粒细黏粒,且PAHs在不同粒径团聚体中去除率差异性较大。低环(2、3环)PAHs在各粒径组分中去除率较低(20%以下),并在不同粒径组分间呈非均衡分配状态;4环PAHs的去除主要集中在粉粒和细砂粒中,而5环PAHs的去除主要发生在细黏粒上。可见,PAHs在土壤不同粒径组分中分布特征及降解效应为进一步阐明PAHs污染土壤的生物修复机制提供了科学依据。     

不同雨强和覆盖度条件下崩积体侵蚀泥沙颗粒特征

崩积体坡面侵蚀泥沙颗粒的变化特征及过程研究是揭示崩岗崩积体侵蚀机理的关键。基于崩岗崩积体土质疏松、粗颗粒含量高、极易被侵蚀的特性,通过室内人工模拟降雨试验,研究30°坡度条件下,不同覆盖度(0,25%,50%,75%,100%)和雨强(60,90,120 mm h-1)组合坡面侵蚀泥沙颗粒特征。结果表明:降雨过程中,坡面径流优先搬运的是粒径较小的泥沙颗粒;侵蚀泥沙中粗颗粒(砾石和粗砂)泥沙含量随着覆盖度的增加呈先减小后增大趋势;侵蚀泥沙颗粒的平均重量直径(MWD)与覆盖度之间呈极显著相关;当覆盖度达到50%时,坡面粗颗粒泥沙的减少效果最明显,75%覆盖度坡面较容易发生崩塌。以上结果表明,侵蚀泥沙颗粒的大小与坡面秸秆覆盖度的高低密切相关,50%左右的秸秆覆盖度可以达到较好的减沙效果。     

Effects of silicate weathering and lessivage on K‐content in forest soils derived from Pleistocene sediments

The potassium (K) content of soils developed from Pleistocene calcareous till, glacial sand and loess in NW Germany was investigated in order to characterize stores of K in feldspars (K_feldspar) and mica/illite (K_mica/illite) as well as changes as a function of soil depth. From each horizon, up to seven sand, six silt and three clay fractions were separated. K_feldspar and K_mica/illite were quantified by means of chemical composition and estimation by IR‐spectroscopy. On account of distinct differences in mineralogical composition between different particle size fractions, K‐content of the bulk soil < 2000 μm and the proportion of K_mica/illite and K_feldspar are clearly related to grain size distribution of the sample. Generally, the K‐content of particle size fractions of a soil derived from calcareous till is significantly higher than that of a soil from glacial sands. K_mica/illite of clay and silt fractions increases with depth, reflecting greater mica/illite weathering at the soil surface, whereas K_feldspar shows no noticeable change. Illite accumulates by lessivage in Bt horizons. On a whole‐soil basis, the Bt horizons of Luvisols derived from loess and calcareous till contain more K_mica/illite than either the A or the C horizons. By comparing the K‐content in the different particle size fractions with soil depth, the highest rate of change is found for soils derived from glacial sand. Gains in K in the silt fractions of soils from calcareous till and glacial sand result from weathering of feldspar sand grains. Additionally, decomposition of feldspar‐containing rock fragments of gravel size, and aeolian sedimentation, may also have contributed to these gains.     

Weathering of chlorite in a soil derived from a chloritoschist under humid tropical conditions

Eight samples from a soil derived from greenschist were chosen to represent the weathering transformation of chlorite and were subjected to chemical and mineralogical analyses by X-ray, D.T.A., selective and acid dissolution techniques. Regularly interstratified chlorite-vermiculite is the major weathering product in the sand and silt fractions, whereas nontronite predominates in the clay fraction. Kaolinite and a “chlorite-like” mineral progressively appear in the clay fraction as the soil surface is approached. The results show that the genetic link suspected between the clay chloritic component and the kaolinite does not withstand a detailed examination. The clay chloritic mineral is a disordered remnant of the regularly interstratified chlorite-vermiculite and it appears in the clay fraction of the solum concommitantly with the argillitization of the silt fraction. Kaolinite occurs in close association with nontronite and would perhaps form with this mineral a true mixed-layer phase. The unequal distribution of aluminium, iron and magnesium amongst the available sites in the parent chlorite appears to be a factor that strengthens the divergent behaviour of these elements during the weathering.     

