环青海湖表层土壤沉积物粒度分布特征及其指示意义

对环青海湖区38个表层土壤沉积物样品进行了粒度特征分布分析,结果表明:环青海湖表层土壤沉积物粒度组成以粉砂为主,占所有采样点土壤粒度组成的52%,砂含量次之,占37%,黏粒含量最少,占11%;环湖区38个采样点主要植被类型下表层土壤粒度百分比中也表现出粉砂砂黏粒;环青海湖区表层土壤沉积物粒度特征表明青海湖以东表层土壤沉积物粒度特征呈单峰模式、以西表层土壤沉积物粒度特征呈不对称双峰模式、以南表层土壤沉积物粒度特征近乎正态分布、以北表层土壤沉积物粒度特征呈多峰模式;环青海湖区表层土壤沉积物的平均粒径为1.96~6.71Ф,平均值为4.68Ф,为粉砂粒级;峰态值为0.75KG1.89,平均值为1.09;标准离差变化范围为0.81~2.63,平均值为1.77;偏度变化范围为-0.03~0.43,平均值为0.14。分析结果说明环青海湖区湖东区域为典型的风成砂沉积、湖西和湖南区域表层土壤沉积为风成黄土、湖北表层土壤沉积环境复杂多样。     

祁连山南坡不同植被类型土壤粒度特征

[目的]对祁连山南坡不同植被类型土壤粒度特征进行分析,为区域土壤资源可持续利用和生态环境保护提供科学依据。[方法]对祁连山南坡不同植被类型下土壤进行标准化土壤样品采集,利用Mastersizer 2000型激光粒度仪测定75件样品,通过福克和沃德公式计算粒度参数,最后进行单因素方差分析。[结果]①青海云杉、祁连圆柏、高寒草甸为粉砂—黏粒级(63μm),混合灌丛和高山草地为砂粒级(63μm),粒级组成上林地质地最细,高寒草甸次之,混合灌丛和高山草地土壤质地粗颗粒成分较多,有退化趋势;②平均粒径(M_z)表现为:青海云杉(6.15Ф)祁连圆柏(5.81Ф)高寒草甸(5.22Ф)混合灌丛(5.07Ф)高山草地(5.04Ф);分选系数(σ)表现为:高山草地(2.65)高寒草甸(2.45)混合灌丛(2.33)青海云杉(2.17)祁连圆柏(2.11);偏度(SK)高寒草甸(0.19)高山草地(0.12)混合灌丛(0.035)青海云杉(0.032)祁连圆柏(-0.05);峰度(K_G)表现为:青海云杉(0.968)混合灌丛(0.966)祁连圆柏(0.929)高寒草甸(0.887)高山草地(0.867);③各植被类型频率曲线存在异同,其中林地和灌丛为近对称单峰态,高寒草甸和高山草地粒度频率曲线呈多峰态,说明草地类型受外界因素干扰较大,物源混杂。[结论]在自然环境影响和人类活动强度大的情况下,高寒草甸和高山草地粒径将进一步粗化,荒漠化风险程度最大,是该区相对来说亟需保育的植被类型。     

不同植被覆盖对养分在土壤水稳性团聚体中分布特征的影响

研究了重庆缙云山不同植被覆盖下土壤结构的稳定性,以及土壤有机碳和养分在水稳性团聚体中的分布特征.结果表明:不同植被覆盖对土壤水稳性团聚体的分布和土壤结构稳定性有显著影响.竹林土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量以及土壤结构的稳定性显著低于马尾松林和草地土壤.植被覆盖对养分在土壤水稳性团聚体中的分布模式没有显著影响,在>2mm水稳性团聚体和<0.053 mm粒级的粉砂与粘粒组分中,有机碳、全氮、全磷以及交换性K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的浓度最高;地表植被覆盖的变化对有机碳、全氮、全磷和交换性盐基离子在各粒级水稳性团聚体中的含量产生显著影响,草地和竹林土壤有机碳和全氮显著高于马尾松林土壤,主要表现在0.25-0.053 mm粒级水稳性团聚体中有机碳和全氮含量,草地和竹林土壤显著高于马尾松林土壤;而草地土壤>2 mm水稳性团聚体和<0.053 mm粒级的粉砂与粘粒组分中的磷显著高于马尾松林和草地土壤.不同植被覆盖下土壤水稳性团聚体中交换性盐基离子均以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,占交换性盐基总量(Total exchangeable bases TEB)的91.8%～92.9%.草地土壤各个粒级的TEB都要大于其他两种植被覆盖下的土壤.     

