基于CT分析露天煤矿复垦年限对土壤有效孔隙数量和孔隙度的影响

露天煤矿排土场由于排土过程中大型机械压实等作用会对土壤的孔隙结构产生影响,重构适合于植被生长的土壤孔隙结构是排土场土地复垦的重要工作。为对排土场重构土壤孔隙结构进行定量分析,该文采用高精度无损计算机断层扫描技术(CT)对山西平朔矿区安太堡露天煤矿排土场平台全黄土母质覆盖的不同复垦年限(0、20、23 a)以及原地貌的土壤进行分层扫描成像,并利用Photoshop和Arcgis软件对扫描图像进行处理和统计分析,探讨了排土和复垦对土壤孔隙数量和孔隙度的影响,分析了排土场重构土壤大、中和小孔隙的变化。结果表明:原地貌土壤孔隙数量和孔隙度最大,其次是复垦23和20 a的土壤,排土后未复垦土壤孔隙数量和孔隙度最小。采矿和排土等活动由于大型机械压实作用降低了土壤孔隙数量和孔隙度,尤其是大孔隙数量和大孔隙度;土地复垦对增加土壤孔隙数量和孔隙度有一定的作用,但是过程比较缓慢。采矿和排土等活动对表层土壤孔隙数量和孔隙度的影响要高于底层土壤。该研究可为黄土区大型露天煤矿排土场重构土壤结构的优化与土地复垦措施选择提供依据。     

机械压实对复垦土壤粒径分布多重分形特征的影响

在高潜水位矿区复垦施工现场,运用多重分形理论研究不同碾压次数下复垦土壤粒径分布特征,以阐明机械压实对复垦土壤粒径分布非均匀性和异质性的影响。结果表明:机械碾压在46.8%~99.9%程度上解释0~20和20~40 cm土层土壤粒径分布特征的变化,随着碾压次数增加,复垦土壤颗粒呈细粒化趋势,容量维D(0)随之减小,表征粒径分布范围减小;奇异谱对称性Δf随之增加,表征粒径分布不对称性增加;信息维D(1)、信息维/容量维D(1)/D(0)、关联维D(2)和奇异谱谱宽Δα随之波动变化,表征粒径分布集中程度、局部密集程度和均匀性波动变化。研究发现D(1)和D(1)/D(0),D(2)和Δα相关系数分别0.767(P0.01)和-0.488(P0.05),在表征复垦土壤粒径分布集中程度和均匀性上具有相似作用,多重分形参数可多角度描述机械碾压过程中土壤粒径分布的细微差别,其中D(0)、Δα和Δf能够灵敏反映复垦土壤紧实度变化,这为深入研究复垦土壤压实问题提供一种精确分析方法。     

机械压实过程中复垦土壤紧实度影响因素的模拟分析

机械碾压造成的土壤压实是土地复垦中面临的主要问题之一,影响土壤压实程度的因素很多,除土壤自身的因素以外,还包括压实机械、压实次数以及土层厚度等。该文基于统计学的理论,采用2×5×4的混合试验设计并建立模拟实验区,使用重锤模拟分析了2种压实机械、不同压实次数(1、3、5、7、9次)和不同土层厚度(0~10cm、10~20cm、20~30cm、30~40 cm)上土壤紧实度的变化情况,并在SPSS中进行变量的方差分析和多重比较,试图找到机械压实过程中影响土壤紧实度的因素及其变化水平。结果表明:增加压实机械的承重轮面积能够有效降低对土壤的压实作用;压实机械、土层厚度和压实次数都是影响土壤紧实度的显著性因素且各因素的贡献率(97%)远高于随机误差;自卸汽车在第5次压实之后就已经使上层土壤紧实度达到最大值,而履带式推土机需要压实7次,土地复垦中应尽量选择履带型机械,碾压次数控制在5~7之内;机械压实的过程中,各土层厚度之间土壤紧实度的大小关系并不是一成不变的,中间层次(10~30 cm)的土壤由于同时受到来自上下2个方向的作用力,紧实度相对较高;不同次数的压实对土壤紧实度的影响深度和程度不同,在一定范围内,随着压实次数的增加,单次压实对土壤紧实度的影响逐渐减小。     

