强风化砂岩夹板岩重塑土的剪切强度特性

以江苏省无锡市滨湖区雪浪山复绿边坡A段发生的大滑坡为例,研究强风化砂岩夹板岩重塑土在不同含水率和干密度下的三轴UU剪切强度特性,以便更好地服务于边坡的复绿工程.结果表明:含水率从15％增加到25％时,其黏聚力和内摩擦角均随着含水率的增加显著减小;当含水率分别为15％和25％时,随着干密度的增加,其黏聚力和内摩擦角均随着干密度的增加显著增大;但当含水率为20％时,其黏聚力随着干密度的增加而减小,内摩擦角不变.     

沙棘柔性坝影响下砒砂岩沟道土壤水分空间变异分析

根据典型砒砂岩区内蒙古鄂尔多斯准格尔旗境内植有沙棘柔性坝的东一支沟道与无任何植物的对比沟道的表层(0-30cm)土壤含水量数据,运用地统计学方法分析与探讨了沙棘对砒砂岩区小流域沟道土壤水分小尺度空间变异的影响。结果表明:沙棘可明显提高砒砂岩区小流域沟道土壤含水量;沙棘柔性坝沟道与对比沟道土壤含水量具有明显的空间变异特征,沙棘柔性坝沟道土壤含水量在1-6m变程内具有中等程度的空间自相关性,对比沟土壤含水量在1-5m变程内具有较高的空间自相关性;土壤含水量分数维值表明,沙棘柔性坝沟道土壤含水量的空间依赖性比对比沟的要弱些;沙棘对小尺度土壤水分空间分布格局及其异质性有显著影响。应当指出的是,虽然降雨是土壤含水量空间自相关与分布格局影响的主要因素,但干旱条件也不容忽视,在长时间地表蒸发及植物蒸腾作用下,沟床表层土壤含水量空间变异性会进一步加强,且在一定程度上会影响沟床表层短根系及一年生草本植物的生长与分布。     

砒砂岩区坡位环境梯度下土壤微生物活性及其环境影响因素

[目的] 开展砒砂岩区土壤微生物活性及其环境影响因素研究，为发掘本土微生物资源及区域生态环境保护和建设奠定基础。[方法] 以鄂尔多斯砒砂岩区为研究对象，通过实地考察取样，测算土壤微生物数量、酶活性、理化性质以及植被相关指标，分析坡面环境梯度土壤微生物数量分布特征、土壤生态功能、植被多样差异之间的相互影响。[结果] ①砒砂岩区土壤微生物区系中细菌为优势类群，放线菌次之，真菌很少。坡位环境梯度间土壤微生物各生理类群数量差异显著。②不同坡位土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶活性各异但含量极低。真菌数量与酸性磷酸酶显著正相关，细菌数量与脲酶显著负相关，放线菌数量与磷酸酶和过氧化氢酶显著或极其显著正相关。③研究区土壤水稳性团聚体粒径多集中于0.25~0.5 mm；阴坡0.25~0.5 mm土壤粒径比例大，0.106~0.25 mm粒径比例小，而阳坡和沟底与之相反；土壤含水率呈现：阴坡 > 沟底 > 阳坡；土壤的pH值、铵态氮、有效磷、全碳、全钙含量均为阳坡顶大于其他坡位。细菌数量与含水率、钙含量，放线菌数量与酸碱度均极显著负相关。④环境因子可解释土壤微生物数量差异的90%，其中坡位和土层影响最大（37.31%），植被次之（29.83%），土壤理化性质影响最小（22.86%）。在土壤理化性质中，团聚体粒径、含水率及pH值影响较大。[结论] 砒砂岩区坡位加剧土壤微生物数量和生理类群的分化，微生物的生存能力随着环境条件的下降而下降；生存环境适中的沟底孕育着该区生态修复关键的本土植被及土壤微生物资源。     

砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及土壤物理性质

为揭示砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及林下土壤物理性质变化特征,以位于黄土高原北部准格尔旗砒砂岩区6种林分类型为研究对象,运用浸泡法和烘干法,对林下枯落物、土壤(0—50 cm)的持水性能及物理性质进行研究。结果表明:(1)砒砂岩区6种林分类型林下枯落物厚度范围为0.73～2.77 cm,总蓄积量范围为1.47～7.93 t/hm~2。枯落物层厚度、总蓄积量大小依次为油松、侧柏、沙棘、柠条锦鸡儿、山杏和撂荒地。枯落物未分解层厚度及其蓄积量均明显大于半分解层。(2)林下枯落物最大持水率范围为149.48%～267.32%,枯落物最大持水率与有效拦蓄量大小顺序一致,为撂荒地柠条锦鸡儿沙棘山杏侧柏油松;枯落物最大持水量和有效拦蓄量均呈现出未分解层高于半分解层。(3)林下枯落物层在浸泡0.5 h吸水速率最快,浸泡1 h持水量增加迅速,浸泡8 h吸水速率和持水量增量趋近于0。(4)林下土壤容重低于撂荒地;总孔隙度范围为44.36%～32.57%,最大持水量范围为8.89～17.43 mm,均呈现油松林下最大,山杏林下最小。(5)林下枯落物蓄积量与土壤容重呈负相关关系,与土壤孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别呈正相关关系。油松林、侧柏林地具有显著的保持水土能力。研究成果为开展砒砂岩区水土流失综合整治和生态修复提供了参考依据。     

