循环率对一维间歇入渗土壤水、氮运移分布影响的室内试验

循环率r的大小直接影响间歇入渗土壤致密层的发育程度，进而影响其减小土壤入渗率和田面糙率的作用。该文在室内模拟了地下水位为70.00 cm的非饱和土壤、灌施条件下的垂直一维间歇入渗过程，重点研究了循环率对肥液(KNO₃溶液)间歇入渗的减渗性和土壤中入渗水、硝态氮的运移分布特性。结果表明，减小循环率可使肥液间歇入渗表土致密层发育更加成熟，减渗作用明显增强，同时入渗水分、硝态氮分布于更浅层土壤中，减弱土壤硝态氮的淋失趋势。     

珠江三角洲地区土壤与表层沉积物有机质的性质结构研究

通过分析海洋、河流、池塘和稻田四种热带 /亚热带土壤与表层沉积物及用化学方法分离的有机质 ,证明了土壤与沉积物有机质是高度不均匀的 ,除了包括腐殖酸和演化程度较深的干酪根外 ,强调了演化程度更深的碳黑的存在 ,并对不同有机质的来源、性质和结构进行了表征。腐殖酸和干酪根来源于生物体的演化 ,在结构上后者比前者致密 ;碳黑来源于化石燃料和生物体的不完全燃烧 ,具有更致密的结构 ,对有机质的非均质性影响很大。因此可认为 ,系统地研究土壤与表层沉积物有机质的非均质性及组分特征对了解地球表层的生物地球化学过程和疏水性毒害有机污染物在环境中的迁移具有重要的意义。     

干燥致密土壤在沙粒流冲击下的磨蚀规律

在土壤风蚀过程中,跃移颗粒对表土的冲击磨蚀是公认的一种重要起尘机制。磨蚀体现了跃移沙与土壤相互作用,受沙粒跃移运动参数和土壤力学性质共同控制。然而,现有风蚀模型尚未充分考虑土壤力学性质的地位与作用,缺少磨蚀速率计算公式,亟需从固体力学角度探讨土壤磨蚀规律。该研究借鉴岩石磨蚀模型,针对含水率小于1.5%、体密度大于1.60×103 kg/m3的干燥致密土壤,提出了代表单位时间内的碰撞次数、土壤抗压强度和杨氏模量、入射沙粒动能和密度等综合效应的磨蚀变量;通过标准压缩试验测得黏土、砂土、壤土、砂质黏土、壤质黏土共5种人工均质土壤的抗压强度和杨氏模量的范围分别为0.823～4.092 MPa和0.043～0.149 GPa;利用自行设计的冲击磨蚀试验得到了干燥致密土壤在沙漠沙颗粒流冲击作用下的磨蚀规律,即磨蚀速率是磨蚀变量的线性函数,其斜率与截距分别为3.27×104和-0.027 kg/s。研究结果有助于恰当描述风蚀模型中的土壤力学性质、准确计算风蚀速率,进而服务于农田防护和水土保持工程,并为中国西北干旱区天然地貌和人工建筑风蚀现象的研究提供理论依据与数据支撑。     

黄土区土壤CO2释放及其影响因素研究

研究表明黄土区土壤CO2释放具有一定特殊性。从当日清晨至次日晨土壤CO2释放量呈由高至低再变高的规律,其变化趋势大体与温度变化一致,但时间上有一定滞后性。土壤CO2释放量有明显季节变化,夏季日释放量最高,秋季次之,冬季最低。不同覆被土壤CO2释放量存在差异,裸地释放量较高。CO2释放量对土质变化敏感,致密土壤则释放量小。     

高速公路护坡区绿化新技术探讨

研发出一种高强度、多孔隙的新型＂绿色生态混凝土＂可广泛应用于高速公路护坡工程建设中。采用的方法是：在护坡区填上客土,播下草种后夯实土壤,浇筑一层8～10cm厚的＂生态混凝土＂,让土壤中萌芽的草本植物穿透多孔隙的混凝土层后,快速在护坡表面形成致密的绿色植被群,起到良好的护坡、绿化作用。     