块石出露对喀斯特坡耕地土壤理化性质的影响

喀斯特坡面伴随有大量直径>25 cm的块石出露，为探明块石出露对土壤理化性质的影响，以坡面4个块石出露的农地和1个对照组为研究对象，分析土壤理化性质空间变异特征。结果表明：(1)在块石出露的农地中，土壤容重、黏粒、粉粒和砂粒的变化分别为0.87～1.42 g/cm³,25.70%～41.80%,38.11%～51.60%,13.76%～27.54%,土壤容重、黏粒和粉粒空间变异性均为弱且高于对照组，砂粒空间变异性为中等且低于对照组。(2)土壤全碳、全氮、全磷、全钾变化分别为9.82～23.13,0.94～2.15,0.65～2.93,7.38～20.35 g/kg,土壤有效磷、速效钾的变化分别为1.44～2.63,7.35～106.02 mg/kg,空间变异性均为中等且高于对照组。(3)土壤容重、黏粒、粉粒与其他土壤理化性质的之间的关系总体上呈负相关，且相关性在块石出露的农地中比对照组更显著。砂粒与黏粒之间呈显著负相关，与其他土壤化学性质之间的关系总体上呈正相关。(4)块石出露数量、出露坡度、出露比率和出露高度，对土壤理化性质的影响具有复杂性，土壤理化性质的...     

滇东岩溶断陷盆地地表/地下不同侵蚀场土壤的可蚀性

以滇东海峰岩溶盆地土壤复合侵蚀过程为研究对象,分析综合土壤可蚀性指数(CSEI)的分布特征,探讨地表、地下土壤可蚀性的关联性、变化趋势及其影响因素,以期深入认识岩溶地区土壤侵蚀机理,治理石漠化现象。通过野外调查取样结合土壤比重计法、团聚体湿筛等方法,分析了滇东岩溶断陷盆地地表、地下不同侵蚀场土壤的理化性质及可蚀性变化特征。结果表明:(1)土壤理化性质随侵蚀过程发生变化。土壤中黏粒、SOC、大团聚体(>0.25 mm)呈递减趋势,粉砂、小团聚体(<0.25 mm)呈递增趋势。不同侵蚀过程土壤特征存在显著差异,地表侵蚀过程土壤黏粒(20.91%~45.62%)、砂粒(44.96%~64.59%)、SOC(4.93~88.72g/kg)、大团聚体(17.82%~99.86%)含量>地下漏失过程(15.30%~30.86%,43.63%~64.59%,3.57~19.05 g/kg,16.81%~85.94%);粉砂(4.85%~30.84%)、小团聚体(0.14%~82.18%)含量<地下漏失过程(16.03%~25.86%,14.06%~83.19%)。(2) CSEI与土壤理化性质密切相关,CSEI与黏粒、砂粒、大团聚体、SOC、MWD、GMD呈极显著负相关(p＜0.01),与粉砂、小团聚体呈极显著正相关(p＜0.01),CSEI的主要影响因素为SOC和土壤团聚体的稳定性。黏粒、砂粒、SOC、水稳性团聚体含量对地表侵蚀过程CSEI影响更大,其他因素对地下漏失过程CSEI影响更大。(3) CSEI对岩溶盆地地表、地下侵蚀过程土壤可蚀性的评价具有适用性,CSEI_地下>CSEI_地表,二者随侵蚀过程和土层深度的变化而上升,地下漏失过程存在二次侵蚀影响。其土壤侵蚀过程是地表、地下复合、持续进行的过程,植被-土壤的协同恢复能增强土壤抗侵蚀能力。     

马尾松人工林地浅沟表层土壤颗粒的空间分布特征

为研究马尾松林地浅沟侵蚀对地表特征的影响,选取南方红壤区马尾松人工林地发育完整的浅沟为研究对象,采用野外调查与室内试验分析相结合的方法,研究浅沟表层(0—5cm)土壤颗粒分布的空间差异性。结果表明:(1)研究区内表层土壤颗粒中石砾含量较高,约占78.68%,土壤为多砾质沙土,土壤水蚀使得浅沟表层土壤粗化。(2)浅沟不同部位间表层土壤颗粒分布差异明显,其中石砾含量表现为沟底沟坡沟缘,沟底的石砾含量极显著小于沟坡和沟缘的含量(P0.01);极粗砂、中粗砂、细砂粒、粉粒和黏粒含量均表现为沟底沟坡沟缘,且沟底的含量均极显著大于沟坡和沟缘的含量(P0.01);而沟坡和沟缘土壤颗粒含量差异不显著(P0.05)。(3)沿沟长方向从沟头到沟口,沟底表层土壤中粗颗粒含量呈减小趋势,细颗粒含量呈增大趋势;而沟坡和沟缘趋势正好相反,说明在浅沟沟底中上部主要为侵蚀作用,而在中下部主要为沉积作用。(4)不同粒级土壤颗粒含量最优半方差函数理论模型均为高斯模型,土壤颗粒含量的块金系数最大仅为0.36%,远小于25%,不同粒级土壤颗粒含量表现出强烈的空间自相关性。本研究可为南方红壤区人工林地土壤侵蚀治理提供理论支持。     