贵州喀斯特地区降雨强度对土壤侵蚀特征的影响

降雨对坡面产流、侵蚀过程及养分流失有重要的影响,选取我国西南喀斯特地区作为研究区域,采用人工降雨方法,研究了不同降雨强度对贵州喀斯特地区(裸地和植被覆盖小区)与土壤侵蚀特征的影响。结果表明:(1)在不同降雨强度下,裸地和植被覆盖小区初始产流时间均随降雨强度的增大产流时间提前,并且裸地和植被覆盖小区初始产流时间在不同降雨强度下差异均显著(p0.05)。(2)裸地和植被覆盖小区径流速率在5~6min之后保持稳定,径流速率均随雨强的增大而增大;不同降雨强度下,径流速率均表现为裸地植被覆盖小区。(3)裸地和植被覆盖小区输沙率变化表现为快速增大、迅速减小、缓慢减小和趋于稳定4个阶段,不同降雨强度下,输沙率均表现为裸地植被覆盖小区。(4)裸地和植被覆盖小区总径流量和总侵蚀量随雨强的增大而增大,裸地坡面各降雨强度下坡面总径流量差异均显著(p0.05),25,50mm/h降雨强度下植被覆盖小区坡面总径流量差异不显著(p0.05),相同降雨强度时总径流量表现为裸地植被;25,50mm/h降雨强度下裸地和植被覆盖小区坡面总侵蚀量差异不显著(p0.05),相同降雨强度时总径流量和总侵蚀量均表现为裸地植被覆盖小区。(5)裸地坡面侵蚀养分中DP,K~+,SEP和SEK含量均高于植被覆盖小区,其中裸地坡面侵蚀养分DP,K~+和SEK含量均显著高于植被覆盖小区(p0.05),而SEP含量二者差异不显著(p0.05)。(6)相关性分析表明降雨强度为75,100mm/h时,裸地和植被覆盖小区侵烛泥沙养分含量与泥沙流失量间的相关性明显优于降雨强度为25,50mm/h时,相同降雨条件下裸地侵蚀量与养分含量的相关系数基本高于植被覆盖小区。以上研究结果表明植被覆盖具有减沙减流、减少土壤侵蚀及养分流失等作用。     

晋西北沙化土地粒度特征及其可蚀性研究

[目的]对晋西北沙化土地粒度特征及其可蚀性进行研究,为该区合理利用土地和有效防控风蚀沙化提供基础数据和科学依据。[方法]选取晋西北沙化土地区的撂荒地、玉米地、人工林地、裸地4种地类0—20cm的土壤作为研究对象,对不同地类土壤样品进行粒度分析,并采用粒级—标准偏差法对各地类易蚀颗粒进行提取。[结果](1)晋西北沙化土地区的土壤粒度组成均以极细砂(0.125～0.063mm)、粉砂(0.063～0.002mm)为主,含量占总粒级的70%以上。(2)不同地类中,撂荒地、玉米地和人工林地均以粉砂为优势粒级,其含量分别为52.86%,48.81%和43.52%,裸地以极细砂为优势粒级,其含量为45.64%。(3)撂荒地的易蚀颗粒(0.25～0.056mm)最少,为47.18%,其次为玉米地(49.67%),这Ⅱ种地类的可蚀性均为中等,裸地的易蚀颗粒最多(68.80%),人工林地(55.83%)次之,可蚀性强。[结论]土地利用方式会影响土壤颗粒的级配特征,使土壤性质发生变化,并导致土壤可蚀程度存在差异。裸地是该区今后土壤风蚀防控的重点地类,应采取地表覆盖等保护措施以降低风蚀程度。     

