前处理方法对激光粒度仪测试碳酸盐岩红土粒度结果的影响

前处理方法的优化研究是促进激光粒度仪分析技术在南方红土区推广的关键环节。以黄土粒度前处理方法为基础,设定不同的H2O2、HCl和分散剂(Na PO3)6的加入剂量以及不同的反应温度和超声波震荡时间来处理采自云南高原程海地区海拔2000 m的碳酸盐岩红土样品,结果发现:(1)加入HCl处理会使激光粒度仪测量结果偏粗,不加HCl只加H2O2可以获得较细的粒度测量结果;(2)加(Na PO3)6分散剂后样品测试结果重现性较高,但粒度偏粗,当加入剂量超过5 ml(0.05 mol l-1)后加入剂量的多少对测试结果影响不大,未加(Na PO3)6的样品测试结果重现性差,但粒度总体偏细;(3)加热处理比未加热处理样品的粒度偏粗,加热不利于样品的分散;(4)经超声波震荡的样品较未震荡的样品颗粒分散程度高,但震荡时间超过2分钟后,增加震荡时间对分散结果影响不大。     

滇东高原红壤酸处理后粒度增粗现象及原因探究

近年来常有南方红壤样品在加酸处理后粒度不但没有减小反而增粗的现象报道。为了探究这一现象存在的规律及其原因,本研究在滇东高原选取了西南地区分布最广的3类母岩(碳酸盐岩、玄武岩、泥页岩)发育的红壤开展研究,结果发现:3种母岩发育的红壤加HCl处理后,2μm的颗粒组分明显减小,中值粒径和平均粒径明显增粗,其中以碳酸盐岩红壤粒度增粗幅度最大。元素和矿物分析结果显示,3种红壤氧化铁含量都超过100 g/kg,碳酸盐岩红壤主要黏土矿物为三水铝石和高岭石,玄武岩红壤为高岭石,泥页岩红壤为三水铝石和蒙脱石。用DCB(citrate-bicarbonate-dithionite)法除去土壤氧化铁,样品再进行加酸消解处理后粒度均变细。结合两性胶体的电荷零点理论,本研究认为加酸促使红壤样品中的氧化铁和三水铝石胶体(两性胶体)带更多正电荷,与带负电荷的黏土矿物胶体之间的黏附作用增强,从而导致粒度变粗。这一结果说明加酸消解前处理方法可能不适用于南方风化程度较高的红壤的激光粒度测试。     

用沉降法和激光法测定土壤粒度的对比研究

分别用激光粒度仪和沉降法测定了古水稻土剖面100个样品和下蜀黄土剖面105个样品的粒度分布。对两种测定方法所获结果进行了系统的对比分析。研究结果认为:①沿垂直剖面采集的系列样品不适合于讨论两种方法之间的相关性,质地多样化的表层土壤样品组合较适合讨论该问题;②对于黏粒和砂粒来说,两种方法之间的相关性很好,它们的相关系数分别为0.98和0.93,但激光法所测结果低于沉降法。对于粉粒来说,激光法所测结果明显高于沉降法,但两种方法之间的相关性较差;③沉降法和激光法都不可能测得"真实的"粒度,它们的结果反映了同一样品在不同方面表现出的粒度特点。     

香山北麓末次冰期风成沉积物粒度的空间变化研究

黄土的粒度被广泛地用作气候变化特别是冬季风强度变化和沙漠范围变迁的替代性指标。对宁夏中部陇西黄土高原北缘的香山北麓从北向南的七个样点末次冰期以来风成堆积物粒度的系统分析表明,在末次冰期中,影响沉积物粒度的因素主要是距离源区的远近和海拔高度,而风力强度基本相似,后期风化作用较小,可以忽视。随着距离现代沙漠南缘距离的增加和海拔高度的增加,沉积物的粒度都会相应减小。通过数学统计处理后的结果显示,在较小的空间范围内,海拔高度的影响比源区距离更重要。     

末次间冰期-冰期旋回黄土环境敏感粒度组分的提取及意义

采用粒级-标准偏差方法对黄土高原西部、河西走廊及河南西部等6个剖面末次间冰期-冰期旋回的黄土-古土壤粒度进行了系统分析，提取了对环境变化敏感的粒度组分。各剖面的环境敏感粒度组分主要分为粗细两个组分，并显示出一定的区域性差异和不同的沉积学意义。敏感组分主要受物源和沉积后成壤作用的影响：冰沟和罗家湾剖面可能受源区的影响更大而使敏感组分偏粗，暖和湾和扣马剖面可能由于后期风化的影响较大而使敏感组分偏细。对扣马剖面末次冰期旋回堆积的L1和S1的粒级一标准偏差分析表明，L1的敏感组分与全剖面相似；而S1的敏感组分与全剖面存在较大差异，可能与成壤作用有关。     

