黑土层不同粒级结构下有机碳矿化的模拟研究

东北黑土坡耕地侵蚀沉积分异明显,且冻融交替频繁,但各坡位土层结构以及通气孔隙度随含水率和温度的季节性变化对有机碳矿化和CO₂扩散效率的影响机理尚不清楚。以典型黑土坡耕地为研究对象,采集未侵蚀区表土风干、筛分后,选取粗(0.5～1 mm)、细(<0.125 mm)两种粒级,分层回填,全粗、全细、上粗下细、上细下粗4种土柱模拟典型坡位土层结构,对比分析冻融与非冻融不同温度梯度下,各土层结构CO₂释放速率变化特征。结果表明：非冻融变温(5～30℃)条件下,各土层结构CO₂释放速率存在显著差异,其中上粗下细土层CO₂释放速率均值为14.45μg/(kg·h),显著高于其他土层,增幅达20%～59%,说明不同土层间土壤颗粒大小和上下堆叠关系对CO₂传输效率有重要调控作用。经两次冻融作用后,0～15℃变温培养中,各土层间无显著差异,上粗下细土层CO₂释放速率均值为4.17μg/(kg·h),略高于其他土层,说明冻涨融缩效应削弱了不同土层结构之间孔隙结构和联通性差...     

内蒙古地区不同撂荒年限草地与沙棘地的入渗能力比较

[目的]研究内蒙古地区不同植被覆盖对土壤入渗能力的影响,为该区的生态恢复和植被配置提供理论依据。[方法]以该区3种不同年限撂荒草地(13,25,30 a)与13 a沙棘地为研究对象,采用圆盘入渗仪法并结合土壤水分特征曲线比较各样地土壤导水率,土壤大孔隙度及大孔隙连通性的差异。[结果](1)土壤入渗能力与撂荒年限正相关,随着撂荒年限的增加而变强,土壤稳定入渗速率表现为30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘地,分别为1.38,1.29,1.24,1.11 mm/min。相同年限的撂荒草地入渗速率较沙棘地更大。(2)大孔隙度及大孔隙连通性均依次为：30 a撂荒草地>25 a撂荒草地>13 a撂荒草地>13 a沙棘,占土壤体积0.000 4%～0.003 4%的土壤大孔隙对土壤饱和入渗速率的贡献高达44.35%～86.92%。(3)>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤入渗速率的主要因素。[结论]撂荒可以改善草地的入渗能力,并且随年限的延长而增强,相同年限下撂荒草地的入渗性能大于种植沙棘地,其主要影响因素为土壤大孔隙数目...     

不同配置参数下立式葵花秆沙障防护效果研究

[目的]揭示障高(H)、孔隙度(P)与行距(R)3个沙障参数对立式葵花秆沙障防护效果的影响,为优化立式葵花秆沙障的参数配置及立式沙障防风治沙工程的开展提供理论依据。[方法]基于风速与输沙的野外观测数据,开展不同梯度参数配置下沙障的粗糙度、防风效果、阻沙效果变动特征研究。[结果](1)0—50 cm高度内是沙障的主要防风区,相比裸沙丘沙障样地内的粗糙度提高了7.70～214.45倍,各规格沙障的防风效果在11.74%～59.45%范围内,阻沙效果在33.06%～92.23%范围内。(2)沙障的防风阻沙效果随障高增加而增加,随孔隙度和行距增加而降低,其障高对防风效果的影响大于孔隙度,孔隙度对阻沙效果的影响大于障高。(3)H(30 cm)-P(40%)-R(2 m),H(30 cm)-P(50%)-R(1 m),H(40 cm)-P(40%)-R(2 m),H(40 cm)-P(50%)-R(2 m)这4种规格沙障的防风效果与阻沙效果达到了35%与75%以上。[结论]立式葵花秆沙障能有效降低风速和输沙量,沙障参数是影响其防护效果的关键,其中影响沙障防风效果和阻沙效果的最主要参数分别是障高和孔...     