土壤压实及有机质对其影响的研究进展

压实导致土壤板结的发生、与土壤团聚体的形成和破坏直接相关,而土壤的孔隙状况和水、气、热等条件改变在影响作物生长的同时,也会带来水土流失、碳氮温室气体排放等环境问题。在当今农业现代化进程加快、机械化水平提高的背景下,压实所引发的土壤板结问题愈益引起人们关注。本文在对土壤压实过程及其压缩曲线、表征参数等进行介绍的基础上,对近年来土壤压实过程及其影响因素方面的研究进展进行梳理,从提高土壤肥力、防治土壤板结的角度重点阐述了有机质改良土壤压实性状的效果及其作用机制,并对这一研究领域今后的发展趋势做了展望;研究认为在减少农业机械作业对农田压实次数和压实强度的前提下,提高土壤有机质含量、实行合理耕作仍然是我国今后改良土壤机械物理性质、培肥土壤和防止土壤板结的主要途径。     

采煤塌陷地复垦方式对土壤理化特性影响研究

研究了采煤塌陷区适农土地表土剥离复垦和混推复垦对复垦后土壤理化性质的影响.结果表明:与复垦前比较,两种方式复垦后表层土壤养分含量均有所下降;与混推复垦比较,剥离复垦后表土养分含量稍高,但其养分含量变异也较大.由于复垦过程中机械压实作用,复垦后土壤容重和硬度增大、孔隙度减小,剥离复垦后0～20 cm耕层土壤容重、土壤硬度明显低于混推复垦,前者的土壤孔隙度明显高于后者(p＜0.05).混推复垦土壤剖面毛管持水量高于剥离复垦.     

基于修正介电常数模型的煤矿区复垦土壤压实评价

模拟复垦机械对试验区土壤进行不同程度的压实,在探地雷达获取土壤介电常数的基础上,检验并修正了4种经典复合介电常数模型,并结合野外试验对修正后的模型通用性进行了验证。结果表明,土壤介电常数与土壤压实指标(土壤紧实度、容重、孔隙率等)相关系数89%,可以表征土壤压实状况;原有复合介电常数模型虽然存在误差不能直接使用,但模型计算值与实测值相关系数0.99,修正后二者拟合误差1%;在野外试验中,基于修正后的介电常数模型反算的土壤压实指标(容重、孔隙率)与实验室测量值误差率5%,通用性较好。表明在科学布设测线以保证探地雷达准确获取土壤介电常数的前提下,可以通过修正后的复合介电常数模型对煤矿区复垦土壤压实状况进行全面客观的评价。     

黄淮海旱作区土壤压实度空间分布特征及其影响因素

为探究旱作区农田不同层次土壤压实度特征,基于2017年采集的255个土壤样品,运用Mann-Kendall突变检验法、地统计学和冗余分析等方法,探究黄淮海旱作区耕作层和压实层空间分布特征,分析不同层次的土壤压实度的空间变异特性及影响因素,并提出了最佳土壤压实度范围。研究结果表明:旱作区耕作层和压实层厚度均呈现由北向南递增的趋势,耕作层最大厚度可达22.50 cm,最低仅有10.21 cm;压实层厚度最大可达17.50 cm,最小值也达到7.50 cm。从不同层次来看,耕作层和压实层的压实度具有空间分布一致性,耕作层压实度高值区主要分布在河南省东部、安徽北部及河北北部地区,最大值可达87.68%以上,低值区则主要集中在山东西北部以及河北南部地区。和压实层压实度相比,耕作层压实度是影响粮食产量的主要因素,且在70%～80%时获得较高产量。分析表明,土壤压实度受到年降水量、平均气温、土壤自然属性等环境因子和机械耕作等人为因素综合作用的影响。研究结果可为黄淮海农田土壤压实情况的改善及管理措施的科学制定提供理论支撑。     

