增湿条件下泾阳南塬马兰黄土孔隙率变化研究

研究泾阳南塬原状马兰黄土孔隙率在增湿前后的变化特征,为黄土湿陷机理孔隙参数的确定提供一种依据。利用影像分析软件对扫描电子显微镜下获得的泾阳南塬原状马兰黄土增湿前后同一位置的微观影像进行二值化处理,并对马兰黄土中的不同类型的孔隙进行统计、对比、分析。结果表明增湿后架空结构破坏导致的大孔隙减少是马兰黄土发生湿陷的主要原因,并且这种湿陷会在下次孔隙变化时再次体现。将影像分析软件和电镜扫描技术相结合能够快速的分析黄土微观结构并获得相关孔隙参数。     

陕西洛川L_5-S_8黄土和古土壤水分特征研究

通过对洛川L5-S8黄土和古土壤层的原状土进行水分特征曲线的实验测定,分析了L5-S8各层土壤的持水性能和供水性能等土水特征。结果表明:L5-1-S8-2的持水性、供水性均随吸力值的增大而减弱。L5-1-L8-2的持水性在较低压力段强于相邻下部的S5-1-S8-2,在较高压力段弱于相邻下部的S5-1-S8-2。L5-1-L8-2的供水性能比相邻下部的S5-1-S8-2强。L5-S8黄土和古土壤水分特征差异的直接原因是孔隙大小分配及粘粒含量多少,根本原因是土壤发育过程中冷干和温湿的气候变化。     

末次间冰期以来临汾盆地气候演化特征——以丁村古人类遗址东沟剖面为例

黄土是第四纪气候变化的重要载体,对临汾盆地丁村古人类遗址东沟黄土-古土壤剖面进行光释光定年、磁化率及粒度指标的测定,以揭示末次间冰期以来临汾盆地的气候演化过程。根据光释光定年数据,并结合磁化率及粒度参数变化特征,可将临汾盆地气候演化过程分为四个阶段:130～75kaBP,成壤作用强,古土壤发育明显,表明该时期亚洲夏季风占主导,降水量较大,气温较高,最为暖湿;75～57kaBP,沉积作用增强,黄土发育明显,表明亚洲冬季风占主导,干燥少雨,且气温极低,最为干冷;57～25kaBP较为特殊,弱古土壤发育,表明气候回暖,但仍处较冷时期,降水相对较大,气候温和;25～20kaBP,该时期沉积作用再次加强,黄土沉积,表明亚洲冬季风增强,降水减少,气候变冷。通过将临汾盆地丁村剖面数据与其他地质数据对比分析可见,在末次间冰期-末次冰期的气候旋回中,临汾盆地气候变化与同时期全球气候变化趋势较为一致,且存在一定区域特征。     

增湿条件下兰州Q_3原状黄土的强度特性

采用总应力法,讨论了增湿条件下兰州地区Q3原状黄土应力-应变曲线特征,分析了增湿过程中含水量及围压对极限强度、抗剪强度参数的影响。结果表明:兰州地区Q3原状黄土的强度受含水量变化的影响较大,在低围压时含水量对黄土强度的影响更显著。随着含水量的增大,粘聚力、内摩擦角逐渐减小;粘聚力与含水量之间呈二次多项式关系,内摩擦角与含水量之间呈线性关系。利用摩尔库伦破坏准则得出兰州地区Q3原状黄土增湿条件下极限强度与含水量、围压的计算公式。     

陇东黄土塬区土壤包气带水分水势特征研究

选取陇东黄土包气带为研究对象,综合运用数理统计与对比分析相结合的方法,研究黄土地区包气带土壤水分、水势变化特征和土水势构成结构,结果发现,在陇东黄土塬区,坡头荒地等较干旱、沙质土壤中,包气带水分变化呈对数分布特征,而耕作土壤其水分含量特征则不满足这种类型.在土水势构成方面,溶质势所占比例平均约为20%,其中坡头荒地约占...     