格状沙障内风速波动特征初步研究

通过对不同孔隙度格状沙障内风沙流中风速波动特征研究发现:风沙流中各高度层风速波动具有很好的相关性,其波动幅度随孔隙度的增加而减小;瞬时风速在时间序列上波动的均一性随不同高度间距离增加呈递减趋势;瞬时风速的波动性一方面受下垫面性质及外在环境条件的影响,另一方面与其所在高度层沙粒数量和运动状态有关.     

双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障的优化配置及防沙效益

[目的]针对双排高立式尼龙网阻沙障与草方格固沙障联合应用,开展风洞试验研究,以优化联合沙障中尼龙网阻沙障孔隙度配置及探究各孔隙度下联合沙障的防沙效益。[方法]基于风洞模拟试验数据,开展不同孔隙度(40%,45%,55%)联合沙障,在不同风速下的风速流场、空气动力学粗糙度、摩阻风速、输沙率随高度和阻沙率方面的变化特征研究。[结果](1)相同风速下尼龙网阻沙障孔隙度40%时,联合沙障弱风区面积最大;(2)随着尼龙网阻沙障孔隙度的增大,空气动力学粗糙度和摩阻风速减小,相同风速和相同位置时,40%孔隙度下联合沙障空气动力学粗糙度和摩阻风速值最大;(3)风速增加地表输沙率也增加,联合沙障内部与背风侧输沙率随高度增加呈指数型递减,输沙主要集中在0～12 cm高度内;(4)风速大小与沙障阻沙率呈现负相关变化;阻沙率与孔隙度之间也呈负相关关系,孔隙度为40%的联合沙障具有较高阻沙率;双排高立式尼龙网阻沙措施与草方格固沙措施联合之间还存在阻沙率叠加。[结论] 40%孔隙度的双排高立式尼龙网和草方格的阻固联合可以实现较优的配置与防沙效益。     

基于CT扫描技术研究有机无机肥长期配施对土壤物理特征的影响

  【目的】  研究长期有机无机肥配施对土壤孔隙特征、土壤水分参数等土壤剖面物理特征的影响,深入认识有机无机肥配合施用效果的机理。  【方法】  试验基于渭北旱塬12年苹果园长期定位试验,设不施肥 (CK)、单施化肥 (NPK) 和有机无机肥配施 (MNPK) 3个处理,采用CT扫描法定量分析了0—40 cm土壤样品中大孔隙 (>1000 μm) 的数量,计算了大孔隙度及大孔隙在土壤剖面中的分布特征, 同时采用常规方法测定了0—10、10—20和20—40 cm土壤样品的土壤容重、田间持水量及饱和导水率等。  【结果】  1) 相比NPK处理,有机无机肥配施对0—20 cm土层土壤大孔隙度有提高的趋势,在20—40 cm土层,有机无机肥配施相比单施化肥土壤大孔隙度提高了91.7% (P < 0.05);MNPK处理土壤大孔隙数量在3个土层均为最大,在0—10和20—40 cm土层,分别较NPK处理提高了38.4%和54.8% (P < 0.05)。NPK处理大孔隙数量在0—10和10—20 cm分别显著高于CK。2) 与不施肥相比,单施化肥除10—20 cm土层土壤的饱和导水率、田间持水量有明显升高外,其它土层没有明显变化,而有机无机肥配施0—10、20—40 cm土层土壤的饱和导水率、田间持水量较不施肥均有明显提升;有机无机肥配施相比不施肥、单施化肥在不同土层的土壤容重均为最小,而20—40 cm土层单施化肥的土壤容重较不施肥提高了2.8% (P > 0.05)。3) 相关分析表明,土壤大孔隙数量、大孔隙度与田间持水量、土壤饱和导水率呈极显著正相关 (P < 0.01),与土壤容重呈极显著负相关 (P < 0.01),而与土壤机械组成无显著相关性。  【结论】  相比单施化肥,长期有机无机肥配施改善了苹果园0—40 cm土层土壤的大孔隙状况和土壤的持水、导水性能,在20—40 cm土层效果更明显,有机无机肥配施可改善渭北旱塬苹果园土壤物理性质。     