基于SOM和TN的黑土区小流域土壤侵蚀沉积估算

通过分析122个剖面的610个土壤样品上下土层有机质(SOM)和全氮(TN)含量差的分布规律,估测小流域土壤侵蚀沉积空间分布格局.结果表明:基于土壤有机质(SOM)和土壤全氮(TN)上下土层差估算流域沉积深度的平均值接近,半方差函数均以高斯模型为最好,其变程(3 110 m)和C/(C0 +C)也相同,其空间分布格局受结构因子和随机因子影响各占50％.基于SOM和基于TN的沉积深度空间分布规律接近,总体上东北部高于西南部,靠近河道上游沉积少于下游,随着河道汇集增多沉积逐渐增加,在河道汇集出口处沉积达到最大.基于SOM和基于TN的沉积深度均以8～16 cm等级所占面积比例较大.与未计算沉积的侵蚀强度分布格局相比,计算沉积后的0～15 t/(hm2·a)侵蚀强度面积减少了40.8％,而沉积强度处于(-15)～0 t/(hm2·a)增加了32.1％,沉积强度处于(-27)～(-15)t/(hm2·a)增加17.8％,其他侵蚀或沉积强度面积变化不大.     

宁杭高铁运营期典型样地侵蚀因子特征研究

为研究高铁沿线侵蚀因子变化,制定运营期土壤养护措施,在宁杭高速铁路(江苏段)沿线选取典型样地,于2018年3月至2019年2月对样地土壤理化性质、降雨特征等进行定点监测,测定降雨量及土壤理化指标、抗冲性、抗剪性、侵蚀模数,并结合典型区段2014—2018年遥感影像进行植被、土地利用现状等信息提取,从而计算和预测土壤流失量。研究表明:扰动后土壤养分含量普遍低于原状土;扰动地貌自然恢复速度比原状地貌慢,随自然恢复时间延长土壤理化指标水平差别呈增大趋势;土壤含水率、降雨量、降雨强度与侵蚀模数呈显著或极显著正相关,全磷含量、抗冲刷系数、抗剪性与土壤侵蚀强度呈显著或极显著负相关;扰动后可以草本为先锋植被,快速覆盖地表,控制水土流失,当草本覆盖率达到76.5%以上时,土壤侵蚀强度会降至微度水平;土壤侵蚀模数整体呈现逐年降低的趋势,但在回坞左侧典型样地仍需要进行治理。     

塔克拉玛干沙漠土壤粒度分布特征及其对粉尘释放的影响

塔克拉玛干沙漠是中国西北的重要粉尘源区,研究区域粒度分布特征及粉尘释放量有助于评估区域大气环境质量及其气候效应。基于此,按照空间分布特征及下垫面类型(农田、沙丘、荒漠)环塔克拉玛干沙漠采集地表土壤样品138个,利用Mastersizer2000激光粒度仪分析土壤粒度组成,利用DPM模型计算粉尘释放通量,以期揭示塔克拉玛干沙漠地表土壤微团粒粒度分布特征及其对粉尘释放通量的影响,研究结果表明:1)138个样品中流动沙丘和沙垄的粉砂和黏粒含量累计之和最少,约占10%～18%左右,属于砂质土和砂壤质土。农田(绿洲、林带区)样品多为草甸土,粉砂和黏粒累计含量约占50%～80%,戈壁(荒漠区)样品中粉砂和黏粒的含量差异较大,砂质土和砂壤土的粉砂和黏粒的含量累计之和约占20%～30%。2)地表土壤微团粒中粒径较小的是细砂和粉细砂,可用3个对数正态分布群体表示,即:粉细砂群体、细砂群体、粗砂群体,中值粒径依次为90、225、500μm,标准偏差分别为1.02、1.53、1.08,各占比例约为30%、49%、21%。3)塔克拉玛干沙漠粉细砂和细砂的粉尘释放量最大,中砂粗砂次之,极粗砂最少,其最大差值的数量级为10~(-2)μg/(m~2·s)。研究结果可以较好地反映不同下垫面粉尘释放差异,对定量评估区域乃至全疆的粉尘释放量等具有重要意义。     