水泥固化砒砂岩强度与孔隙结构演变的灰熵关联分析

为了研究水泥固化砒砂岩孔隙结构生长发育的演变规律以及其对抗压强度的影响，通过孔隙特征参数和孔隙半径预测抗压强度，对不同养护龄期下不同掺量的水泥固化砒砂岩宏观力学性能和微观结构进行测试和分析，采用灰关联熵探讨了水泥固化砒砂岩的孔隙特征参数和孔隙半径对强度的关联程度，并建立孔隙结构与抗压强度的灰色预测模型。结果表明，水泥固化砒砂岩的横向弛豫时间T2谱均呈现"双峰"结构，其孔隙度与束缚流体指数整体上呈负相关，0～0.1 μm范围内的孔隙尺寸占比随水泥掺量的增加先增大后减小，最可几孔径随龄期的增加向小孔径方向移动；水化胶凝产物钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）通过膨胀填充和胶结作用改善了试样内部的孔隙结构，致使强度提高；束缚流体指数和0～0.1 μm孔隙半径占比对抗压强度的影响最显著，灰色预测模型GM（1，3）预测精度高，预测值和试验值的平均相对误差为6.97%。该研究可为松散砒砂岩的改良与固化在实际工程中应用提供参考依据。     

内蒙古砒砂岩区沙棘细根生长特征对平茬的响应

针对目前内蒙古砒砂岩区生态功能退化、水土流失严重等问题，以该区已进入衰退期的沙棘(Hippophae rhamnoides)人工林为研究对象，对平茬（留茬10 cm）与未平茬（CK）条件下沙棘细根根长密度、生长速率、死亡速率和生死之比等指标进行分析。结果表明：①平茬组沙棘细根量在垂直空间上比CK组有所增加。CK组沙棘细根主要集中在浅土层；而平茬组细根在深土层的分布量明显增加，且46—100 cm土层的分布量是CK组的2倍以上。整体上，平茬后沙棘细根各项生长指标均优于对照组。②沙棘细根根长密度和生长速率在4—10月份均呈“单峰型”变化，在7—8月份增长达峰值；细根死亡速率表现为持续增长趋势，生死之比则与死亡速率规律相反。总之，平茬有利于改善沙棘植株生长状况，间接反映出平茬措施对沙棘更新复壮是有利的。研究结果可为地区沙棘人工林更新复壮及地区生态恢复提供科学依据。     

砒砂岩沟坡沙棘人工林的生长结实规律

砒砂岩沟坡种植的沙棘人工林,10年后平均树高向2.5～3.0 m趋近,地径近8 cm,沙棘纯盖度在60%、植被总盖度在70%左右.位于当地条件较好沟谷地的沙棘,树高达5 m多、地径在10 cm以上.对于裸岩沟坡来说,目前的10年生沙棘人工林的树高、地径、盖度已接近其生长上限值,特别是沙棘盖度,在超过60%后,应及时平茬...     

砒砂岩区沙棘人工林的水平空间结构类型

砒砂岩区沙棘种植地区，从中尺度上来看，沙棘与其他林、草、农地、河道、路面等一起，组成了6类水平空间结构类型。从小尺度上来看，沙棘人工林主要呈片状、横带状、纵带状、零散等4种分布类型，而这4种分布类型又与自然群落分布的随机分布、均匀分布、集群分布、嵌式分布等类型发生着一定的关联。对于沙棘来说，集群分布并不是一种十分有利的类型，要采取带状平茬等措施，防止沙棘郁闭后的早衰和死亡；而横带、纵带甚至零散分布类型，应为适应于当地自然条件的最佳水平结构类型，营林工作中应予以培育。     

砒砂岩区沙棘林生态工程减洪减沙作用分析

 通过"水保法"计算沙棘林在砒砂岩区的减洪减沙效益,分析晋陕蒙砒砂岩区沙棘林生态工程的减洪减沙量,以及对研究区直接入黄支流的减洪减沙作用。结果显示:研究区流域内沙棘林占流域内总林地面积的比例逐年增大,沙棘林的减洪减沙量也逐年增大,从2002年到2008年,皇甫川、孤山川、窟野河等三支流沙棘林平均每年总减洪量480.84万m3,总减沙量302.65万t。研究结果对砒砂岩区配置水土保持措施有重要的参考价值。     

砒砂岩筑坝施工方法初步试验研究

为探索利用砒砂岩作为筑坝材料的施工方法 ,黄河水利委员会绥德水土保持科学试验站于 1997年进行了试验研究。试验坝采用爆破松动砒砂岩 ,推土机运料上坝及碾压的施工方法。试验结果表明 ,利用砒砂岩筑坝的最优铺料厚度为 40cm ,最优碾压遍数为 3遍