矿区复垦对土壤养分和酶活性以及微生物数量的影响

[目的]研究矿区复垦对土壤养分和酶活性以及微生物的影响,并揭示其时空演变规律。[方法]以安徽省庐江钒矿区碳质页岩风化物区域的复垦土壤为对象,采用野外调查和室内分析的方法,对矿区复垦下的土壤养分、酶活性及微生物数量展开调查。[结果]随着复垦年限的增加,土壤电导率、含水量和全盐含量均明显增加,土壤容重、pH值和总孔隙度则明显降低;随着复垦年限的增加,土壤全钾和有效钾含量均降低,有机质、全氮、碱解氮、微生物量碳和微生物量氮增加,而全磷和有效磷并没有明显的变化趋势,其中土壤微生物量的变化幅度最大,对复垦的响应最为敏感;随着复垦年限的增加,矿区土壤蔗糖酶、脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物数量均有所增加,但其增加幅度逐渐减小,细菌数量处于绝对优势地位,占到微生物总数的99.3%以上;随着土层深度的增加,土壤酶活性、微生物数量和土壤养分均呈降低趋势,表现出明显的"表聚性",同层相比,基本呈现出:60a40a20a5a规律,局部有所波动。[结论]矿区复垦能够改善土壤质量和土壤肥力;矿区复垦过程中通过影响土壤微生物活动和代谢进而影响土壤养分及酶活性,同时土壤微生物与养分和酶活性等地下生态指标之间在复垦过程中具有统一性。     

干旱半干旱煤矿区土壤水分研究进展

本文重点评述了干旱半干旱煤矿区土壤水分与生态环境效应研究进展,系统总结了土壤水分运移机理与动态模拟方法。采煤塌陷会破坏土壤含水层构造并导致地下水位下降,间接改变了土壤含水率空间分布特征;露天采矿与复垦过程中机械压实导致土壤孔隙数量减少、连通性减弱,土壤水分入渗受阻;土壤重构与植被重建技术能够有效改善土壤结构,缓解土壤水分流失。在未来研究中,应进一步丰富势能理论体系、完善数值模拟技术并引入动态指标;结合干旱半干旱煤矿区环境的特殊性加强土壤水分运移规律及其机理研究;基于土壤-植被-水分间耦合关系优化调控措施,促进干旱半干旱煤矿区复垦与生态修复。     

不同施工机械对煤矿区复垦土壤颗粒组成的影响

以建筑垃圾、粉煤灰、煤矸石作为填充材料,研究自卸汽车和履带式推土机2种不同复垦机械在不同压实次数下,土壤颗粒组成的变化。结果表明:(1)复垦中通过1,3,5,7,9次机械碾压,土壤颗粒中砂粒含量减少,粉粒含量增多,在颗粒组成上有细化现象。(2)自卸汽车复垦,随着压实次数的增加,土壤颗粒均匀指数呈现"W"形变化;履带式推土机压实复垦下,土壤颗粒均匀指数呈现倒"V"形变化。(3)用粉砂质壤土作为覆土复垦时,自卸汽车碾压3次,履带式推土机碾压5次与自然耕地颗粒组成相似度最大,即自卸汽车碾压3次、履带式推土机碾压5次为土地复垦的临界碾压次数。(4)粒径5.86μm是土壤粒径中处于"物理性粘粒"部分含量的最高值。自卸汽车碾压对土壤"物理性粘粒"的影响主要集中在4.83~7.11μm范围内,履带式推土机碾压对土壤"物理性粘粒"的影响主要集中在3.98~8.64μm范围内。     

库区周边湿地开发利用途径探讨

对三峡库区的湿地生增进行了分析研究,由水库的调度方式形成的库区周边湿地,可分为四个区域段,不同的区域段可采用相适宜的开发利用方式,这种因地制宜的湿地生境开发利用途径对缓解库区人地矛盾,改善库区生态环境和景观将发挥积极作用 。     

下层土壤反硝化作用的研究

在夏玉米生长期间 ,采用乙炔抑制 -原状土柱培养方法研究了北京褐土下层 (15～ 6 0cm)土壤的反硝化作用 ,并探讨影响该层土壤反硝化作用的主要因素。试验结果表明 ,施氮量越高 ,反硝化量越大。随着土壤层次的加深 ,反硝化量呈直线下降 ,但在亚表层土壤 (15～ 30cm)反硝化值仍保持了较高的量 ,约相当于表层的 10 .7%～ 33.5 % ;下层土壤 (15～ 6 0cm)的总反硝化量约相当于表层土壤的 14%～ 51%。加入碳源无论对表层土壤还是下层土壤 ,其反硝化损失氮量大大增加 ,尤其是对下层土壤增加的趋势更为明显。在计算夏玉米季土壤反硝化损失氮量时 ,如果忽略下层土壤的反硝化作用 ,肯定会低估其数值     

