彰武农田土壤风蚀物垂直分布规律的研究

利用自制沙尘采集器,通过对3种自然风速天气下所收集风蚀物的分析,研究了农田土壤风蚀物近地表1.5 m的垂直分布规律。结果表明:土壤输沙量随着高度的增加呈下降的趋势,且输沙量随高度变化的规律可以用幂函数近似描绘;风沙流中沙粒的粒径在垂直分布中,随高度的增加,气流中粒径大的颗粒含量逐渐减少,粒径小的颗粒含量逐渐增加,相关分析表明粒径>0.1 mm的颗粒含量与高度在0.05水平呈显著负相关,粒径≤0.1 mm的颗粒含量与高度在0.05水平呈显著正相关;风速在4.8~12.2 m/s范围内,与农田土壤输沙量之间呈指数函数的变化规律;不同耕作方式对输沙量有较大影响,其中,输沙量最大的是花生茬深翻,其次是秋翻地、春浅旋灭茬、秋浅旋灭茬,最小的是旋耕覆盖。     

阴山北麓农牧交错带裸露耕地土壤风蚀物垂直分布规律

为了解阴山北麓农牧交错带的土壤风蚀特性,采用SCC-6型集沙仪在野外自然风况下对风蚀物进行实地收集试验并对其粒度组成进行分析研究,得到了阴山北麓农牧交错带裸露耕地土壤在自然风况下风蚀物沿高度的变化规律,揭示了风蚀物沿高度的变化规律和不同跃移颗粒体的粒度组成沿高度的变化特征。并利用室内风洞研究了不同风速作用下,不同风力作用时间内,风蚀物含量沿高度的变化规律和风蚀量与风速的关系。结果表明：阴山北麓农牧交错带土壤风蚀是一种近地表的风沙运动,风蚀物跃移颗粒体主要集中在7.5～43.5 cm高度,风蚀物含量沿高度呈一递减函数,对幂函数、指数函数和对数函数均具有较好的相关性;风蚀物颗粒组成与风蚀强度和地表状况关系密切;风蚀物颗粒组成以某一粒径范围、某一高度为界随高度的变化而表现出明显的规律性;风蚀量沿高度的变化与风力作用时间有关,风蚀量随风速的增大呈指数增加。为研究该区域土壤风蚀规律及提出合理防风固沙措施奠定了基础。     

裸露耕地土壤风蚀物化学组分的分布特征

为研究风蚀引起的土壤营养物质的流失,进一步理清土壤沙化的原因及机理,该文以内蒙古阴山北部的典型农牧交错带耕地为试验区,采用SCC-6型集沙仪收集跃移土壤风蚀物,对收集到的土壤风蚀物进行筛分、称质量,并对表层土壤及收集的土壤风蚀物采用化学滴定及火焰原子吸收分光光度法对土壤营养物质中的主要成分及部分金属元素组成进行测定。通过分析整理,得出了风蚀物各化学组分含量、各化学组分总质量在地面垂直高度的分布规律,以及土壤各化学组分含量、土壤粒径大小与风蚀程度的相关关系;通过化学组分含量的分布规律分析进一步验证了风蚀是使细小颗粒的损失,造成土壤贫瘠的主要因素。     

延怀盆地不同土地利用类型土壤风蚀物特征

研究延怀盆地典型土地利用类型地表土壤风蚀物分布特征,可为了解该区域风蚀过程、改善生态环境提供数据支撑。以怀来县为研究对象,采用野外监测和室内分析相结合的方法,分析了葡萄、果桑、欧李、玉米免耕、玉米翻耕5种土地利用类型在冬季休耕期(上年11月—次年2月)和春季备耕期(3—5月)风蚀物质量、粒径及碳氮含量随高度的变化特征。结果表明:(1)欧李与玉米翻耕地土壤风蚀物质量分数垂向分布遵循幂函数递减规律; 果桑、葡萄与玉米免耕地土壤风蚀物质量分数在监测高度范围内随高度增加无规律性变化。(2)春季备耕期5种土地利用类型输沙通量均高于冬季休耕期。(3)冬季休耕期5种土地利用类型风蚀物的粒径范围集中分布在500～2 μm; 春季休耕期5种土地利用类型风蚀物的粒径范围集中分布在250～2 μm。(4)5种土地利用类型冬季休耕期风蚀物碳氮含量高于春季备耕期。风蚀物质量、碳氮含量及粒径的垂直分布受土地利用类型和人为活动的影响,其中人为活动对输沙通量影响较大,因此在该区域土壤风蚀防治过程中可以采用构建防风草篱、合理调整土地利用布局的方式,达到降低近地表风速、拦截风沙的作用。     