察尔汗盐湖沙漠沙丘沉积物粒度特征分析

在对柴达木盆地沙漠地区两次野外实地调查的基础上,选取察尔汗盐湖沙漠盛行风向沿线的线形沙丘和新月形沙丘沉积物样品进行了粒度特征分析。结果表明,研究区沙区沙粒度组成以细沙和中沙占优,粉沙和黏土含量明显,粒度变化遵循沿盛行风向粒径变细的规律;粒度参数特征表现出沉积物平均粒径较国内其他沙漠偏粗,分选较差,呈正偏-近对称形分布,线形沙丘成熟度比新月形沙丘偏高;沉积物累计概率曲线特征指示研究区沙区沙的沉积环境以跃移搬运为主,存在明显的悬移搬运和微弱的滚动搬运。     

昆山绰墩古土壤粒度特征及母质判别

自第四纪晚期以来,来自黄土高原的粉尘在风力作用下不断向东南扩张,在长江中下游地区形成了下蜀黄土。太湖流域的部分水稻土就是在下蜀黄土之上发育的。本文对绰墩古土壤的粒度组成特征进行了系统的研究。结果表明,绰墩古土壤<5μm粘粒、5~10μm细粉砂和10~50μm粗粉砂组分平均含量分别为22.89%、22.96%和63.52%,其中10~50μm粗粉砂组分为众数粒组。>50μm砂粒平均含量仅为5.10%。绰墩古土壤粒度组成与镇江下蜀黄土粒度组成具高度相关性(r=0.97)。根据粒度分析,我们初步认定绰墩古土壤母质为下蜀黄土。     

乌鲁木齐城市土壤粒度特征分析

土壤粒度组成是土壤重要的物理特性之一,对提高绿洲城市土壤抗风蚀能力、持水能力和土壤养分等有重要意义。研究选用乌鲁木齐城市不同区域的45个表土样品,利用激光衍射粒度仪和扫描电镜分析土壤粒度特征。结果表明:1)研究区表层土壤颗粒中砂粒含量偏低,粉粒含量最大,不同采样区同粒级间含量差异性不大。2)研究区土壤颗粒总体较细,分选性差,偏度为正偏态近对称型,峰度为中等窄峰态。粒度参数的空间分布规律为城南平均粒径高于城北,分选系数与平均粒径变化趋势类似,样品多为正偏,建设用地土样的偏度值从北部到南部呈下降趋势,多数样地峰态值偏高。3)研究区土壤粒度频率分布曲线由近似正态分布的单峰和非正态分布的多峰构成,其中农用地样品为单峰曲线,表明沉积物存在单成因组分,而建设用地和未利用地为多峰,说明存在多成因组分。同时发现典型样点的电镜图与粒级含量分布结果具有相似性和一致性。     

黄土高原丘陵区景观特征与景观指数粒度效应研究

选取黄土丘陵沟壑区高家沟流域为研究区,基于遥感图像绘制流域土地利用景观图,利用GIS相关软件以及景观格局分析软件Fragstats,计算高家沟流域的景观格局指数,并在景观水平上对指数的粒度效应进行了研究.结果表明:草地为高家沟流域土地利用类型的主体,园地稀少,各土地利用类型布局分散,斑块形状较复杂,土地利用结构不够合理;粒度变化对景观指数的计算具有重要影响,各景观指数均具有明显的粒度效应,不同的景观指数随粒度增加表现出不同的变化趋势:(1)景观指数随粒度的增加有明显的下降趋势;(2)景观指数随粒度的增加变化趋势不明显,或上升或下降,并呈现出一定的波动性.高家沟流域景观分析的适宜粒度范围为75～120m.     

咸阳市区街道灰尘粒度特征分析

对2008年4月咸阳市区采集的街道灰尘样品进行了粒度分析.结果表明,咸阳市街道灰尘粒度呈双峰分布特征,第一众数为35～75μm,第二众数为280～500μm,平均粒径为80μm;峰态较宽而且比较对称,分选性较好,与黄土和现代尘暴降尘的粒度分布模式相似.街道灰尘样品粒度由北西至南东无明显规律变化.街道灰尘沉积是由于大气环流对远、近不同距离粗细颗粒物的混合搬运的结果,应是风积作用的继续.在适当的大气动力条件下,咸阳市街道灰尘颗粒大约有56.7%可以进入大气悬浮搬运.     

