典型亚热带花岗岩地区森林流域岩石风化和土壤形成速率研究

岩石风化和土壤形成是地球表层物质循环的重要环节,了解岩石风化和土壤形成速率对土壤资源可持续利用和流域管理具有重要意义.本研究以位于我国亚热带的皖南花岗岩地区森林流域为例,通过野外监测其主要矿质元素输入输出量,应用流域中元素地球化学质量平衡原理,估算岩石风化和土壤形成速率.研究结果表明,在目前的降雨和酸沉降条件下,我国亚热带森林流域中,花岗岩的平均风化速率为0.696 t hm-2 a-1,土壤平均形成速率为0.598 t hm-2 a-1,所以需要经过2万年以上才能形成1 m厚的土壤.研究发现,大量输入土壤系统的H+由于被土壤风化和阳离子交换所消耗,径流水不至酸化,但是从长远来看,这会带来土壤的酸化.研究还表明根据当前的土壤形成速率,土壤允许流失量标准需要重新制定.     

土壤风化速率研究及其应用

土壤矿物风化是土壤、也是整个生态系统中无机矿质养分的最重要来源,不仅为植物长期提供养分和保持土壤的化学平衡稳定性,并缓冲土壤和地表水的酸化,还影响全球气候变化。风化速率在全球碳循环、酸临界负荷和土壤侵蚀等研究中都是非常重要的参数。土壤化学风化是一个不断进行的自然释放过程,气候是最主要的驱动力,而矿物本身的稳定性也影响了风化速率的快慢。由于人为影响下的大气酸沉降和农业活动已经非常普遍,目前的土壤风化速率也因此而改变。本文从风化速率的研究方法、风化速率的影响因素以及风化速率在全球变化中的应用3个方面介绍了近年来在风化速率方面的研究进展,并探讨了相关研究未来的发展趋势。     

南极地区的物理风化作用及其对土壤发育的影响

南极地区普遍，强烈的物理风化现象已引起国内外者的高度重视，自本世纪初开始这方面的研究的研究工作以来，以取得了一系列很有理论价值的成果，本文对南极地区最重要的物理风化类型，风化物质搬运再堆积信息处理途径以及寒冻风化壳内部物质的进一步风化的模式进行了论述，从基岩崩解，物质搬移，寒冻风化壳内部风化第三个方面，阐明南极地区物理风化作用对土壤发育的影响。     

植物根系强化黄土土层化学风化速率的作用

黄土的风化主要为植物群落根系的物理作用及其所引起的生物化学作用。利用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,在陕北黄土丘陵沟壑区进行野外实验研究,定量分析了林、草和农地土壤化学风化的剖面特征及动力学过程。研究结果表明,黄土土层的化学风化具有明显的垂直剖面分异特征,即风化速率随土层深度增加而递减。土壤化学风化的动力学过程可划分为急剧减小和稳定状态两个阶段。不同植被类型土壤风化速率及主导风化矿物组合类型的剖面差异主要受制于直径≤1mm的须根在剖面中的缠绕分布特征。植物根系对土壤风化作用的强化效应为油松林群落>白草群落;油松林群落和白草群落根系显著提高矿物风化速率的稳定土层深度范围分别为0～45cm和0～30cm,有效根密度分别在17根/100cm2和60根/100cm2以上。     

中国福建省土壤的主要粘土矿物

The clay minerals of more than 200 soil samples collected from various sites of Fujian Province were studied by the X-ray diffraction method and transmission electron microscopy to study their distribution and evolution.Montmorillonite was found in coastal solonchak,paddy soils derived from marine deposit,lacustrine deposit and river deposit,and some lateritic red soil,red soil and yellow soil with a low weathering degree.Chlorite existed mainly in coastal solonchak and paddy soil developed from marine deposit.1.4nm intergradient mineral appeared frequently in yellow soil,red soil and lateritic red soil.The content of 1.4nm intergradient mineral increased with the decrease of weathering degree from lateritic red soil to red soil to yellow soil.Hydrous micas were more in coastal solonchak,paddy soils derived from marine deposit,lacustrine deposit and river deposit.and puple soil from purple shale than in other soils.Kaolinte was the most important clay mineral in the soils iun this province.The higher the soil weathering degree,the more the kaolinite existed.From yellow soil to red soil to lateritic red soil,kaolinite increased gradually,Kaolinite was the predominant clay mineral accompanied by few other minerals in typical lateritic red soil. Tubular halloysite was a widespread clay mineral in soils of Fujian Province with varying quantities.The soil derived from the paent rocks rich in feldspar contained more tubular halloysite.Spheroidal halloysite was found in a red soil and a paddy soil developed from olivine basalt gibbsite in the soils in this district was largely“primary gibbsite” which formed in the early weathering stage.Gibbsite decreased with the increase of weathering degree from yellow soil to red soil to lateritic red soil.Goethite also decreased in the same sequence while hematite increased.     

