黄土与古土壤中重金属的存在形态及风化成土作用对其影响

本文采用了七步连续萃取方法，研究了洛川黄土剖面黄土与古土壤中Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｃｏ和Ｎｉ五种重金属的存在形态。结果表明：黄土与古土壤中上述元素主要存在于残余态和晶形，无定形氧化铁的结合态中，而且线性回归分析表明Ｃｕ，Ｚｎ，Ｎｉ与晶形氧化铁之间存在关；ｃＵ，ｃＯ，Ｎｉ与无定形氧化铁之间存在相关；黄土风化为古土壤后，碳酸盐结合态的重金属含量增加是古土壤相对于黄土重金属增加的主要原因。     

黄土古土壤的抗剪强度特性

[目的]对原状和扰动古土壤抗剪强度随含水量和干密度的变化进行研究,为黄土地区的边坡工程、隧道工程以及地下建筑工程设计施工中参数的选取提供依据。[方法]分别对相同干密度、不同含水量的原状样,不同干密度、不同含水量的扰动样及与原状样相同干密度、相同含水量的扰动样进行室内直剪试验。[结果]在干密度相同的条件下,原状和扰动古土壤的黏聚力随含水量的增大而减小;在同一含水量指标下,原状古土壤的黏聚力大于扰动古土壤,二者的内摩擦角亦随含水量的增大而减小。[结论]黄土古土壤的抗剪强度指标随着含水量的增大而减小,黏聚力与含水量呈指数函数关系,内摩擦角与含水量呈二次抛物线关系。     

关中东部全新世黄土——古土壤序列微量元素分布特征及意义

X-荧光光谱仪、磁化率仪和激光粒度仪对尧禾村(YHC)全新世黄土-古土壤序列的微量元素、磁化率、粘粒(<5μm)含量进行了测量。将磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr变化曲线和Ba/Sr变化曲线进行了对比分析发现:YHC剖面的磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr曲线和Ba/Sr曲线具有高度的同步同向变化趋势,可很好的指示研究区域内全新世的气候变化。而元素的含量变化是该区域气候变化的结果,其中Pb元素在黄土中的含量明显高于古土壤层,属于淋失性元素。Mn、Cr、Cu、Zn、Co、Ti元素在古土壤含量高于黄土层,属于富集性元素。     

淳化黄土—古土壤序列黏土矿物分布特征及古环境意义

黄土-古土壤序列是记录第四纪气候环境变化的良好信息载体之一。以黄土高原南缘陕西省淳化黄土-古土壤序列为研究对象,通过X射线衍射法对黄土-古土壤剖面黏土矿物进行定性与半定量分析,调查不同土层黏土矿物相对含量及伊利石/绿泥石比值(I/C值)的变化规律,并结合伊利石结晶度的变化特征,探讨不同土层黏土矿物特征所对应的气候变化规律,揭示黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境演变规律。结果表明:(1)淳化剖面黏土矿物的相对含量、I/C值以及伊利石结晶度IC值在反演古气候方面具有较好的指示性。(2)淳化剖面不同土层的黏土矿物类型基本相同,但其相对含量存在差异。在WL-3~S5阶段,即早更新世至中更新世中期,黏土矿物的组合类型为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石-蛭石,其中早更新世至中更新世早期(WL-3~L11阶段),伊利石相对含量相对偏低,气候以温凉为主,而中更新世中期(S10~S5阶段),伊利石相对含量上升,但蒙脱石、绿泥石含量均降低,气候相对温湿;在中更新世晚期(L5~S1阶段),黏土矿物的组合类型改变为伊利石-绿泥石-蛭石-高岭石-蒙脱石,以伊利石和绿泥石为主,气候较为干冷。黏土矿物类型及含量表明淳化地区从早更新世早期到中更新世晚期气候环境总体干冷化,并经历了温凉-温湿-干冷的变化过程。(3)I/C值以及伊利石结晶度IC值从剖面底部到顶部均经历了由小到大再到小的过程,它们与黏土矿物的含量所反映的气候变化规律一致。本研究有助于探索黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境变化,为全面了解更新世黄土高原不同地区第四纪气候环境演变提供依据。     

哈尔滨荒山岩芯黄土-古土壤的化学风化特征 ——对古土壤形成环境指示

黄土-古土壤的化学风化特征对于理解亚洲内陆干旱化、东亚季风演化以及全球碳循环等具有重要意义.然而,对于亚洲内陆干旱化东进进程最前缘的哈尔滨黄土-古土壤的化学风化特征一无所知.本文对哈尔滨荒山岩芯的黄土-古土壤进行元素地球化学、磁化率和重矿物分析.哈尔滨古土壤的颜色为灰褐色-灰黑色,不同于其他地区的棕红色.黄土-古土壤的...     