种植年限对渭北旱塬苹果园土壤孔隙结构及水力特征的影响

为研究不同种植年限对苹果园土壤孔隙结构及其土壤水力特性的影响,采用时空转换的方法,选取渭北旱塬2 a、13 a及33 a苹果园开展土壤结构与水力特征测定,利用压汞法获取原状土壤孔隙结构特征。以20 cm及40 cm为界将果园0～100 cm土壤划分为耕作表土扰动层、潜在犁底层与心土层。结果表明：渭北旱塬苹果园20～40 cm土壤容重较高、导水能力差且水分对作物有效性较低,有形成犁底层的可能,且随植果年龄增加果园土壤容重呈增加趋势;同一果园中大孔隙（>75 μm）与中孔隙(30～75 μm)土壤百分含量最大值出现在表土层,占比分别为7.63%~10.32%及10.94%~13.14%;微孔隙(5～30 μm)土壤最大百分含量出现在心土层,占比为30.60%~47.85%;极微孔隙(0.1～5 μm)与超微孔隙(<0.1 μm)土壤含量最高值出现在潜在犁底层,占比分别达37.36%~52.55%及13.15%~19.08%。在频繁受到耕作扰动的表土层,2 a、13 a及33 a果园土壤之间各级孔隙占比非常接近;在不易受到耕作扰动的心土层,大孔隙与中孔隙土壤都表现出随耕作种植年限的增加而增加的趋势。土壤容重与其大孔隙含量呈显著负相关,与超微、极微孔隙土壤含量呈正相关,饱和导水率与容重呈显著负相关;5～30 μm微孔在土壤的导水及持水方面均有重要作用,其比表面积与田间持水量呈显著正相关,其孔体积分数与饱和导水率呈显著正相关;VG模型参数n与土壤大孔隙及中孔隙含量呈显著负相关。随耕作种植年限增加,果园土壤有机质含量每5 a降低0.425 g·kg^-1,田间持水量每5 a降低0.8% cm³·cm^-3。研究建立的土壤水力参数回归预测模型可为苹果园高效用水提供参考。     

蝶蛹金小蜂寄生对菜粉蝶和玉带凤蝶蛹血细胞数量和组成的影响

以血球计数板较系统地考查了菜粉蝶和柑桔凤蝶雌雄蛹被蝶蛹金小蜂寄生后浆血细胞和颗粒血细胞数量的时间动态变化,以明确该蜂寄生对其寄主血细胞数量和组成的影响.结果表明,菜粉蝶蛹被寄生后,其血细胞总数除寄生后2天外均极显著高于同期未寄生蛹,最多的约高出20倍;除被寄生后0.5和5天的寄生蛹的血细胞组成与同期未寄生蛹无显著差异外,寄生后1～ 4 天雌雄寄生蛹的浆血细胞所占比例均显著低于同期未寄生蛹,而颗粒血细胞所占比例则反之.玉带凤蝶寄生蛹的血细胞总数在寄生后0.5 ～ 3天与同期未寄生蛹相比均无显著差异,但寄生后4 ～ 5天却显著升高,最多的约高出3倍;寄生后0.5 ～ 5天的寄生蛹浆血细胞所占比例均显著低于同期未寄生蛹,而颗粒血细胞所占比例恰反之.可见,该蜂寄生在一定时间内不仅能引起其两种寄主血细胞总数和颗粒血细胞所占比例明显增高,而且能导致浆血细胞所占比例明显下降.     

西安临潼白庙剖面全新世黄土与环境变化

西安临潼白庙剖面全新世发育了两层黄土与两层古土壤 ,通过对该剖面各层黄土与古土壤中微量元素Zn ,Ni,Cr,Co ,Ba ,Rb ,Sr的含量测定 ,研究了当时土壤发育的强弱和气候环境的变化。结果表明 ,其微量元素具有指示冬夏季风等环境变化的重要作用 ,反映了全新世以来该区发生过 4次较大的生物、气候环境的变化 ;古土壤代表的温湿期气候比现今明显 ,当时夏季风活动加强 ,但冬夏季风活动强度与持续时间相近 ,并非是夏季风占优势 ,黄土发育时的气候与现今西安地区类似     

