南极半岛海洋气候区的土壤I.风化作用

南极海洋性气候区是南极风化与成土作用相对较强的地区。本在对本区气候特点进行分析的基础上，明确了冻胀风化是本区最主要的物理风化形式，强烈的现代地貌过程对本区风化与成土过程具有显影响。阐述了本区内化学风化的主要过程、机制与产物，同时指出生物因素在本区的岩石风化与原始土壤形成过程具有重要意义。     

南极半岛海洋气候区的土壤 I.风化作用

南极海洋性气候区是南极风化与成土作用相对较强的地区。本文在对本区气候特点进行分析的基础上,明确了冻胀风化是本区最主要的物理风化形式,强烈的现代地貌过程对本区风化与成土过程具有显著影响。阐述了本区内化学风化的主要过程、机制与产物,同时指出生物因素在本区的岩石风化与原始土壤形成过程具有重要意义。     

植物根系强化黄土土层化学风化速率的作用

黄土的风化主要为植物群落根系的物理作用及其所引起的生物化学作用。利用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,在陕北黄土丘陵沟壑区进行野外实验研究,定量分析了林、草和农地土壤化学风化的剖面特征及动力学过程。研究结果表明,黄土土层的化学风化具有明显的垂直剖面分异特征,即风化速率随土层深度增加而递减。土壤化学风化的动力学过程可划分为急剧减小和稳定状态两个阶段。不同植被类型土壤风化速率及主导风化矿物组合类型的剖面差异主要受制于直径≤1mm的须根在剖面中的缠绕分布特征。植物根系对土壤风化作用的强化效应为油松林群落>白草群落;油松林群落和白草群落根系显著提高矿物风化速率的稳定土层深度范围分别为0～45cm和0～30cm,有效根密度分别在17根/100cm2和60根/100cm2以上。     

风化作用对沟谷型泥石流发育环境的影响研究

地质条件是泥石流发育环境的三大条件之一,其主要作用是为泥石流提供固体物源。风化作用对产生泥石流固体物源的影响很大。以岩石的坚固系数为基础,研究了物理及化学风化对形成泥石流固体物源的影响。研究结果表明:(1)物理风化是形成泥石流物源的主要原因,冰劈作用往往造成强烈的物理风化,有利于泥石流的发育(2)化学风化不直接提供固体物源,但碳酸根离子的存在使化学风化不利于泥石流的发育。研究得出岩石坚固系数的物理风化和化学风化修正方法,最终得到形成泥石流的地质因子。形成泥石流的地质因子在汶川地震影响区内判别泥石流的暴发与否的应用研究中取得了较好的结果。     

典型亚热带花岗岩地区森林流域岩石风化和土壤形成速率研究

岩石风化和土壤形成是地球表层物质循环的重要环节,了解岩石风化和土壤形成速率对土壤资源可持续利用和流域管理具有重要意义.本研究以位于我国亚热带的皖南花岗岩地区森林流域为例,通过野外监测其主要矿质元素输入输出量,应用流域中元素地球化学质量平衡原理,估算岩石风化和土壤形成速率.研究结果表明,在目前的降雨和酸沉降条件下,我国亚热带森林流域中,花岗岩的平均风化速率为0.696 t hm-2 a-1,土壤平均形成速率为0.598 t hm-2 a-1,所以需要经过2万年以上才能形成1 m厚的土壤.研究发现,大量输入土壤系统的H+由于被土壤风化和阳离子交换所消耗,径流水不至酸化,但是从长远来看,这会带来土壤的酸化.研究还表明根据当前的土壤形成速率,土壤允许流失量标准需要重新制定.     