大别山南坡土壤粘土矿物的垂直分布

研究了大别山南坡土壤的粘土矿物的垂直分布。结果表明,随海拔高度的增加,由山麓至山顶,土壤粘土矿物从以高岭石、绿泥石为主转变为以高岭石、三水铝石为主,直至完全以三水铝石为主。     

风蚀水蚀交错区黄土粘土矿物特征及环境意义

为理解风蚀与水蚀过渡区黄土的形成特征,采用X射线衍射分析方法,对风蚀水蚀交错区不同黄土剖面的粘土矿物特性及其环境意义进行研究。结果表明:风蚀水蚀交错区黄土粘粒的矿质元素组成以SiO2、Al2O3、Fe2O3和MgO为主,Sa、Sf和Saf分别变动于3.33~6.83,16.71~35.94和2.99~5.58之间,盐基指数ba大部分在0.5~0.8之间,黄土成土过程中没有硅、铝、铁等氧化物的迁移和富集,土壤风化仍然以由粗变细的物理风化为主,化学风化仍然微弱。水蚀风蚀交错区黄土粘土矿物组合与典型黄土一致,以伊蒙混层矿物为主,占50%~55%,其次为伊利石,高岭石稍低,但由于经常处于扰动状态,剖面不同层次之间具有一定的差异。这种粘土矿物组成预示着矿物的形成处于温带半湿润-半干旱的气候条件,土壤发育过程还处于幼年性阶段,并有局部向脱钾阶段过渡,但未达到黄土高原主要土壤的脱钾阶段。     

裸露耕地土壤风蚀跃移颗粒分布特征的试验研究

以内蒙古阴山北部的典型农牧交错带耕地为试验区,利用DEM6型轻便三杯风向风速表和LV50便携式风速仪(可测瞬时风速和任一时段的平均风速),采用SC—I型沙尘采集器收集跃移沙粒,并对收集到的沙粒进行筛分、称重,详细地分析了不同高度风蚀物百分含量、输沙量等风沙运动主要影响因素的变化特征,得出了耕地土壤在风沙跃移运动中的粒径分布特征,初步了解了该地区土壤风蚀的特点,为今后风沙运动力学理论的深入研究,以及实施保护性耕作和其他土地荒漠化的防治提供依据。     

广西那坡及附近地区蕨类植物区系特征与垂直分布研究

那坡植物区系位于北回归线以南,中越二国滇黔桂等四省边区,该类植物非常丰富,现已发现46科,100属,318种。区系地理成分复杂多样,属可以划分为10种类型（变型）,种可以划分为13种类型（变型）。本区系具有明显的热带亲缘,热带分布属占77％,热带分布种占61.95％。亚洲热带分布及其变型占有较大的比例,本区系与亚洲热带植物区系以及云贵高原植物区系有密切的亲缘关系。区系地理成分有明显的垂直分布规律,聚类分析的结果表明,海拔800m是区系地理成分垂直分布的分界线。本文采用多元分析方法对区系内部的分化和区系间的相似性进行了研究。     

晋陕蒙接壤区水蚀风蚀交错带生态环境特征

晋陕蒙接壤区位于黄土高原和风沙区交接地带，是典型的生态过渡带、生态脆弱带。同时，又是资源富集带，资源与环境的矛盾十分突出，再加之近年来煤炭开发，进一步加剧了环境恶化。本文在系统地分析了生态环境特点的基础上，提出了环境整治的建议，并指出在这一地区开发生态环境演变和整治技术研究的意义。     

黄土高原半湿润区苜蓿草地土壤氮素消耗特征研究

本文研究了黄土高原地区生长年限分别为4a、6a、10a、12a、18a及26a苜蓿草地土壤氮素的变化特征。结果表明,在0—1000 cm土层,不同生长年限苜蓿草地土壤全氮与碱解氮含量呈现规律性的变化,即随土层深度的增加,全氮及碱解氮含量下降,350cm土层以下,变化趋势平缓。在0—200 cm土层,26a苜蓿草地全氮、碱解氮含量低于4a、6a苜蓿草地,高于10a、12a苜蓿草地;在200—1000 cm土层,土壤全氮、碱解氮含量在不同生长年限之间差异不大,表明苜蓿生长超过一定年限,土壤氮素有一定恢复,但受土壤氮素累计消耗的影响,只能使土壤上层的氮素逐步得到恢复,而深层土壤氮素难以恢复;苜蓿草地有机碳与全氮、碱解氮及C:N之间均为正相关关系。苜蓿生长6a以后,应对苜蓿草地进行合理施肥,以维持苜蓿草地氮素平衡。     