间歇灌溉田间试验及节水机理

利用责任中新型简易人工控制间歇阀及其田间配水设施系统，对间歇灌导致土壤入渗率下降和灌水质量的改善归结为土壤表面致密层的形成，容重增大和沟（畦）表层土壤糙率的降低，形成一个光滑密实的过水断面，同时提出了连续灌与间歇灌累积入渗量实验公式，且在大田间上得到了验证。     

浑水膜孔灌入渗特性与致密层形成特性

水中带沙是浑水灌溉较清水灌溉的本质区别,为揭示浑水灌溉的节水减渗机制,通过浑水膜孔灌自由入渗室内试验,以清水入渗为对照,研究了浑水膜孔灌入渗能力、湿润锋运移距离、湿润体含水率、致密层土壤颗粒组成及落淤层厚度等随入渗时间的变化规律,提出了土壤含水率与湿润锋运移距离之间的量化模型,分别建立了落淤层厚度与入渗时间、滞留层的滞...     

土壤结皮几种分析测算指标的应用评价

土壤结皮是表层土壤在降雨径流或生物等共同作用下,形成的较原始土壤致密的土表硬壳,一般厚度约数毫米.此类地被物普遍存在于干旱半干旱地区,它的出现深刻影响降雨入渗、土壤侵蚀、养分循环、种子萌发以及生物多样性等生态过程,是目前自然地理科学研究的热点问题之一.容重、抗剪强度、土壤薄片以及人渗量、溅蚀量等是当前土壤结皮定量研究的主要指标.本文就此类指标的测算方法进行了详细的评述,并基于我国3种典型土壤(黄土、黑土、紫色土)结皮相关指标的分析测算,探讨各个参数的有效性、局限性以及应用时需要注意的问题,同时首次运用ERDAS软件分析结皮薄片的孔隙度,旨在为同类研究提供方法借鉴.     

基于同步辐射微CT研究不同利用年限水稻土团聚体微结构特征

同步辐射微CT (SRμ-CT)可以无损获取高分辨率、强对比度的内部结构图像,是研究土壤团聚体三维微结构的有效手段.本研究采集了种植水稻20 a和40 a后表层土壤团聚体样品,应用SRμ-CT扫描获取了9μm分辨率的团聚体内部结构图像,然后应用CT图像处理方法和3DMA-Rock软件观察并定量分析了团聚体微结构特征.随着种植水稻年限的增加,土壤有机质含量和全氮含量显著增加,团聚体孔隙数量和孔隙度显著增加,比表面积显著增大.种植水稻20 a的土壤团聚体呈现致密的黏闭结构,而种植水稻40 a的土壤团聚体具有由团粒状小团聚体构成的复杂多孔微结构.结果表明随着种植年限的增加,团聚体微结构和土壤质量明显改善.     

浑水颗粒级配对一维入渗规律及致密层形成特性的影响

为探明浑水不同泥沙颗粒级配对入渗规律及致密层形成特性的影响,通过室内土柱垂直入渗试验,选取4种不同物理性黏粒含量的泥沙（5.59%,9.87%,18.43%,39.43%）,研究落淤层厚度、湿润锋运移距离、累积入渗量随入渗时间变化特征,并测定落淤层和入渗结束后不同深度（0—1,1—2 cm土层）土壤的颗粒级配。结果表明：浑水泥沙中物理性黏粒含量越大,落淤层厚度越大;同一入渗时刻湿润锋运移距离和单位面积累积入渗量随物理性黏粒含量的增大而减小。落淤层厚度随时间变化符合幂函数关系（R² > 0.9）,拟合系数随着物理性黏粒含量的增大而减小,而拟合参数在0.50上下变化。不同物理性黏粒含量下落淤层与入渗泥沙颗粒组成相似,2 cm入渗深度处土壤颗粒组成与原土壤类似;1 cm入渗深度处土壤<2 mm细颗粒含量较原土壤变大,随着物理性黏粒含量的变大,各处理分别增加4.29%,4.92%,7.96%及16.30%。研究结果可为进一步探究浑水入渗形成致密层特性提供理论依据。     