THE DISTRIBUTION OF LABELLED SUGARS IN SOIL PARTICLE SIZE FRACTIONS AS A MEANS OF DISTINGUISHING PLANT AND MICROBIAL CARBOHYDRATE RESIDUES

Soils of the Countesswells and Insch series incubated with ¹⁴C labelled glucose or plant materials have been separated into clay (< 2 μm), silt, (2–20 μm), fine sand (20–250 μm) and coarse sand (>250μm) fractions and the distribution of individual labelled and unlabelled sugars was determined in each fraction. Both soils contained about 10–15 per cent clay, 18–23 per cent silt and about 60 per cent fine and coarse sand. For all soil samples the concentrations of sugars were usually greatest in the clay, slightly less in the silt, with values in the sand fractions being five or ten times lower, except when fresh plant material was present. In ¹⁴C glucose amended Insch soil, 55 per cent of the radioactivity in sugars (predominantly hexoses) occurred in the clay, 36 per cent in the silt, 3 per cent in the fine sand and 6 per cent in the coarse sand after 28 days incubation. For the Countesswells soil the values were 55, 42, 2 and 1 per cent respectively. In ¹⁴C ryegrass amended soil before incubation. 77 per cent of the radioactivity in sugars (predominantly glucose, arabinose and xylose) was in the coarse sand. After one year's incubation this had fallen to 59 per cent. In soil amended with ¹⁴C cereal rye straw the distribution of radioactivity in sugars after four years incubation was: clay, 21 per cent; silt, 43 per cent; fine sand, 21 per cent; coarse sand, 4 per cent. These distributions were compared with that of the naturally occurring sugars: clay, 31–42 per cent; silt, 40–43 per cent; fine sand, 3–11 per cent; coarse sand, 12–20 per cent.     

有机肥对棕壤不同粒级有机碳和氮的影响

采集棕壤长期肥料定位试验站不施肥和施用不同用量有机肥的土壤,通过超声波分散—离心分离得到细黏粒(<0.2μm)、粗黏粒(0.2～2μm)、粉粒(2～53μm)、细砂粒(53～250μm)和粗砂粒(250～2000μm)5个颗粒级别后,分析全土及不同粒级中土壤有机碳和氮并进行含量与分布的比较。结果表明,有机质主要分布于黏粒级中,其含量占全土有机碳的42.8%、全氮的58.3%,碳氮比随着粒级的增加而逐渐增大,表明氮易于在小粒级中富集。长期施用有机肥后,全土及各粒级有机碳和氮含量均有显著增加;砂粒级中有机碳和氮的富集系数升高,黏粒级中富集系数降低,粉粒级和砂粒级中的碳氮比降低。增加有机肥的用量加强了全土和各粒级对有机碳和氮的积累,同时加强了粉粒级和砂粒级碳氮比降低的程度。     

新疆博乐黄土磁化率特征及影响因素

博乐地区地处西风区,是新疆黄土的重要分布区之一。选择该区一个厚为11 m的黄土剖面作为研究对象,测试与分析了磁化率、粒度、TOC、CaCO(3%)等指标。结果显示,磁化率的平均值远远低于黄土高原典型黄土的磁化率值,磁化率的变化过程也同黄土高原典型黄土相反;粒度组成以粗粉砂(63~10μm)为主,粘土(<5μm)、细粉砂(5~10μm)和砂(>63μm)含量较少。相关性分析结果显示粘土和细粉砂与磁化率呈现较明显的负相关关系,而砂含量对磁化率的影响最为显著,分析其原因可能与沉积物的来源有关;由于TOC含量很少,对磁性矿物的生成和阻碍其老化方面贡献较小,再加上TOC自身的磁性也极其微弱,所以对磁化率的影响较小;CaCO3含量与磁化率相关关系不显著。由此可见,该区黄土沉积物磁化率影响因素较为复杂,进一步表明在该区如果用磁化率作为气候代用指标来恢复和重建古气候、古环境时需要更多的结合其它气候代用指标,多指标分析和合成解释其结果可能更可靠准确。