黄土质地对坡面侵蚀的影响

采用室内人工模拟降雨试验,研究了黄土质地对坡面侵蚀的影响,并探讨了降雨、地形(坡度和坡长)及黄土土质对坡面侵蚀的综合作用。试验设计包括3种质地黄土(黄绵土、黑垆土和塿土)、4个坡度(10°,15°,20°和25°)、2个坡长(5m和10m)和2个总降雨量相同的降雨强度(90,120mm/h)。结果表明:在相同降雨条件下,塿土降雨过程中入渗缓慢,产流时间快于黑垆土与黄绵土,塿土坡面的径流总量高于黑垆土和黄绵土坡面。坡度对单宽产流率无影响。各因子按对单宽产流率影响程度从大到小依次为坡长、雨强、粘粒含量和有机质;各因子按对单宽产沙量按影响程度从大到小依次为坡长、土壤颗粒几何平均直径、雨强、有机质含量和坡度。     

“黄土-古土壤”序列中氧化铁和有机质对磁化率的影响

对黄土高原的灵台剖面“黄土 -古土壤”序列的研究表明 ,黄土与古土壤中游离态铁 (Fed)、活性态铁 (Feo)和有机质含量均与磁化率 (χ)呈极显著的正相关性 (p <0 .0 1)。Fed 对磁化率的显著影响 ,说明了成土作用强度 ,会影响古土壤铁磁性矿物的形成。有机质对磁化率产生的显著影响可能与生物成磁作用有关。另外 ,成土过程中有机质的存在 ,有利于次生磁赤铁矿的形成 ;以及古土壤形成后 ,有机质的存在可妨碍磁赤铁矿的老化 ,使之不易转化为赤铁矿 ,可能也是重要原因。Feo 与磁化率的极显著相关性 ,主要应与Feo和Fed、有机质的密切联系有关     

泾河上游全新世黄土-古土壤序列微量元素分布特征及环境变化

在野外考察的基础上,对泾河上游赵家村全新世黄土-古土壤剖面进行系统采样,利用X-Ray荧光光谱仪测定了Ba、Zn、Cu、Pb、Cr、Rb、Sr、Co、Th、Zr等10个微量元素的含量及其变化,并与磁化率、粒度进行了相关性分析,研究表明大部分微量元素如Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr在古土壤层(S0)中富集,而在马兰黄土层(L1)中含量较低; 而Pb、Cr、Sr在古土壤层中含量低于马兰黄土层.同时,微量元素Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr与磁化率、黏粒(<0.005 mm)含量呈正相关,与粗粉沙(0.01～0.05 mm)含量呈负相关; 而元素Pb、Cr、Sr与黏粒、磁化率呈负相关,与粗粉沙呈正相关关系.在古土壤成壤改造过程中,由于有机质含量显著增加,络合-螯合作用增大,加之黏粒胶体的吸附作用,导致大多数微量元素在古土壤层的相对富集; 而元素Cr性质稳定,在整个剖面的波动较小; Sr含量在全新世黄土层(L0)和表土层(TS)中逐渐升高,主要是由于气候暖干化日趋严重,表土层碱性增强,CaCO3淋溶作用明显减弱; Pb元素在表土层含量较高的主要原因是工业"三废"排放、金属采矿和冶炼、煤炭和石油的燃烧以及汽车尾气排放等人类活动的干扰.     

第四纪黄土剖面多元古土壤形成发育信息的揭示

以时间尺度 2 0万年以来的洛川黄土剖面为研究对象。采用间隔 30～ 5 0cm的密集采样 ,通过土样的物理、化学、矿物组成和孢粉分析及土壤微形态镜鉴的综合研究 ,对第四纪生物气候环境演变提出了新的见解。对原以代表干冷环境沉积为主的黄土地层 (L) ,揭示了内伏半干旱环境的演化及相应的土壤发育过程 ;对原以代表暖湿环境的红褐色古土壤层 ,揭示了内伏干旱、半干旱环境的演化及干旱与湿润型孢粉共存的矛盾实质。研究证示 :深厚的黄土剖面是在第四纪生物—气候环境演变过程中 ,通过黄土沉积、成壤强弱交替演化 ,形成发育的由不同土壤类型组成的特殊的多元古土壤剖面体系。     