基于GIS的福建省德化县土地流转分析

利用ArcGIS软件制作福建省德化县土地流转密度图和统计图,分析其分布规律。研究表明：已流转农用地和可供流转农用地都具有显著的空间集聚性,呈多核心结构,并发生了明显的扩散、迁移;已流转农用地分布大致与可供流转农用地分布相交,即已流转农用地两核心一线与可供流转农用地三核心一线相交;德化县东北部地区、东部和西南部地区土地流...     

基于区域旅游的厦门城市旅游主题实证研究——以厦门市同安区为例

在实地调查厦门同安区旅游资源和市场的基础上,通过对同安旅游资源分析评价和旅游市场趋势分析,确定同安区的5个旅游主题,结论是随着旅游发展,厦门同安区城市旅游主题开发的出现将是一种必然现象,旅游主题开发满足同安建设“城市后花园”的需要。     

贵阳市蔬菜上市量与气象灾害关系的研究

统计,分析了贵阳市蔬菜气象灾害的成因,种类,特征及其对蔬菜生产影响的程度,结合蔬菜受害机制,再生力,影响程度,对蔬菜气象灾害进行分类,分级。初步认为暴雨,冰雹,连阴雨,,连续高温高湿,春旱,倒春寒６种气象灾害是贵阳市蔬菜生产的主要气象灾害,其中后４种气象灾害应作为防灾减灾的重点,提出蔬菜均衡上市的防灾减灾对策措施。     

Impact of the rhizosphere on soil microarthropods in agroecosystems on the Georgia piedmont

We pulse-labeled corn (Zea mays) and weed plants with photosynthetically fixed Carbon-14 to investigate the importance of the rhizosphere as a food source for soil microarthropod food webs. In field samples, we followed the movement of ¹⁴C from plant shoots to roots to microarthropods. In conventionally tilled (CT) agroecosystems, the soil microarthropods accumulated radioactive tracer and reached concentrations as high as those in roots. In no-tillage (NT) agroecosystems, radioisotope concentrations in microarthropods were not as high. The CT systems lack surface organic litter, an alternate food base for microarthropods. Results suggest that feeding in the rhizosphere is more important in CT systems. Weeds transferred higher concentrations of tracer into the rhizosphere than did crop plants, suggesting that weeds in CT systems may be important in fueling food webs.     

首都圈典型区土地退化的原因分析

 根据野外工作,在地理信息系统和遥感技术的支持下,探讨以防止风蚀为目的的首都圈的范围及主要特征,着重分析首都圈典型地区土地退化的机制、分布状况和防治的季节。结果表明,土地退化的主要原因是近年持续干旱少雨,土地利用的强度过大,以及在干旱季节里没有适当的防护措施等。建议采用适宜于首都圈的封育和垄耕等防治措施。     

浅谈生物重建中的生物措施

本结合河田生物重建的实践，对乡土灌木与外来品种的选用、不同流失程度配套相应的生物措施和持续施肥作了粗浅的探讨，并对今后的生物措施应用提出了自己的观点。     

Investigation on the Stabilization of the Humus in Mollisols

Soil organic matter in Mollisols is often preserved for an extremely long period (e.g. > 3000 years). We confirmed that the stable organic matter in Mollisols is the medium to coarse sized (0.2–2.0 μm) clay-humus complex with humic acid combined with calcium as the main organic constituent. The argillic horizon contained relatively large amounts of clay-humus complexes and had relatively high carbon contents, humic acid/fulvic acid ratios and degrees of humification of humic acid. Medium clay and coarse clay fractions preserved the organic carbon most efficiently. Highly humified humic acid could be detected even in the uppermost part of the Ah horizon and was probably stabilized in lower horizons by forming a complex with clay fractions.