侵蚀性风化花岗岩坡地土壤发育特性

采用CT扫描技术、X射线荧光光谱仪化学全量分析和实验室土壤理化特性测试方法,对浙江省典型风化花岗岩坡地土壤发育的主要物理指标、化学风化系数及风化强度进行了测量计算,分析了侵蚀环境下不同地貌部位的土壤发育特征。结果表明:坡地土壤的发育程度较弱,土壤分层不明显,不同地貌部位的土壤风化发育程度排序为坡底<坡中<坡顶,与坡面侵蚀强度的排序正好相反。土壤物理风化指标随土层深度增加的变化规律较强,脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加越来越弱,物理风化指标和化学风化指标具有同等作用的表征效果,不同于当地地带性土壤发育中以化学风化为主的特性。水力侵蚀强烈地区的最大风化强度位于20-40 cm处,推得水力侵蚀对土壤发育的影响深度为0-40 cm。     

风化煤玉米秸配施熟化土壤的生物学效应研究

以黄土母质生土为材料,通过盆钵试验,研究了腐殖酸类物质风化煤与玉米秸配施在土壤熟化培肥过程中对土壤微生物量及生物活性的综合影响。结果表明,施用风化煤,特别是与玉米秸配施,对土壤生物量C和土壤呼吸强度、纤维分解强度等表征土壤生物学性状的指标均有不同程度的促进作用,互作激发效应较明显,有较好的实际应用价值。经统计优选,在本试验条件下,对土壤微生物及其活性具有较佳效应的方案为风化煤施用量24150～32400kg/hm2,同时配施玉米秸35550～41550kg/hm2,尿素1080～1290kg/hm2。     

土壤分化促成与改良研究进展综述

岩石风化成土作用是生态系统矿质元素的重要来源,也是全球矿质元素生物地球化学循环的重要环节。介绍了道库恰耶夫创立的五大成土因素学说,分析了影响山地土壤成土过程的主要驱动因子,针对目前国内外土地破坏与退化情况,介绍了不同材料对退化山地风化土壤促成和改良的作用,提出通过物理、化学、生物方式加速成土过程机理和技术的研究来解决退化土壤恢复过程中的难题。     

土壤风化速率研究及其应用

土壤矿物风化是土壤、也是整个生态系统中无机矿质养分的最重要来源,不仅为植物长期提供养分和保持土壤的化学平衡稳定性,并缓冲土壤和地表水的酸化,还影响全球气候变化。风化速率在全球碳循环、酸临界负荷和土壤侵蚀等研究中都是非常重要的参数。土壤化学风化是一个不断进行的自然释放过程,气候是最主要的驱动力,而矿物本身的稳定性也影响了风化速率的快慢。由于人为影响下的大气酸沉降和农业活动已经非常普遍,目前的土壤风化速率也因此而改变。本文从风化速率的研究方法、风化速率的影响因素以及风化速率在全球变化中的应用3个方面介绍了近年来在风化速率方面的研究进展,并探讨了相关研究未来的发展趋势。     

风化煤施用对复垦土壤理化性质酶活性及植被恢复的影响研究

针对黄土高原气候特征以及露天矿区复垦土壤存在的土壤土体松散、抗蚀能力弱、有机质含量低、养分贫乏等问题,利用风化煤为修复介质,通过室内模拟分析试验,研究了种植不同品种紫花苜蓿后,冻融交替作用和水分状况对矿区复垦土壤理化性质、酶活性及植被恢复的影响。结果表明,合理施用风化煤对露天煤矿复垦土壤物理、化学、生物学性质有明显的改良效果。各个指标间存在显著的相关性,有机质含量的提高能够促进其他物理、化学、生物学指标的改善,团聚体百分含量最大达到95．80％,较对照增加1．20％;脲酶活性最高达到0．181（NH4-Nmg·g^-1·24h^-1）,较对照增加88％。土壤水分状况对复垦土壤性质影响显著,含水量10％处理的土壤水稳性团聚体百分含量显著高于含水量5％和15％的处理,适当的水分条件,对改良效果有明显的促进作用。经历冻融交替作用后,施用风化煤对紫花苜蓿种植区土壤的理化性质、酶活性均有显著的良性影响。研究结果显示施用风化煤可有效促进矿区土壤的结构改良及生态重建。     