荒漠绿洲过渡带飘尘垂直分布特征及其主要气象影响因素

利用激光尘埃粒子计数器,结合气象梯度自动观测系统,于2014年7月植物生长季获取新疆艾比湖湿地国家级自然保护区东大桥管护站附近7个高度（2,3,6,12,15,21,27 m）上6个粒径段（0.3 μm≤x < 0.5 μm,0.5 μm≤x < 1.0 μm,1.0 μm≤x < 3.0 μm,3.0 μm≤x < 5.0 μm,5.0 μm≤x < 10.0 μm,10.0 μm≤x）飘尘浓度和气象数据,探究了该区域内空气飘尘垂直分布特征与主要气象影响因素。结果表明:研究区飘尘各粒径组分中,0.3 μm≤x < 3.0 μm所占比例最高,累计贡献率高达97.6%。飘尘总浓度（0.3 μm≤x）在7个高度上的分异规律为C_3m > C_6m > C_2m > C_21m > C_27m > C_12m > C_15m,表现出中间低两头高的“哑铃效应”。气象—飘尘回归方程反演的飘尘数据与实测数据呈现显著正相关（p < 0.05）,且与实测日变化趋势基本一致。风速对飘尘浓度有极显著（p < 0.01）的双重作用,风速小于临界值有利于飘尘积累,反之促进飘尘稀释,且正反效应的临界值随高度的增加而降低;相对湿度的增加极显著（p < 0.01）地降低飘尘浓度。     

半湿润半干旱过渡区洮河流域植被盖度变化特征

[目的]通过对半湿润半干旱过渡区洮河流域较高空间分辨率植被盖度变化分析,为新一轮退耕还林还草政策落实,流域生态文明建设和可持续发展决策等提供参考。[方法]以1993年Landsat 5TM,2001年Landsat 7ETM+,2015年Landsat 8OLI和ASTER GDEM为数据源,先用像元二分模型反演植被盖度,再用流域分区、高程、坡度及坡向分级所得基础单元,统计分析各单元内的植被盖度均值和植被盖度变化面积比例。[结果]1993—2015年洮河流域植被盖度均值增加了17.52%,正向变化面积比占62.24%,负向变化面积仍占有6.41%;3期数据均表明,高程2 500m以下植被盖度最低,高程4 000m以上无明显变化与负向变化面积比例之和最大;坡度0°~5°,10°~15°之间植被盖度均值最低但增幅最大,无明显变化和负向变化面积比例之和随坡度增加而增加,并在60°以上达到最大;坡向对植被盖度分布的限制作用逐渐减弱。[结论]洮河流域植被地形分异特征明显,植被盖度总体呈现增加趋势,但还存在一定的负向变化;未来应重视高程2 500m以下,坡度20°以下,坡向为平地、西坡、南坡的植被恢复;加强4 000m以上,坡度45°以上和东坡、东北坡现有植被生态保护。     

红壤地区典型农田土壤水力学特性及土壤水库容研究

针对红壤地区普遍存在的季节性干旱问题,研究了红壤的水力学特性及土壤库容状况,结果如下:红壤旱地土壤各层的有效水含量变化不大,变化区间为61.00gkg-1～73.77gkg-1,作物可利用的有效水区间较小,不利于作物生长;水田中土壤剖面有效水含量变化明显,变化区间为75.27gkg-1～170.80gkg-1,其中表层和犁底层的有效水含量远大于其它各层次。土壤的饱和含水量主要受容重的影响,粘粒含量主要影响高吸力下的水田土壤含水量。旱地红壤表层总库容和死水库容较高,有效水库容较低,为17.71mm;水田土壤表层死水库容较小,有效水库较高,达到30.74mm。红壤季节性干旱的主要原因是土壤本身理化性质导致的有效水含量较低,难以被作物吸收利用。     

江苏沿海耕地资源量空间分布态势评价

首先采用农用地分等中自然质量分值的计算方法对江苏沿海耕地自然质量进行测算,然后在此基础上结合各乡镇耕地面积和人口数量计算人均耕地量,对江苏沿海地区耕地资源量的空间分布态势进行评价。结果表明:研究区北部、中西部和南部除少数地区外耕地质量总体较好,中东部耕地质量较差;耕地质量优良的地区人均耕地量水平较低,耕地质量较差的地区人均耕地量水平反而较高。根据评价结果,从提高土地整体利用效率、合理占用耕地、合理开发土地后备资源、污染排放源头控制与生产过程中治理相结合等几个方面提出了沿海地区耕地资源可持续利用的有效途径。     