红土和黄土剖面常量元素地球化学特征及其对比

对比分析了4个红土剖面、3个黄土剖面常量元素地球化学特征,结果表明:⑴常量元素组分皆以SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3为主,三者平均总量红土高于黄土。黄土易溶组分中Na_2O、MgO和CaO的平均含量明显高于红土,难溶组分中Fe_2O_3、Al_2O_3的含量低于红土。⑵常量元素线性回归表明,黄土、红土Al_2O_3与Fe_2O_3表现为明显的正相关,SiO_2分别与Al_2O_3、Fe_2O_3表现为明显的负相关,红土常量元素之间的相关性弱于黄土。⑶UCC标准化显示,红土、黄土Si元素分布在1.00附近,亏损或富集不明显。投影点在风化趋势线上的分布表明,黄土处于化学风化过程的早期阶段,红土已经进入化学风化过程的中晚期阶段。⑷常量元素比值分析表明,洛川黄土、信阳黄土和武威黄土物源的相近性,松木红土、汤溪红土、川西红土和向阳红土物源的复杂性。     

干旱区夯土长城遗址表层病害微观研究

以武威市明代夯土长城遗址为例,通过现场调查将干旱区夯土长城遗址表面病害划分为风蚀、雨蚀及表层剥离三类。结合室内电镜扫描、X射线衍射及激光粒度分析试验,综合研究遗址表层病害的形成及发育的微观原因。结果表明:遗址表层中的土颗粒呈薄片状,并按叠瓦状紧密排列;母墙土颗粒表面粗糙,形状呈角砾状,颗粒无序紧密排列,夯筑痕迹明显。遗址表层与母墙中的矿物含量相近,粘土矿物含量低。母墙土的砂粒含量高,粉粒含量低;表层土粉粒含量高,砂粒含量低。研究认为:粘粒组粘土矿物的低含量导致遗址土颗粒间的连接力差,这是遗址表面雨蚀和风蚀病害发育的内在原因,表层与母墙的粒度组分与微观结构差异为遗址体的表层剥离提供了物质与结构基础。     

Influence of soil moisture on short-term adsorption of diuron and isoproturon by soil

The adsorption of diuron and isoproturon by a clay loam soil at 35% (3-16 kPa) and 62% (1 kPa) soil moisture content was studied by means of glass microfibre filters capable of sampling soil solution for herbicide analysis. Adsorption was rapid, with 40–80% of the final (24 h) sorption being achieved within 2 min. These equilibria were achieved more rapidly for diuron, which was also the more highly adsorbed. Adsorption of both herbicides was favoured by low soil moisture initially, but was enhanced by higher soil moistures at sorption times greater than 30 min. However, increasing the soil moisture from 31% (10 kPa) to 62% (1 kPa) had little effect on the final soil sorption capacity. Regarding the water status in the soil, it is thought that adsorption took place in small pores (<3 μm). Herbicides diffused rapidly into small pores and adsorption by wet soil was delayed for a short period of time (about 30 min).     

Solute transport characteristics of a deep soil profile in the Loess Plateau,China

Understanding solute transport behaviors of deep soil profile in the Loess Plateau is helpful for ecological construction and agricultural production improvement. In this study, solute transport processes of a deep soil profile were measured by a conservative tracer experiment using 25 undisturbed soil cores(20 cm long and 7 cm diameter for each) continuously sampled from the surface downward to the depth of 500 cm in the Loess Plateau of China. The solute transport breakthrough curves(BTCs) were analyzed in terms of the convection-dispersion equation(CDE) and the mobile-immobile model(MIM). Average pore-water velocity and dispersion coefficient(or effective dispersion coefficient) were calculated using the CDE and MIM. Basic soil properties and water infiltration parameters were also determined to explore their influence on the solute transport parameters. Both pore-water velocity and dispersion coefficient(or effective dispersion coefficient) generally decreased with increasing depth, and the dispersivity fluctuated along the soil profile. There was a good linear correlation between log-transformed pore-water velocity and dispersion coefficient, with a slope of about 1.0 and an average dispersivity of 0.25 for the entire soil profile. Generally speaking, the soil was more homogeneous along the soil profile. Our results also show that hydrodynamic dispersion is the dominant mechanism of solute transport of loess soils in the study area.     