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。     

南极半岛海洋气候区的土壤Ⅶ. 矿物学特性

南极海洋气候区岩石风化和土壤形成过程中有明显的原生矿物蚀变作用和自生矿物成矿作用。本文以粗骨寒冻灰化土和石灰性扰动冻土两种有代表性的土壤类型为例,阐述了本区土壤矿物学特征。指出铝氧化物、绿泥石、碳酸盐是本区玄武岩类风化物质上发育土壤中的主要自生矿物类型,蒙脱石、特别是绿泥-蒙脱石混层矿物是南极海洋气候区土壤粘粒部分的特征矿物。不同土壤由于成土环境、成土过程、成土历史的差异,其土壤物质的矿物学组成、含量、形态、分布具有明显不同。土壤发生性铁氧化物与成土作用和土壤过程密切相关,其矿物类型、含量、形态特征、分布模式在不同的土壤中明显不同,是表征土壤发育程度与剖面形态表达的有效指标。     

黄土丘陵区不同土壤地类人工林土壤物理性状的监测分析

在我国黄土高原丘陵沟壑区,分布着黄绵土、红胶泥土以及土壤与岩石过渡类型——风化岩沫土等土壤类型。研究结果表明,各类树种和配置对以上土壤物理性状均有改良作用,以浅根性沙棘、刺槐和树根穿透力强的侧柏、杨树及其混交配置表现最好,乔灌混交在加速成林的同时能有效减少土壤耗水量。同时发现,造林使风化岩沫土土壤地类孔隙度和0—80cm土层含水量增加,反映了这类土壤植树造林的潜力较大,这在我国水土流失不断加剧的今天是非常有意义的发现。     

模拟酸雨淋溶下强风化土壤矿物风化计量关系研究

矿物风化计量关系对于定量土壤酸化速率至关重要。我国亚热带地区矿物风化强烈,土壤的酸敏感性高。为获取强风化土壤在矿物风化过程中元素释放特征及其化学计量关系,选取花岗岩发育的富铁土,先用EDTA-乙酸铵溶液洗脱土壤胶体上吸附的盐基离子,然后采用改进的Batch法,将洗脱盐基土壤与未洗脱盐基土壤同时进行模拟酸雨淋溶。结果表明:(1)洗脱盐基土壤与未洗脱盐基土壤的盐基离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))释放情况存在显著差异,洗脱盐基后土壤在淋溶中释放的盐基来源为矿物风化,释放缓慢而平稳;(2)未洗脱盐基土壤在淋溶初期,盐基的释放量较大,随着淋溶的进行,释放量迅速下降,淋溶后期的释放速率与洗脱盐基土壤接近,这说明未洗脱盐基土壤在淋溶初期释放的盐基主要来源于阳离子交换过程,后期则主要来源于风化过程;(3)洗脱盐基土壤和未洗脱盐基土壤经酸雨淋溶释放的各盐基化学计量关系(K~+∶Na~+∶Ca~(2+)∶Mg~(2+))以及盐基离子与硅的化学计量关系(BC∶Si)差异较大,由于未洗脱盐基土壤受到阳离子交换的影响,因此只有洗脱盐基土壤的矿物风化计量关系可以作为定量估算土壤酸化速率的依据。     

关于流动型坍塌机制研究装置的研制与应用

在花岗岩类地带易发生泥石流。对于泥石流发生的机制,诸多学者已作广泛研究,但是,对于风化花岗岩土壤是否存在先液化,再发展为泥石流而持有疑问态度。为研究风化花岗岩类地区流动型坡面坍塌的发生条件,而试制了该项试验装置,并进行了试用．试验结果表明：丰浦标准砂在试验装置内,当干密度γ＜1．3g／cm3时,每次都能发生完全液化。含有17％的小于105μm的细粒的风化花岗岩土壤,试体干密度达到了1．4g／cm3,未发生液化。当除去小于105μm细粒组分的风化花岗岩土壤,干密度控制在1．3g／cm3,结果只出现部分液化。表明在风化花岗岩土壤的坡面上,在除去细粒组分的条件下,有发生流动型破坏的可能性。该试验装置虽再现了发生流动型破坏的部分过程,但有些定量分析项目,有待于进一步研究。     

南极地区的土壤分类研究现状

本文介绍了前人关于南极地区的几种土壤分类系统，评述了它们的不足和存在问题。     

鄂西山区的峰顶面

鄂西山区存在广阔的峰顶面，具体表现为许多中低山顶部起伏平缓，“一望如平湖”。过去，一直把它视为被构造运动抬升的“准平原”－“夷平面”。经十多年来的调查研究，发现该山区自早中生代以来一直保持为区域性分水地带，山顶上存在较强烈风化剥蚀均夷的地貌发育过程，并使山顶面上的风化剥蚀残留物质不断地更新。     