紫色页岩发育土壤的颗粒特性及其对抗剪强度的作用机制

土体发生破坏最开始往往是从内部的土壤颗粒破坏开始,而抗剪强度是反映土体抵抗剪切破坏能力的重要指标。本文以紫色页岩发育的坡耕地土壤为研究对象,通过测定土样颗粒组成以及不同含水率和垂向压力下的抗剪强度,研究页岩发育的土壤颗粒特性及其对抗剪强度的作用机制。结果表明从坡顶至坡脚,土壤颗粒组成与其母岩颗粒组成具有显著相关性;土壤中0.25 mm颗粒累计含量在995.65～998.62 g/kg之间,其中以0.25～2 mm岩石碎屑存在的土壤颗粒含量为439.80～510.40 g/kg,以0.25～2 mm团聚体存在的土壤颗粒含量为6.01～80.50 g/kg,随着位置高程的降低,土壤中岩石碎屑和团聚体的含量并没有显著变化。在含水率从7%增加到25%的过程中,土壤水分与内摩擦角呈负相关关系且对内摩擦角的影响随着高程的降低缓慢减小,而对黏聚力的影响是随着含水率的增加单一坡位黏聚力呈现先增加后减少的趋势,但是随高程降低变化并不明显。因此,在紫色页岩发育的土壤颗粒组成中存在大量2 mm的岩石碎屑,这些大量致密坚硬的岩石碎屑提高土壤抗剪强度同时减弱了抗剪强度的水敏性。     

黄土丘陵区小流域土壤水分入渗特征研究

 为给森林对流域减流减沙效益的预测和评价提供科学依据,采用“环刀法”,在流域的横断面上设点,对黄土丘陵区森林小流域和荒坡草灌小流域土壤水分入渗特征进行了研究。结果表明:森林小流域林地土壤入渗速率显著高于荒坡草灌小流域。在2种小流域类型中,阴坡的土壤入渗速率一般高于阳坡,其中森林小流域阴、阳坡的差异较小,仅在坡上部表现明显,稳定入渗速率分别为7.8mm/min和7.0mm/min;荒坡草灌小流域阴坡的土壤入渗速率高于阳坡,这与阴坡植被发育较好有关。在坡位上,表现出从坡上部到坡下部,土壤入渗速率随坡位下移呈逐渐降低的趋势,即其空间特征为坡上部>坡中部>坡下部。据分析,这是上部产生的径流挟沙而下,在下部沉积,堵塞土壤孔隙,并在表层形成一个致密层的结果。根据黄土丘陵区的土壤特性,其土壤入渗过程以方正三方程拟合精度最高,如将其与A.Kostiakov方程结合使用 ,则可更好地说明土壤的初始入渗速率和稳定入渗速率。     

雨滴直径对表土结构和入渗特征的影响

为探究雨滴击溅对表层土壤结构和入渗特征的影响,揭示土壤微结构与入渗间的深层关联,以黄土高原土为对象,采用模拟降雨、同步辐射CT扫描和入渗试验,系统地分析了不同雨滴击溅作用下土壤结构变化与入渗速率间的关系。结果表明:(1)击溅土壤结构发生变化,团聚体数量和三维分形维数显著增加,孔隙体积和大孔隙率显著减小。雨滴直径越大,击溅后的团聚体破碎程度越强,孔隙堵塞率最高达46.40%。(2)雨滴击溅下,破碎的团聚体堵塞孔隙,在土壤表层形成致密低渗的结皮层,结皮强度随雨滴直径和击溅次数的增加逐渐增加。(3)土壤入渗速率随雨滴直径和击溅次数的增加逐渐减小,经过3次雨滴击溅后减渗效应最高可达91.81%。(4)土壤稳渗速率与雨滴直径和土壤结构特征参数呈显著指数关系变化。研究表明,雨滴直径显著影响表层土壤结构和入渗特征,雨滴直径越大,土壤结构越分散,土壤入渗能力越低。     