基于GIS和RS的巢湖流域水土流失评估

基于地理信息系统(GIS)和遥感技术(RS),提取了巢湖流域地表覆盖、水土保持措施、坡度坡长、土壤可蚀性、降雨侵蚀力5个主要影响水土流失的因子,并运用修正的通用土壤侵蚀模型(revised univer-sal soil loss equation,RUSLE)估算土壤侵蚀量,生成水土流失等级分布图,从而完成对巢湖流域水土流失现状和空间分布特征的评估分析.结果表明,巢湖流域水土流失主要为微度侵蚀和轻度侵蚀,分别占流域总面积的93.87％和6.04％.此外,坡度和植被覆盖是影响流域土壤侵蚀的主要因素.研究结果可为巢湖流域水土流失治理及决策提供科学参考.     

矸石山水土流失规律与防治措施的研究

降水特征、地形地貌和植被覆盖程度是影响水土流失量大小的主要因素。降雨强度越大,坡越长越陡,水土流失量越大 ;植被覆盖度越高,水土流失量越小。因此,改变矸石山局部小地形、缩短坡长、快速恢复植被、提高土壤入渗是减少水土流失的有效途径。     

科尔沁沙地西部响水河悬移质泥沙粒度分析

[目的]对科尔沁沙地西部响水河的悬移质泥沙粒度特征进行研究,以便更好地认识该河流泥沙特征及侵蚀产沙规律,为沙漠区河流—沙丘相互作用研究提供基础素材与例证。[方法]通过野外实地考察,选择科尔沁沙地西部响水河3个典型河段对河水中的悬移质进行采样,然后进行室内激光粒度仪测试与分析。[结果](1)在上游河段Ⅰ和下游河段Ⅲ处,河水侧蚀弯道凹岸流动沙丘基部,由其上游断面至下游断面泥沙粒径变细,分选变差。(2)河段Ⅱ河水侧蚀由Q_3河湖相地层构成的陡坡,弯道环流对凹岸的冲刷作用较明显,泥沙粒径由其上游断面向下游断面变粗,分选变好。(3)悬移质泥沙粒度呈现从上游至下游粒径显著变粗,分选变好的趋势。[结论]该河的水源主要是其南侧石质残丘区泉水和河谷沿线流动沙丘或Q_3河湖相地层的侧向渗出水,随着沿途流动沙丘数量增加,集水面积扩大,流速和流量显著增加,河水的挟沙和冲刷能力随之增强;河流上、下游河段的悬移质主要来自被侵蚀的沙丘基部,中游河段的悬移质主要来自凹岸坍塌的Q_3地层砂。     

额济纳盆地戈壁沉积物粒度特征分析

通过野外实地调查取样与室内粒度测试,分析额济纳盆地戈壁地表及下层沉积物的粒度组成、平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数特征。结果表明：1）除冲积一洪积扇上部外,戈壁表层沉积物粒度组成以石块为主,而下层粒度组成则以砂粒为主,颗粒平均粒径表层多数较粗,以石、砾为主,下层沉积物平均粒径较表层具明显的细化趋势,从低山残丘至洪积扇下部,平均粒径由粗变细;2）戈壁不同层次沉积物颗粒的分选性较差或差,仅在低山残丘与湖泊边岸浅滩分选属于中等;3）表层沉积物偏度以正偏、极正偏占主导,占总数的76．93％,而下层颗粒物的偏度以负偏、极负偏为主,占总体的84．62％;4）表层沉积物粒度频率曲线以尖窄、很尖窄为主,占69．23％,其次为中等,占15．38％,而下层则以宽平、很宽平和中等为主,三者共占76．93％;5）戈壁沉积物的粒度特征整体上表现为粒径较粗、分选较差、正偏态、峰态尖窄的特点,综合反映了颗粒的沉积环境、地貌特征、侵蚀与堆积方式。研究结果可为戈壁类型划分提供参考。     