粉垄耕作深度对旱区土壤关键物理性质的影响

针对旱区土壤板结严重和耕层深度变浅等问题，于2021年在宁夏暖泉农场开展大田试验，以传统旋耕为对照(CK),设置不同粉垄耕作深度30 cm(FL30)、40 cm(FL40)、50 cm(FL50)和60 cm(FL60),探究粉垄耕作对玉米田土壤关键物理性质的影响。结果表明：与传统旋耕相比，粉垄耕作能够有效降低土壤容重且提高土壤孔隙度，FL50处理表层土壤(0～20 cm)容重降低11.55%、孔隙度提升12.17%,FL40处理中层土壤(20～40 cm)容重降低8.57%、孔隙度提升9.14%,FL60处理深层土壤(40～60 cm)容重降低11.61%、孔隙度提升12.75%;粉垄耕作对玉米各生育期土壤蓄水量具有显著影响，FL40处理土壤蓄水量提升24.86%,土壤机械稳定性团聚体数量(0.25～5 mm)提高9.63%;较传统旋耕，粉垄耕作可达到疏松土壤与提高土壤蓄水保墒能力的效果，粉垄耕作通过改善玉米的生长条件和土壤环境提高了籽粒产量，其中FL60、FL50、FL30处理分别较CK处理增产57.14%、15.48%、8.79%。研究成果可为改善旱区土壤多年板结及水土资源可持...     

含腐植酸褐煤施用下苏打盐碱土持水特性研究

以苏打盐碱土为研究对象，通过室内培养方法，研究含腐植酸褐煤对苏打盐碱土持水特性的影响，并对土壤持水特性指标进行相关和回归分析。结果显示：施用褐煤处理土壤饱和持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和总孔隙度均显著高于CK处理(P<0.05)，且均随着褐煤用量的增加呈升高趋势，但在褐煤用量较低时(<25%)非毛管孔隙度变化不显著。持水量与孔隙度呈极显著正相关，与容重、紧实度均呈极显著负相关(P<0.01)。饱和持水量、毛管持水量、田间持水量与毛管孔隙度相关系数分别为0.972、0.972、0.965，与非毛管孔隙度相关系数分别为0.697、0.691、0.672，与容重相关系数分别为-0.948、-0.948、-0.943，与紧实度相关系数分别为-0.693、-0.694、-0.677。饱和持水量、毛管持水量、田间持水量与容重、紧实度的回归趋势线均符合y=ax^b(a、b为常数)的幂函数线性关系，拟合优度均较好。综上所述，施用含腐植酸褐煤能够有效改善苏打盐碱土孔隙度，提高土壤持水量。利用持水量与容重、紧实度拟合方程可以间接估算相应持水...     

中国林业科学研究院林产化学工业研究所仪器分析中心

中国林业科学研究院林产化学工业研究所仪器分析中心以开展分析测试服务、分析测试技术与方法研究为主要任务。提供无机化合物分析、有机化合物的定性和结构分析、有机化合物组成定量分析、固体粉末或乳液中颗粒的粒度分布测定、微孔物质的比表面积和孔隙度测定等分析测试服务,承接所内外的样品测试任务。     

植物措施对沙漠光伏电站土壤的改良效应

为探究植物措施对沙漠光伏电站土壤理化性质的影响，以电站内羊草、甘草、油蒿、花棒及沙障样地为研究对象，测定各样地土壤粒度、容重、孔隙度及养分指标。结果表明，研究区土壤细沙、中沙、极细沙3种主要粒级含量达90%以上，其中羊草措施<0.25 mm组分含量最高。0—30 cm土层土壤容重为1.47～1.67 g·cm^-3，毛管孔隙度为14.53%～31.52%，均以沙障措施的土壤结构性最优。0—30 cm土层羊草措施碱解氮、速效钾含量最高，甘草措施有机质含量最高，花棒措施速效磷含量最高。研究可为沙漠光伏电站生态保护修复提供理论依据。