低分子量有机酸对二氯喹啉酸在土壤中吸附-解吸的影响

采用高效液相色谱仪及批量平衡试验方法,研究了乙酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丁二酸和柠檬酸6种低分子量有机酸对麻沙泥和第四纪红土红壤吸附-解吸二氯喹啉酸的影响。结果表明:低分子量有机酸可推迟二氯喹啉酸在土壤中的吸附平衡时间,其吸附动力学过程可用准二级动力学方程描述。Linear和Freundlich方程能较好地拟合二氯喹啉酸在供试两种土壤中的吸附等温线;二氯喹啉酸在麻沙泥中的吸附能力(lg Kf值)从大到小依次为苹果酸柠檬酸草酸=乙酸丁二酸酒石酸,在第四纪红土红壤中为苹果酸丁二酸乙酸草酸柠檬酸酒石酸;低分子量有机酸浓度对二氯喹啉酸解吸的影响因有机酸种类和供试土壤的不同而差异较大,6种供试有机酸均促进了第四纪红土红壤对二氯喹啉酸的解吸,且其解吸率均明显高于麻沙泥对二氯喹啉酸的解吸率,但在麻沙泥中呈现不同的影响模式。     

黄土丘陵沟壑区植被自然恢复过程中土壤种子库特征

采用野外调查取样和室内实验相结合的方法,研究了黄土丘陵沟壑区植被自然恢复过程中土壤种子库的物种组成、密度、物种多样性以及相似性特征.结果表明:阴、阳坡10个样地中,共萌发了55种2203株幼苗,隶属于23科48属;总密度达到5 505±625.537粒/m2,且0～5 cm土层远远大于5～10 cm土层的土壤种子库密度,约是其4.6倍;丰富度、多样性、均匀度指数均未与恢复年限达到显著相关水平,但生态优势度随恢复年限的增加呈上升趋势,且阳坡上升的趋势比阴坡明显;组成成分相似性系数变化范围为0.0952～0.7143,恢复年限相距越大,其相似性越小,说明植被恢复演替的过程也是土壤种子库空间异质性加大的过程.     

陕北黄土区微地形土壤有效水饱和度

为了明确不同微地形土壤有效水饱和度的特征以及与植被群落特征的关系,采用小波分析、回归分析和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析了陕北黄土区阳向陡坡不同微地形0~60 cm土层深度的土壤有效水饱和度。结果表明:(1)在0~60 cm土层深度范围内,不同微地形土壤有效水饱和度顺序为塌陷缓台原状坡切沟浅沟陡坎,其中切沟、塌陷和陡坎的土壤有效水饱和度呈现显著增加趋势,浅沟、缓台和原状坡的土壤有效水饱和度呈现下降趋势,但趋势不显著;(2)研究期间,不同微地形土壤有效水饱和度的变化周期不同,陡坎、塌陷和缓台的主周期相同,为22个月,浅沟、切沟和原状坡的主周期分别为23、21个月和28个月;(3)在不同微地形中,Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson多样性指数和Alatalo均匀度指数均与土壤有效水饱和度呈正相关关系,其中Shannon-Wiener多样性指数和土壤有效水饱和度的相关性最高。     

放牧对荒漠灌丛草地土壤团聚体组成及其稳定性的影响

以内蒙古阿拉善盟荒漠草地为研究对象,分析了不同放牧强度对土壤理化性质、团聚体组成、养分含量及其稳定性的影响。结果表明:与轻度放牧相比,重度放牧使0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm土层土壤有机C和全N含量显著降低,土壤容重显著增加;各土层中土壤团聚体以0.053~0.25 mm粒径为主,放牧强度的增加造成土壤团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值降低,分形维数(D)值升高,土壤团聚体结构遭受破坏,稳定性降低,导致土壤团聚体由大粒径团聚体(0.25~2 mm)向小粒径团聚体(0.053~0.25 mm、<0.053 mm)转变;重度放牧使土壤团聚体的C/N值升高,造成有效养分难以释放,植物所需养分亏缺。说明重度放牧是造成阿拉善盟荒漠草地退化的重要因素。     