砂质黏性紫色土粒组缺失对降低持水特性的影响

紫色土结构松散、具高生产性，但具有较弱的抗侵蚀能力，侵蚀后表现出土壤干密度减小、细颗粒流失严重等现象，影响其持水特性。为探讨紫色土降雨侵蚀后土壤持水特性的变化，该研究选取砂质黏性紫色土在降雨条件下最易变化的3组粒组（>0.250～0.500、>0.075～0.250、0～0.075 mm），开展广义吸力范围内粒组缺失的土-水特征曲线（soil-water characteristic curve，SWCC）试验，分析粒组缺失对砂质黏性紫色土持水特性的影响。结果表明： 1）粒组缺失会降低土体持水特性，在边界效应区和过渡区最为明显，残余区影响较小。缺失粒组质量分数与进气值和残余含水率呈反比；2）使用粒径参数（限制粒径、平均粒径、中值粒径、有效粒径）表征土体级配状况，建立土体级配曲线与SWCC特征值的关系，发现除有效粒径，其余参数均与进气值和残余值呈线性反比关系；3）使用Fredlund-Xing模型对不同方法所得数据进行拟合，发现使用单一试验方法所得数据结果拟合优度较高，但SWCC明显偏离其余试验数据点。提出获得准确的紫色土全吸力SWCC仅需确定吸力最大值，并引入3种评价指标进行验证，拟合结果表明，此方法可有效缩短SWCC试验周期，为SWCC在三峡库区紫色土地区的工程运用提供了可靠的思路。     

博斯腾湖湖岸沉积物磁化率和粒度特征分析

选取博斯腾湖西岸剖面进行环境磁学测试,并结合粒度组分进行相关性分析。研究结果表明:磁化率随深度变化的变化呈上升再下降趋势,并出现波动—平缓—波动的变化过程。随深度变化,影响磁性参数的主导因素不同。表层土壤主要受生物作用影响;中间层主要受沉积源磁性矿物影响;底层湖相沉积物的磁性特点及粒度分布主要受湖泊沉积环境及水动力条件影响。在剖面湖相沉积所处时代,博斯腾湖水动力条件减弱,气候环境相对干旱,湖泊处于收缩过程中,并且在收缩过程中湖水的动力条件存在明显波动。     

华南花岗岩风化土体粒度成分的分形特征

根据花岗岩风化土体机械分析数据计算不同层位风化土体的粒度分维值,结果表明,华南花岗岩风化土体粒度分布表现出良好的分形特征,整个风化壳剖面自上而下粒度分维值逐渐在减小,平均值约为2.74.分维值是定量表征土体粒度分布特征的有效参数,其值大小反映了风化壳的风化强弱.     