利用土壤入渗速率和土壤抗剪力确定土壤侵蚀等级

土壤入渗速率决定着地表径流，土壤抗剪力制红着土壤的可蚀性能，因此，两者对水土流失作用有着直接的影响，可以用来确定土壤侵蚀的等级。     

砖红壤化学风化中的自组作用

铁质砖红壤由矿物学和结构组成上不同的叠加层组成。气候变化是解释矿物学和结构变异诸参数中最重要的。然而，有几种结构类型可用地球化学土壤体系的自发和独立的变化来解释，这些体系没有外部因素如气候或构造运动的干预。两个例子可说明这种砖红壤层的自组作用；铁质结构层的形成和砾质铁结壳的形成。自组作用产生于持久沉淀态和可溶态矿物与连续渗漏液之间的反应－转移反馈，这种反馈使土壤地球化学体系不断地趋向平衡。     

过渡性土壤的矿物风化和演变

研究了赤红壤、黄红壤和黄棕壤等过渡性土壤的长石、云母、角闪石、氧化铁以及过渡矿物的风化和演变。     

紫色页岩风化侵蚀与环境效应

通过田间试验与野外观测研究紫色页岩的风化程度与侵蚀特征,结果表明,紫色页岩年风化成土速率为15800－25500t/km^2,各种紫色岩的风化顺序为遂宁组（J3s)>莲莱镇组（J3p)＞沙溪庙组（J2s)>城墙岩群（K2c);风化侵蚀强烈是紫色页岩的特征,侵蚀模数为14380－23952t/km^2.a。工程建设中开挖山体,暴露母岩蚓发紫色页岩风化侵蚀的首要外力,紫色页岩区每年工程增沙量高达2500万t,为此,控制工程增沙成为改善长江下游生态环境的重要方向。     

风化煤玉米秸配施熟化土壤的生物学效应研究

以黄土母质生土为材料,通过盆钵试验,研究了腐殖酸类物质风化煤与玉米秸配施在土壤熟化培肥过程中对土壤微生物量及生物活性的综合影响。结果表明,施用风化煤,特别是与玉米秸配施,对土壤生物量C和土壤呼吸强度、纤维分解强度等表征土壤生物学性状的指标均有不同程度的促进作用,互作激发效应较明显,有较好的实际应用价值。经统计优选,在本试验条件下,对土壤微生物及其活性具有较佳效应的方案为风化煤施用量24150～32400kg/hm2,同时配施玉米秸35550～41550kg/hm2,尿素1080～1290kg/hm2。     

土壤动物在土壤有机质形成中的作用

作为土壤生态系统重要组成部分的土壤动物,在土壤元素循环转化和迁移过程中发挥着重要的作用。土壤动物是凋落物分解的"微型粉碎机",通过体内"特殊转换器",影响土壤有机质的转化、腐殖质的形成。本文从土壤动物对地表枯落物分解入手,分析了影响土壤动物对凋落物分解的因素,土壤动物通过刺激土壤酶活性,与土壤微生物群落一起,加快土壤有机物的分解,促进土壤腐殖质的转化。旨在拓宽土壤动物生态功能,丰富土壤腐殖质形成机理学说,对保护土壤生物多样性、提高土壤地力、保障粮食安全具有重要的科学意义。     

模拟酸雨淋溶下强风化土壤矿物风化计量关系研究

矿物风化计量关系对于定量土壤酸化速率至关重要。我国亚热带地区矿物风化强烈,土壤的酸敏感性高。为获取强风化土壤在矿物风化过程中元素释放特征及其化学计量关系,选取花岗岩发育的富铁土,先用EDTA-乙酸铵溶液洗脱土壤胶体上吸附的盐基离子,然后采用改进的Batch法,将洗脱盐基土壤与未洗脱盐基土壤同时进行模拟酸雨淋溶。结果表明:(1)洗脱盐基土壤与未洗脱盐基土壤的盐基离子(K~+、Na~+、Ca~(2+)和Mg~(2+))释放情况存在显著差异,洗脱盐基后土壤在淋溶中释放的盐基来源为矿物风化,释放缓慢而平稳;(2)未洗脱盐基土壤在淋溶初期,盐基的释放量较大,随着淋溶的进行,释放量迅速下降,淋溶后期的释放速率与洗脱盐基土壤接近,这说明未洗脱盐基土壤在淋溶初期释放的盐基主要来源于阳离子交换过程,后期则主要来源于风化过程;(3)洗脱盐基土壤和未洗脱盐基土壤经酸雨淋溶释放的各盐基化学计量关系(K~+∶Na~+∶Ca~(2+)∶Mg~(2+))以及盐基离子与硅的化学计量关系(BC∶Si)差异较大,由于未洗脱盐基土壤受到阳离子交换的影响,因此只有洗脱盐基土壤的矿物风化计量关系可以作为定量估算土壤酸化速率的依据。     