不同粘粒含量土壤水分入渗能力模拟试验研究

为研究土壤粘粒含量对土壤入渗能力的影响,通过向自然土壤中添加沙粒、人工粘土的方法配制不同粘粒含量土壤,用土柱积水入渗模拟了人工配制土壤中粘粒含量对其入渗能力的影响.结果表明:(1) 土壤粘粒含量对土壤入渗能力有较大影响,随粘粒含量增多,入渗能力递减:＜0.001 mm粘粒含量从6%增加至40.4%时,稳定入渗速率从0.0169 cm/min降低至0.0068 cm/min,90 min累积入渗量则从3.66 cm降低至2.02 cm;(2) 稳定入渗速率、90 min累积入渗量与粘粒及物理性粘粒含量分别呈幂函数负相关、指数负相关关系,但与粘粒含量相关性更为显著;(3) 通过对Green-Ampt模型、Philip模型及Kostiakov模型的参数拟合及累积入渗量计算,发现在本试验中Kostiakov模型拟合精度最高,Philip模型次之,Green-Ampt模型较差,说明Kostiakov模型对于均质土体是个比较实用的入渗模型.     

高寒草甸不同类型草地土壤机械组成及肥力比较

研究了青藏高原高寒草甸不同类型草地土壤机械组成和土壤养分变化特征,并用相关分析探讨了土壤理化特征、土壤机械组成对不同草地类型群落物种组成、生物量变化的响应。结果表明:不同草地类型土壤机械组成分布大致是矮嵩草草甸:粉粒>细砂粒>粘粒>粗砂粒;高山嵩草草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;藏嵩草沼泽化草甸:细砂粒>粉粒>粘粒>粗砂粒;金露梅灌丛:粉粒>粘粒≥细砂粒>粗砂粒。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸为粉砂质粘壤土,藏嵩草沼泽化草甸为壤土,金露梅灌丛为壤质粘土。矮嵩草草甸、高山嵩草草甸和金露梅灌丛土壤颗粒分布相对比较均匀(除藏嵩草沼泽化草甸外),主要集中在<0.5mm的范围内,土壤粘粒含量普遍大于20%。土壤全量养分和速效养分以及土壤物理特征均影响着高寒草甸不同草地类型土壤质量和土壤结构。土壤结构和养分状况是判断高寒草甸生态系统生态功能维持的关键指标之一。     

土壤中苯肽胺酸的测定及淋溶特性研究

建立了反相条件下超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)检测土壤中苯肽胺酸残留量的分析方法,并结合土壤薄层层析试验研究了苯肽胺酸在3种典型土壤(黑土、水稻土和红土)中的淋溶特性。结果表明:添加水平为0.1、1和10 mg/kg时,苯肽胺酸在土壤中的添加回收率为77.3%~99.4%,相对标准偏差(RSD)为1.3%~11.4%;其在3种土壤中的检出限(LOD)均低于1.0μg/kg。苯肽胺酸在吉林黑土中的比移值(Rf)为0.83,其移动性为可移动;在江苏水稻土中的Rf值为0.61,在湖南红土中的Rf值为0.62,移动性均为中等。     

磺草酮在土壤中的淋溶特性研究

基于所建立的土壤中磺草酮残留的超高效液相色谱-串联质谱分析方法,通过土壤薄层层析试验研究了磺草酮在中国3种典型土壤中的淋溶特性。结果表明:添加水平为1和10 mg/kg时,磺草酮在土壤中的添加回收率为80%~104%,相对标准偏差为1.2%~8.1%,最低检测浓度为0.1 mg/kg。磺草酮在河北潮土、湖南红土和吉林黑土中的比移值(Rf)分别为0.563、0.101和0.422,其在潮土和黑土中的移动性为中等,在红土中为不易移动;磺草酮在土壤中的淋溶特性与土壤理化性质密切相关,主要影响因素是土壤p H值及黏粒组分含量。