黄土丘陵区采煤塌陷裂缝对坡面土壤水分的影响

通过研究采煤塌陷裂缝对坡面土壤水分分布的影响,以及不同坡向上的裂缝周边土壤水分状况,以期找出坡面及不同坡向上的裂缝对土壤水分的影响机制。结果表明:不同坡向上的土壤水分状况阴坡>坡底平地>坡顶>阳坡;坡面下部水分状况比上部好,坡面上的采煤塌陷裂缝对裂缝上坡位土壤水分的影响大于下坡位;裂缝对裂缝处土壤水分影响最大,在不同土壤层次上土壤水分含量均是20—40 cm>10—20 cm>0—10 cm。     

黄土路堑边坡土壤水分空间分布特征及影响因素

基于西安市三条道路黄土路堑边坡植被防护调查和室内土壤含水率测试结果,研究分析了坡位、坡度、坡向、植被类型和植被防护模式对黄土路堑边坡土壤水分空间分布特征的影响。结果显示,中坡位土壤含水率大于下坡位,下坡位大于上坡位;高坡级边坡土壤含水率大于低坡级;小坡度边坡土壤含水率大于大坡度;阴坡土壤含水率大于阳坡;贴地植被土壤含水率大于直立植被土壤含水率;草灌结合模式的边坡土壤含水率小于灌木单一模式,但前者的生长状况优于后者。     

聚丙烯酰胺(PAM)对黄土结皮形成的影响

采用人工模拟降雨溅蚀方法,通过采样制作土壤切片,研究聚丙烯酰胺(PAM)对黄土结皮形成的影响。结果表明,PAM能改善土壤结构状况,显著提高土壤团聚体的稳定性,从而有效地抑制土壤结皮形成;但是随着降雨历时的延长,这种抑制作用逐渐被雨滴破坏;试验筛选出PAM-1抑制土壤结皮形成效果较好。     

陕北黄土坡面微地形土壤物理性质研究

陕北黄土坡面由于侵蚀等原因使坡面不平整,形成了各种微地形,造成了土壤物理性质的差异。对黄土高原丘陵沟壑区的微地形土壤物理性质进行了调查分析。结果表明,研究区内5种微地形与原状坡相比较,塌陷、切沟、浅沟、缓台的土壤物理性状均有所提高,而陡坎的各项性能比原状坡有所降低,主要表现在0—20cm土壤。土壤容重在0—20cm由大到小的顺序为：原状坡〉陡坎〉缓台〉浅沟〉切沟〉塌陷。土壤含水量、最大持水量、田间持水量和毛管持水量表现出比较一致的变化趋势,塌陷、缓台、切沟和浅沟这4种微地形孔隙和水分状况均高于原状坡和陡坎。土壤的总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度的变化趋势和土壤持水性能的变化趋势一致。通过对5种微地形物理性质进行灰色关联度分析发现,其灰色关联度由大到小的顺序为：塌陷〉切沟〉浅沟〉缓台〉陡坎〉原状坡。     

黄土丘陵区生物结皮对坡面流水动力特征的影响

[目的]探究生物结皮对坡面流水动力特征的影响,为黄土高原丘陵区生物结皮防蚀机理研究提供理论指导。[方法]设置生物结皮覆盖及破坏处理,进行人工模拟降雨试验。[结果](1)生物结皮覆盖及破坏处理下坡面流均属于层流急流。(2)生物结皮可显著降低坡面流流速,增加水流剪切力,阻力系数和水流功率(p<0.05)。其中,藻结皮处理和苔藓结皮处理较裸地流速分别减少了48.74%和62.24%,水流剪切力、阻力系数、水流功率较裸地分别增加了130.01%和308.07%;703.35%和2 532.01%;21.16%和57.43%。(3)生物结皮破坏后其阻力系数与裸地无显著变化,流速、水流剪切力、水流功率均显著高于裸地(p<0.05)。其中,藻结皮破坏和苔藓结皮破坏处理较裸地流速、水流剪切力、水流功率分别增加了10.84%和16.46%;36.83%和42.44%;60.90%和62.14%。[结论]生物结皮覆盖会增大坡面流阻力系数,降低流速。生物结皮破坏后坡面流阻力系数与裸地无差异,流速增加。此外,生物结皮覆盖及破坏处理均会增大坡面流水流剪切力及水流功率,进而增加径流侵蚀能量。     