不同植物灌丛沙丘表面沉积物粒度变化及其固沙能力

研究沙区不同类型植物灌丛沙丘地表沉积物环境敏感粒度组分体积百分含量变化及其影响因素有助于精确描述地表风沙运动过程,为快速比较不同植物种固沙能力和沙区植被恢复提供参考。采用激光衍射法对乌兰布和沙漠内部5种荒漠植物灌丛沙丘地表沉积物粒度差异进行测定,以粒级-标准偏差法对风沙环境敏感组分进行提取,根据敏感组分体积百分含量变化对植物固沙能力进行评价,并以多元线性回归方法拟合了敏感组分体积百分含量对植株形态指标变化的响应。结果表明:沙鞭、沙蓬、芦苇样地表层沙物质分布同裸沙丘均为单峰型,白刺和油蒿为双峰型。植被分布区沙丘表层沉积物中沙、细沙减少,极细沙和粉粒增加,沉积物颗粒分选性变差,频率曲线趋于正偏,峰度值降低。整体而言,颗粒组成由细到粗依次为:白刺油蒿芦苇沙蓬沙鞭裸沙丘。乌兰布和沙漠地表沉积物存在1.45~76和76~456μm 2个环境敏感粒度组分,中值分别为57.3和193.6μm,分别命名为细组分和粗组分,细组分对应风沙流中的悬移质,粗组分为跃移质。环境敏感组分在各植物覆盖下差异显著,细组分体积百分含量变化为:白刺油蒿沙蓬芦苇沙鞭裸沙丘,粗组分体积百分含量变化相反,植株对风动力的阻滞能力相应降低。多元线性回归显示,细组分体积百分含量与株高、冠幅、分枝数呈正相关关系,与疏透度呈负相关关系,表层沉积物中细组分体积百分含量越高的植物灌丛,影响其体积百分含量多少的因素越复杂。     

塔里木河干流古河道表层沉积物粒度特征及其意义

历史上塔里木河因频繁改道在干流两岸遗留了多条古河道,研究其表层沉积物粒度特征,可判断表层沉积物形成时的沉积环境与水动力条件。通过对塔里木河古河道表层沉积物系统采样,进行粒度分析发现:(1)塔里木河古河道表层沉积物优势粒级为粉沙,粒度次一级组分在干流两岸古河道间差异明显;(2)古河道表层沉积物比塔里木河洪泛平原土壤粒径细小,表明古河道晚期水动力较弱;(3)塔里木河干流南岸的部分古河道表层沉积物中,含风成沙夹层,反映了其沉积环境受风水两相作用。     

基于计算机视觉的粒度检测方法研究

利用计算机视觉技术进行超微粉碎物料粒度检测方法的研究。采用非线性变换对图像进行对比度增强处理，利用自动取阈值算法分割目标和背景，设计了识别算法用于去除凝聚颗粒，以得到样本真实粒度和分布。实验证明用显微图像进行粒度检测，测定分布状态直观明了，检测结果稳定，可测量0.1～150 μm颗粒粒径。     

基于粒度方法的大气降尘对浙江省新嵊盆地土壤的物源输入研究

为揭示大气降尘对亚热带季风区土壤资源的影响,本文以亚热带地区典型玄武岩发育土壤为研究对象,采用土壤地理学和土壤粒度分析方法,分析表层土壤样品的粒度组成、粒度频率曲线和高含量的"风尘基本粒级"(10～50μm)的粒度分布特征,结果表明大气降尘对土壤表层的影响深远。土壤Sr-Nd同位素比值辅助证据也进一步说明表层也不断受到来自大气降尘的影响。研究剖面土壤表层样品的粒度组成、频率曲线、粒度参数和Sr-Nd同位素比值均指示显著的风尘特性,而底土层土壤样品则大多数继承了母岩的特性。揭示了大气降尘对该区域土壤资源的重要补给作用和对土壤发生演变的重要影响。     

贵州省喀斯特山区不同石漠化等级土壤粒级特征研究

对贵州喀斯特山区不同石漠化等级土壤粒级进行了研究。结果表明,在贵州省喀斯特山区不同石漠化等级土壤垂直断面(A—B—C)<0.001mm黏粒增加;0.01～0.05mm,0.05～0.25mm细砂粒和0.25～1mm粗砂粒减少。随着石漠化程度增强土壤表层(0—20mm)黏粒含量减少,砂粒增加。在贵州省西部地区,<0.005mm的土粒随着石漠化程度的加剧含量减少。不同石漠化等级中<0.005mm土粒与有机质成极显著正相关关系,相关系数为0.95;0.05～1mm土粒与有机质成显著负相关关系,相关系数为0.63。