额济纳盆地戈壁纵剖面沉积物粒度参数分析

以额济纳荒漠戈壁为研究对象,通过野外实地调查与室内实验相结合的方法,采用平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数对戈壁纵剖面沉积物粒度特征进行了分析。研究表明:在纵剖面,除冲积扇上部外,其余采样点均沿垂直方向从上至下沉积物粒度组成由石块变为砂粒;除冲积扇上部外,颗粒平均粒径沿垂直方向呈细化趋势,平均粒径由粗变细;戈壁不同剖面层沉积物颗粒分选系数整体呈分选差或较差,仅东居延海岸边浅滩和东居延海湖岸分选较好或中等;偏度除冲积扇上部呈负偏、极负偏外,其他各点偏度沿垂直方向由上至下趋于近对称、正偏分布;在冲积扇上部和中部,峰态以宽平为主,在冲积扇下部到东居沿海湖岸沉积物沿垂直方向由下至上峰态由宽平、很宽平变成尖窄分布。总之,戈壁纵剖面沉积物的粒度特征整体呈平均粒径由粗变细,分选差或较差,偏度呈近对称、正偏分布,峰态宽平的特点,反映了不同层次颗粒的沉积环境、地貌特征、侵蚀与堆积方式,可为戈壁类型划分提供依据。     

土壤粒度对土霉素在黑土和红壤上吸附的影响

为了探明土壤粒度对土霉素在土壤上吸附的影响,以性质差异显著的黑土和红壤为供试土壤,采用批量平衡法,研究了土霉素在不同粒度的2种土壤上的吸附行为。结果表明：（1）土霉素在不同粒度土壤上的吸附均分为快吸附和慢吸附2个过程,土壤类型和不同粒度的同种土壤对土霉素吸附速率存在差异,Elovich模型、双常数模型对动力学吸附过程拟合效果最好;（2）3种等温吸附方程模型都可以较好地拟合研磨度不同的2种土壤对土霉素的吸附,相关系数（R^2）在0.954～0.999之间,吸附参数kd、kf在2种土壤上均随着粒度的减小而增大。因此,在研究土霉素等四环素类抗生素在土壤上的吸附时选择合适的土壤粒度非常重要。     

土壤粒径对灌木植物根-土摩阻特性影响

为了系统性研究灌木植物根系的固土力学效应,探讨土体对根系的摩阻特性,以4种不同土壤粒径（原级配,1.0~2.0,0.5~1.0,<0.5 mm）和3年生的典型护坡植物种火棘及紫穗槐为研究对象,采用室内直剪的方式对根系进行根—土界面直剪摩擦试验。结果表明：（1）根—土及土—土界面的摩阻强度与垂直荷载呈明显的正线性关系;随土体粒径的增加,根—土及土—土界面的摩阻强度、摩擦系数、黏聚力和摩擦角均呈现下降趋势,且在相同粒径范围内,火棘根—土界面摩阻特性显著优于紫穗槐和素土;（2）根—土界面与素土界面的剪应力随位移的增长速率呈现先增大后减小的趋势;根—土界面剪应力与位移关系曲线呈现曲折蜿蜒式上升,而素土曲线表现为平缓式上升;（3）土体粒径越小,根土间接触面的比表面积越大,细小的土壤颗粒与根表面发生镶嵌,加大接触面的咬合力,使摩阻能力加大。研究结果对进一步探讨灌木植物根—土相互作用力学机制,以及利用灌木植物提高试验区边坡土体稳定性、防治坡面浅层滑落具有一定的理论指导意义。     

激光粒度仪与沉降一吸管法测定褐土颗粒组成的比较

土壤颗粒组成是土壤的基本物理属性之一,沉降—吸管法是传统土壤颗粒分析的主要方法,激光粒度仪法是近年来新兴的粒度分析方法。为了研究二者的差异,选取了23个黏粒含量差异较大的褐土样品,采用上述两种方法对土样进行了分析。结果表明:激光粒度仪检测<0.002mm颗粒含量低于吸管法,但二者有较好的相关性,决定系数为0.97;在检测<0.02mm颗粒含量时两者比较接近,并且相关性很好,决定系数为0.99;检测<0.05mm颗粒含量时两者也比较接近,决定系数为0.91。激光粒度仪检测结果通过转换模型修正后,可以较好地反映褐土土壤颗粒组成情况。     