四氯乙烯和萘在氧化前后的含水层土壤上的吸附 与加标解吸研究

采用批量平衡实验法研究了四氯乙烯和萘在过氧化氢氧化前后含水层土壤上的吸附。原土经过氧化氢处理后有机质含量明显降低,但是处理前后的土样对四氯乙烯和萘的吸附差别极小。过氧化氢对原土中极性官能团的破坏使原土中的大分子有机质变为小分子的可溶性有机质离开体系,造成土壤有机质含量降低。这些具有极性官能团的大分子有机质对研究的两种化合物的吸附贡献很小。在调节液固比使各种单一体系中的液相浓度差异达到一至两个数量级的情况下,加标解吸体系下的等温线仍表现为非常规的近似水平线,说明液相浓度的降低不足以使土壤中吸附的化合物发生解吸。这一结果从另一侧面说明两种目标物在研究土壤上的吸附是以在致密有机相上的吸附为主,而这部分有机质不会被过氧化氢所氧化。因此,在评估污染土壤对地下水的危害时,需慎重使用通过吸附实验得到并基于有机质总量的分配系数。     

砂土混合覆盖下的土壤水分蒸发特性及其因子分析

为明确不同砂土混合物覆盖对土壤蒸发过程的影响,基于土壤蒸发分阶段理论及微型蒸渗仪田间试验,深入探析了6种砂土混合覆盖模式(1.0,0.8,0.6,0.4,0.2,0,分别为M1～M6)下的土壤蒸发动态变化及其作用机制。结果表明：土壤蒸发分阶段理论能够真实刻画砂土混合覆盖下的土壤水分蒸发状况,其累计蒸发量可用砂土混合比与蒸发时间进行定量表征。当砂土混合比≥0.8时,土壤蒸发过程仅存在2个明显阶段,抑蒸效果显著;当砂土混合比<0.5时,M3～M6处理的土壤蒸发稳定高峰期明显,且集中于前2.53～2.66天,水分主要散失历时则分别较M1增加6.49,6.49,6.49,7.09天;而当砂土混合比介于0.5～0.8时,覆盖层易诱发且能够更早地形成结构致密的覆盖干层,整体保墒效果反而凸显。受土壤蒸发阶段特性及覆盖模式的影响,蒸发第1阶段主要受下垫面净辐射通量供应的限制;而在蒸发第2,3阶段,砂层结构的作用凸显,土壤水力特性调控效应逐渐占优。总之,砂层结构恶化将加快土壤失水过程,增加农田水分的无效损失,当砂土混合比<0.5时,其抑蒸保墒功效将逐渐丧失,这对西北旱区砂田退化机理的揭示及压...     

人工降雨条件下几种土壤结皮发育特征

结皮是土壤表面普遍存在的致密层,厚约数毫米至几厘米,其表面强度较大,孔隙较细,且导水性较差[1～3]。土壤结皮在坡面侵蚀过程中占据重要的地位,其直接导致入渗量的减少和地表径流量的增加,从而极大地增加了诱发细沟侵蚀的可能性,导致侵蚀量剧增[2]。也有研究表明,结皮形成对土     

SY固化土构件在护坡工程中的性能及其机理研究

将SY土壤固化剂和水泥掺入砂壤土,制成不同形状规格的SY固化土护坡构件,分别在水泥含量15%,20%和25%,固化剂掺量为1%,2%,3%和4%时,制成最大干密度的试样,进行了3,7,14和28 d无侧限抗压强度试验,以及水泥含量25%,固化剂掺量3%时的冻融循环试验.结果表明,SY固化剂能显著提高砂壤土的力学性能和抗冻性能;在同一个固化剂掺量下,其力学性能和抗冻性能随着水泥含量的增加而提高;同化剂掺量、水泥含量与土壤含量三者之间存在协调性.SEM测试和机理分析表明,SY土壤同化剂生成的大量二氧化硅凝胶和微膨胀的钙矾石晶体,使内部结构更加致密,从而提高了砂壤土的宏观力学性能和抗冻性能.SY固化土护坡构件完全满足护坡工程质量要求,具有较高的经济、社会和生态价值.     