连环湖敖包泡沉积物磷形态垂向分布特征

应用SMT连续提取法对连环湖敖包泡北部(AB1)和南部(AB2)柱状沉积岩芯中磷形态的含量和垂向分布特征进行对比分析,结合沉积岩芯年代测定,探讨了该湖区沉积物中磷的演化特征与人为污染历史以及内源磷的释放风险。结果表明,AB1、AB2沉积物中磷形态的含量和垂向变化不同,AB1沉积物中各形态磷含量均高于AB2,且随深度变化波动较大。20世纪40年代中期至1981年,AB1沉积物各形态磷和OM含量波动较大;AB2沉积物中Ca-P、IP、TP含量呈先增加后减少之势,Fe/Al-P、OP、OM含量变化较稳定。1981—2009年,AB1沉积物Ca-P、IP、OM含量变化较小,Fe/Al-P、OP、TP含量相对波动较大;AB2沉积物Ca-P、Fe/Al-P、TP含量不同程度上先增加后减少,IP、OP、OM含量变化均呈增加趋势。连环湖敖包泡沉积物磷人为来源以工业废水、居民生活污水和农药化肥的流失为主。湖泊北部磷含量高于南部,这与人类活动强度密切相关,敖包泡北部附近村落密集而南部没有村落。应用单一因子标准指数法对湖泊表层沉积物磷素进行生态风险评价表明,湖区北部表层沉积物总磷含量超标,存在一定的安全风险,同时AB1沉积物上部较底部活性磷(Fe/Al-P和OP)增加较多、且活性磷(Fe/Al-P和OP)是AB1沉积物磷增加的主要形态,因此连环湖敖包泡沉积物中磷向上覆水体释放的风险增加,对湖泊水体的富营养化的影响应予以关注。     

Reconstructing Past Rates of Atmospheric Dust Deposition in the Athabasca Bituminous Sands Region Using Peat Cores from Bogs

Open‐pit mining of the Athabasca Bituminous Sands generates considerable quantities of mineral dusts, but there is no published record of the amount of material deposited in the surrounding environment via the atmosphere since the industry began in 1967. Contemporary and past rates of atmospheric dust deposition were reconstructed using age‐dated peat cores (²¹⁰Pb and ¹⁴C) collected from five bogs in the vicinity of mines and upgraders and from two bogs far removed from industrial activities. The main objective of this study was to quantify the impact of industry on dust emissions, and to do this, the variation in natural “background” rates of mineral matter accumulation also had to be determined. A second objective was to characterize the size, mineralogical composition, and morphology of the particulate matter emitted to better understand potential environmental consequences of dust emissions. The concentrations of acid insoluble ash and Th (a surrogate for insoluble mineral matter) were determined to calculate dust accumulation rates. Scanning electron microscopy with energy‐dispersive X‐ray analysis failed to reveal much variation in mineralogical composition, but near industry, the size of the particles was more variable. The abundance of fly ash particles increased with depth, which suggests that emissions from upgrader stacks may have declined over time. A comparison of acid‐insoluble ash inventories with the pH of the porewaters suggests that the acid‐soluble ash fraction of the dusts deposited may have impacted the chemical composition of the bog waters. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

内旋流加速旋风集尘器混流区与中心旋流区的流场分布

混流区和中心旋流区是内旋流加速旋风集尘器的主要特征之一。该文研究了内旋流加速旋风集尘器混流区和中心旋流区的流场分布,计算出各旋流区的速度,导出流场分布的空间向量。实验表明混流区的切向速度分布为准自由涡形式,准自由涡指数为０．５,在加速气流作用下,混流区切向速度显著增加,最大切向速度２２．６ｍ／ｓ,加速了粉尘分离;混流区轴向速度沿径向递增,最大轴向速度在外边壁处（１．５１ｍ／ｓ）,径向速度为向心向;中心旋流区切向速度为强制涡,轴向速度高达４０ｍ／ｓ,径向速度较小且为离心向。     

艾比湖流域土壤有机质垂直空间变异特征

利用沿土壤深度方向的垂直滞后空间相关系数和经验正交函数分解方法研究了新疆艾比湖流域土壤有机质含量的垂直空间分布结构。结果表明:垂直滞后空间相关系数和经验正交函数分解方法能够有效分析空间区域土壤有机质垂直分布的相关性和空间异质性;垂直滞后空间正相关或负相关的集聚区域指示了相似或相反的有机质垂直分布模式,并且土壤有机质含量相关性随土层深度间隔增大而衰减;流域不同区域土壤有机质沿土层深度的垂直分布呈现分异特征,流域东部和西部地区有机质含量随土层深度增加而升高,但中部区域有机质含量随土层加深而降低,而且土壤有机质含量沿垂直方向递增或递减的速率在流域内亦表现出空间异质性。