激光衍射法测定土壤粒径分布的研究进展

常见的土壤粒径分布测试手段有筛分法、沉降法(包括吸管法和密度计法)、激光衍射法等。近年来,由于激光衍射法分析土壤粒径分布具有操作简单、效率高、测试样品用量小、适合批量样品测定的特点,其在土壤粒径分布的测定中得到越来越广泛的应用。本文介绍了激光衍射法测定土壤粒径分布的基本原理和分析方法,综述了该技术在测定土壤粒径分析方面的国内外研究进展,重点分析了激光衍射法测定土壤粒径分布的影响因素,并对激光衍射法测定土壤粒径分布的应用前景进行了展望。研究表明,激光衍射法通过转换方程可以获得精确的结果。在保证足够大的样本量、土壤样本包含多种质地类型,且完善的前处理条件下,可以建立稳定的、适用于大范围预测的模型。激光衍射法测定土壤粒径分布虽然受到一些因素的影响,例如前处理方法、仪器设置以及样品用量等,但是激光粒度仪为粒度测定提供了高效快速的技术手段,为精准农业和数字农业的发展提供了先进的技术支撑。     

沙质草原槽形风蚀坑表面沉积物粒度特征

通过对呼伦贝尔沙质草原槽形风蚀坑表面沉积物粒度的观测分析,发现活跃发展时期的槽形风蚀坑沙物质总体结构以中沙为主,其次是细砂,粗砂和粉沙含量很少,且不含砾石。由于沙源沉积物粒度组成比较均一,风蚀坑各部位粒径频率曲线均呈单峰对称（或近对称）。响应于风力侵蚀和堆积,在粒度诸参数中,粗沙和细沙含量,频率曲线众数粒径,以及平均粒径等发生了明显的变化。该研究结果作为表面气流的响应,支持了先前提出的槽形风蚀坑动力学过程。     

呼伦贝尔道路对草地土壤表层颗粒组成空间变异的影响

[目的]揭示呼伦贝尔草地不同道路影响下路边土壤表层颗粒组成的空间变异特征,为道路沿线水土流失治理提供科学依据。[方法]对省道S203和土路的坡顶、坡底、轮坑以及0—30 m样带和30—210m样带进行实地采样,经风干处理后用吸管法测定了颗粒组成,采用ArcGIS 10.0软件进行的克里金插值和半方差分析。[结果]省道S203,路边土壤粉粒和石砾含量空间变异较大,变异系数分别为95.96%和80.05%。道路边坡附近粉粒和黏粒含量少,随着与路边距离的增加,粉粒和黏粒含量增加;而土路对路边土壤黏粒含量的影响较大,车轮碾压轮坑附近黏粒含量多;道路和沿线人类活动对石砾和粉粒含量的影响强至中等。[结论]受人类活动影响,研究区道路沿线土壤表层不同颗粒组成空间分布发生变化,而黏粒含量形成了沿着道路呈带状分布的空间分布特征。     

杨树低效林下土壤粒径分布与分形特征

[目的]研究鄂尔多斯地区杨树低效林下土壤粒径分布与分形特征,为该地区杨树低效林的成因分析及改造提供基础依据,并为杨树人工林的科学管理提供参考与决策支持。[方法]使用Mastersizer3000激光衍射粒度分析仪测量土壤粒径,采用土壤颗粒体积分形维数模型计算分形维数D值,并测定土壤养分。[结果]①鄂尔多斯地区杨树低效林下土壤颗粒组成主要以细砂粒(42.33%)、极细砂粒(15.72%)、中砂粒(19.77%)为主;主要土壤质地类型为砂土;土壤颗粒的分形维数D值在1.222 5～2.204 5范围内,处于较低水平。②土壤颗粒分形维数D值与粉粒、极细砂粒、细砂粒含量呈显著正相关关系,与中砂粒、粗砂粒、极粗砂粒呈显著负相关关系。③随着土层加深,粒径250μm的土壤颗粒含量增加,粒径250μm的土壤颗粒含量减少;土壤颗粒分形维数D值随土层加深而增大,增大幅度不大。④土壤颗粒分形维数D值与土壤有机质、全氮、速效氮、速效磷含量的关系均未达到显著水平,土壤各养分含量的变化对分形维数D值没有显著影响。[结论]鄂尔多斯地区杨树低效林下土壤颗粒组成以砂粒为主,土壤分形维数较低,土壤结构极不均匀,这样的土壤结构对杨树的正常生长发育极为不利,不良的土壤结构也在一定程度上导致了低效林的形成,因此在对杨树低效林进行预防和改造时也要改善林下土壤结构。     

雨滴粒径的测量方法及其改进研究

18世纪以来 ,人们探索出了许多观测雨滴粒径的方法 ,其中滤纸色斑法操作简便、成本低廉 ,至今仍被广泛应用 ,但传统的数据处理方式不仅工作冗繁 ,而且存在较大误差。实践表明 ,运用AutoCAD软件描绘雨滴色斑图案并计算色斑面积 ,进而运用Excel软件换算出雨滴粒径 ,可大大减少工作量并提高雨滴测量精度。推荐了一种由作者自行设计的雨滴取样器。