汉江与嘉陵江源区土壤团聚体分布特征及机制研究

以汉江与嘉陵江源区黄土母质上发育的土壤为研究对象,通过对土壤团聚体和理化性质的试验分析和数据解析,研究了两地土壤团聚体的分布规律及发生机制。结果表明:(1)汉江源区(LJH)团聚体的R 0.25、MWD、GMD值由A层的83.73%,2.17和1.11分别降为C层的59.18%,0.40和0.26,嘉陵江源区(YJS)由A层的69.72%,1.03和0.46降为C层的56.55%,0.52和0.27,分形维数(D)则随土层深度的加深而增大,即前者的D值由A层的2.46增为C层的2.53,后者由A层的2.50增为C层的2.57,表明土壤团聚体稳定性随土层深度增大而减弱,其中>2,1~2 mm团聚体对保持土壤的稳定性具有重要贡献。(2)土壤有机质、铁铝氧化物和颗粒组成中的粉粒是促进土壤大团聚体形成并维持其稳定性的重要影响因素,而SiO 2、K 2O、黏粒、砂粒和碳酸钙在不同土壤环境中对团聚体稳定性起到截然相反的作用,即前三者在LJH剖面中对团聚体稳定性不利,在YJS剖面中反而有利于维持其稳定性,后两者促进LJH剖面团聚体形成,却破坏YJS剖面稳定性,Na 2O水溶解后则对团聚体具有分散作用。(3)汉江源区的土壤,A层团聚体稳定性强于嘉陵江源区,粉粒、有机质和铁铝氧化物为其主导因素,Bt层土体致密,通透性弱,不利形成团聚体,稳定性弱于后者,C层为母质层,两地团聚体稳定性皆较差,其不同发生层之间土体稳定性的差异要大于嘉陵江源区。     

致密化相关基因在动物胚胎发育过程中的作用研究进展

桑椹胚致密化是早期胚胎发育过程中的关键步骤,与胚胎质量密切相关。已有研究发现体内外发育的胚胎表现明显不同的致密化过程,缝隙连接蛋白、上皮钙调素蛋白基因的表达也有差异。本文针对致密化相关基因在胚胎早期发育过程中的作用及一些影响因素的研究进展进行综述。     

红壤调理剂的改土培肥及作物增产研究

在南方红壤地区,土壤酸化加剧、养分贫瘠化严重,研发红壤改良的技术和物化产品,对作物均衡增产和红壤可持续利用有重要意义。红壤旱地连续3年定位种植油菜-花生,花生品种为赣花5号,油菜品种为丰油730。调理剂为自行研制的专利产品,已经实现了产业化。研究了红壤调理剂对土壤微结构、物理性状、养分和pH值的影响,并对花生、油菜的产量进行了分析。结果表明:1)施用调理剂后,从微观结构来看,红壤的致密性降低、孔隙度增加,土壤颗粒直径4μm;2)施用调理剂的土壤容重显著降低,孔隙度增加到59%以上,大颗粒水稳性团聚体(0.25 mm)含量增加幅度为1.6%~14.0%,分形维数显著降低,并且与0.25mm粒径的团粒结构含量间呈极显著线性相关;3)施用调理剂的土壤电导率、有机碳、矿质态氮、有效磷、速效钾含量均提高,提高幅度在4.3%~143.7%之间;4)施用调理剂还降低了红壤的酸性,pH值从对照处理的5.28提高到5.82,差异显著;5)施用调理剂,花生和油菜增产幅度分别在13.1%~24.8%、10.3%~21.6%之间;6)应用笔者研制的红壤调理剂,可有效改善红壤旱地的理化性质,提高油菜和花生产量,其用量在2 250~3 000 kg/hm~2时较佳。