黄土坡面土壤侵蚀中溶质随径流迁移的水动力特性研究

通过对比分析坡面水流的水动力参数与径流溶质迁移量间的关系,研究了不同地表状况下黄土坡面土壤溶质随径流迁移的水动力学特性,以求深入了解和认识坡面土壤侵蚀中溶质随径流迁移的本质机理。研究结果表明:不同坡面地表状况下,糙率系数和平均水深之比(n/h)与侵蚀过程中随径流迁移的溶质存在一定的关系,径流溶质Br-平均浓度、径流溶质Br-的平均流失率以及径流溶质Br-的相对流失量均随n/h的增加而减小。径流溶质Br-的平均流失率以及径流溶质Br-的相对流失量与水流水动力学参数n/h具有指数关系。     

黄土坡面不同土地利用方式对土壤有机碳流失的影响

坡面土地利用方式与产流、产沙及土壤有机碳的流失具有密切关系。对延安燕沟流域的坡耕地、草地、刈割草地、灌木地、刈割灌木以及刺槐林地径流小区的径流、泥沙及有机碳流失量进行了分析。结果表明：在不同土地利用方式下,产流、产沙量与植被覆盖度呈负相关关系;随径流流失的可溶性有机碳量表现为：坡耕地〉刈割草地〉草地〉刈割灌木地〉灌木地〉刺槐林地小区,随泥沙流失的有机碳量表现为：坡耕地〉草地〉灌木〉刺槐林地。随泥沙流失的土壤有机碳占总流失量的主要部分,而随径流流失的有机碳只占很少的比例。因此,增加黄土坡面植被覆盖度是控制产流、产沙量和有机碳流失的重要途径。     

黄土坡地不同利用方式土壤侵蚀的时空分布规律研究

本研究利用定位土芯Eu(europium)示踪新方法,研究黄土坡地不同利用方式下土壤侵蚀的 时空分布规律.结果表明,该方法对以片蚀和细沟侵蚀为主的黄土坡地是适用的;土壤侵蚀 的时间分布与降雨量的年时间分布相一致,过程性暴雨期表现为全年土壤侵蚀的高峰期;在 复合坡面,随坡面的陡、缓、凹,土壤侵蚀表现强、弱、沉积;相同坡度和坡长条件下,幼龄核桃园的土壤侵蚀速率＞刺槐林地＞荒草地＞苜蓿地.     

降雨入渗对黄土斜坡土体含水率时空分布特性的影响

为了对降雨入渗引起黄土斜坡土体含水率的变化有较深入的了解,在陕西省延安市宝塔山选取了一个典型的黄土自然斜坡进行土体含水率和降雨联合监测。监测结果表明,斜坡土体中的含水率对降雨入渗的响应具有时间上的滞后性与空间上的差异性。当日降雨量达到10mm或10d累计降雨量达到70mm时,降雨入渗对土体含水率的影响深度小于1.0m;当日降雨量达到50mm或10d累计降雨量达到140mm时,降雨入渗对土体含水率的影响深度小于2.0m。同时,当小时降雨量达到10.4mm时,降雨入渗至0.2m的入渗速率为0.04m/h,由0.2m入渗至1.0m的入渗速率为0.033m/h,降雨入渗速率随着土层深度的增加而减小。     

坡形和PAM对黄土坡地水土养分迁移特征的影响

通过野外径流小区人工降雨试验,研究坡形和聚丙烯酰胺（PAM）对径流量、土壤侵蚀和养分流失的影响。试验设置2个PAM施用量,分别为0,2 mg/L;9种坡形处理,即4个凹形坡,4个凸形坡,1个直形坡。结果表明：（1）与均匀坡面相比,凸形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别增加25.12%,24.01%和26.96%,且土壤和养分流失量随着凸形坡面的凸度增加而增加,凹形坡的平均土壤流失量、氨氮流失量和磷酸盐流失量分别减小13.53%,10.85%和19.95%;（2）凹形和凸形坡面的径流量差异很小,且均大于均匀面的径流量;（3）施用PAM后,3种坡形的坡面土壤流失均减少90%以上,养分流失减少28.19%~68.13%,且PAM施用在凸形坡上减少水土养分流失量效果最佳。