近代黄河三角洲的微地貌对土壤形成和农业利用的影响

对长江中游防浪林的主要树种进行力学测定，为防浪林营造最佳树种的选择提供了科学理论依据。     

南极Fildes半岛成土过程中不同时期的岩石风化趋势

From the view of energy state of material,this paper introduces a concept a concept of weathering potential in carrying out quantitative calculation of the relevant products at different stages of rock-weathering and primary soil-forming processes,elaborates respectively on weathering degree in the bio-weathering layer of rocks and during the formation of soil material and clay,and evaluats the further tendency of weathering in the above-mentioned stages.The authors have discovered that the scales of weathering potential of the materials increase successively in the three stages,which indicates that the products in the above-mentioned three stages must have undergone stronger and stronger weathering in the primitive forming process of soil in Fildes Peninsula,Antarctic.But,Because of relatively weak chemical weathering,it is reasonable that there are much more skeleton grains and little clay in priamry soils in this region.Meanwhile the authors have also verified that the weathering potential of crde rock determines to some extent decrease in the products‘ weathering potential in the different stages in primary soil-forming,thereby plays an important role in the genesis and development of the primary soil in the studied area.     

影响氧化亚氮形成与排放的土壤因素

土壤中Ｎ２Ｏ形成、散发与地球温室效应有密切关系。土壤中Ｎ２Ｏ是通过硝化和反硝化过程形成的。由于硝化和反硝化过程中均产生Ｎ２Ｏ，故凡影响这两个过程的因素都会对Ｎ２Ｏ的形成发生作用。土壤通气状况、土壤水分含量、土壤氮素状况与氮肥施用、土壤ｐＨ、土壤有机物含量与组成、土壤质地结构及耕作利用等土壤因素都会影响Ｎ２Ｏ的形成与排放。     

城市土壤的形成特征及其保护

对城市土壤的形成特征分类、物理性状、养分状况及其循环过程、土壤生物与城市植被、封污染方面作了简要概述，并就城市土壤资源的保护及其合理利用提出了一些建议。     

地表水影响下的水耕人为土形成速率初步研究

在区域土壤调查和排水采集器定位观测的基础上，结合模型方法，初步定量地研究了野外可辨别的氧化还原形态特征形成时间大约为１５￣２５年左右，根据铁的淋失速率确定了铁的分异程度与时间的关系，并对发育于第四纪红壤（普通简育湿润富铁土）的一个水耕人为土系列的相对水耕时间进行了定位。     

南极Fildes半岛地衣在风化和成土过程中的作用

Lichens play an unparalleledly vital role in weathering and soil-forming processes in Antarctic region,In this study some related chemical components and micromorphological analyses have been carried out on the samples of the weathered rocks and the lichens grown on them from Files Peninsula,Antarctic,The results indicatied that the major chemical components in the bioweathering surface layer of the sampled rocks have been obviously altered and the weathering potential in this layer has greatly decreased by and average range around 4.66 percent in 4 samples,In the weathering surface layer ferruginiztion of some minerals in varying degress was seen by means of microscopic examination through the thin section of the weathered rocks,and its products proved to be dominated by hematitie,limonite,goethite and free iron oxides Meanwhile,the study suggested that the dissolution and absorption of lichens by their secretion accelerated the process of calcitization of minerals in the bio-weathering suface layer,Eventually,the results also show that different species of lichens play different roles in weathering and soil-forming proesses.     

超声波活化风化煤腐植酸对小白菜吸收Pb、Cd和土壤酶活性影响

采用土培盆栽试验研究不同超声波活化风化煤腐植酸添加量0,10,20,40,60g/kg(以风化煤计)对小白菜吸收重金属铅、镉和土壤酶活性的影响。结果表明:在加风化煤量40g/kg条件下,有效降低了土壤中铅、镉的可移动性,使小白菜中铅、镉含量明显降低;在加风化煤量20～40g/kg条件下,明显降低了土壤中铅、镉的生物毒性,提高了土壤酶(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶)活性。故施适量的超声波活化风化煤(20～40g/kg)可有效减轻土壤中重金属铅、镉单一污染对小白菜的毒害,从而为铅、镉单一污染的小白菜区域增施腐植酸肥提供理论依据。