川中丘陵区桤木、柏木对紫色土风化与养分特征的影响

[目的] 研究川中丘陵区桤木、柏木树种对紫色土风化与养分特征的影响,为该区水土流失防治与农业生产提供科学依据。[方法] 选择川中丘陵区万安小流域为研究区,以桤木、柏木为研究对象,运用野外调查、剖面挖掘采样等方法,研究桤木、柏木对紫色土剖面风化与养分的影响。[结果] ①桤木、柏木下土壤剖面分形维数分别为2.07和2.13,较对照分别提高了6.47%和9.03%,其中柏木对物理风化的提升幅度高于桤木。②桤木、柏木、对照剖面的化学风化程度差异并不显著,桤木、柏木生长对土壤剖面化学风化的影响较小。③桤木、柏木下土壤剖面综合肥力指数较之对照分别提高了14.08%和11.27%,其中桤木的提升效果优于柏木,其对有机质、全N、碱解N、速效K的提升尤为显著。④桤木、柏木根系分布密度与剖面分形维数、综合肥力指数均呈现较强的正相关关系（p<0.05）,但与化学风化指数的相关关系并不显著（p>0.05）。[结论] 桤木、柏木在提升川中丘陵区紫色土物理风化速率与养分特征方面均发挥了积极的作用。     

贵州水城煤矸石风化土壤-农作物系统中汞分布规律研究

通过冷原子荧光方法测定了贵州水城汪家寨煤矿和那罗煤矿不同年限的煤矸石风化土壤及农作物中总Hg含量和甲基汞含量,并采用BCR连续提取法分析了煤矸石风化土壤中汞的不同赋存形态,系统地对此矿区煤矸石风化土壤-农作物系统中汞的分布规律及其环境效应进行了研究。结果表明,煤矸石风化土壤样中汞含量范围在0.07～1.06 mg.kg-1之间,和pH值存在显著负相关关系（r=-0.68,P〈0.01）。风化年限较长的煤矸石土壤汞浓度接近对照点自然土壤汞含量,而在风化年限较短的煤矸石风化土壤中,大部分样品汞浓度超过了国家Ⅱ类土壤环境标准,不宜在上面种植食用的农作物。煤矸石风化土壤中甲基汞含量在0.52～2.68μg.kg-1之间,和总汞存在显著正相关关系（r=0.65,P〈0.05）。煤矸石风化土壤中汞主要以有机/硫化态和残渣态存在,风化年限较短的煤矸石山土壤中酸交换态汞浓度及比例都明显高于老煤矸石山。虽然汪家寨煤矿风化年限较短的煤矸石山土壤存在着较高的汞含量,但其上种植的马铃薯、玉米、菜豆的汞含量均没有超过国家标准食品中Hg限量值,然而高于风化年限较长的煤矸石山中同类植株的汞含量。     

土壤重金属复合污染的化学固定修复研究

本文研究糠醛渣、磷矿粉、风化煤3 种修复剂对重金属复合污染土壤的化学固定修复效果.结果表明:糠醛渣、磷矿粉、风化煤3 种修复剂都可一定程度地降低复合污染土壤中的Cu、Zn、Pb、Cd含量,其中以风化煤降低土壤有效态Zn、Cu的效果较好,在风化煤添加量为80 g/kg时土壤有效态Zn的含量降低了37.22%,土壤有效态Cu的含量降低了31.22%;磷矿粉处理修复Pb的效果比糠醛渣、风化煤好,在磷矿粉添加量为80 g/kg时,土壤有效态Pb的含量降低了23.79%;3 种修复剂都能显著降低土壤有效态Cd,在磷矿粉添加量为40 g/kg时,土壤有效态Cd的含量降低最显著,较对照降低了83.09%.在本试验条件下,3 种修复剂对4 种重金属复合污染土壤的修复效果,以Cd 较好,其次是Zn,对Pb的修复效果较差.