新乡毛白杨人工林土壤性质垂直分布特征

2020年10月份,以新乡市16年生毛白杨(Populus tomentosa)人工林地土壤为研究对象,在样地内按梅花型设置5个取样点,每个样点按照土层深度(h)用环刀分别采集0<h≤20 cm、20 cm<h≤40 cm、40 cm<h≤60 cm、60 cm<h≤80 cm土层的土样;测定土壤密度、田间持水量、毛管持水量、土壤碱解氮(水解性氮)质量分数、pH、有机碳质量分数等理化指标,计算土壤各粒级团聚体的质量百分比(P_(i))、平均质量直径(D_(MW))、几何平均直径(D_(GM));应用单因素方差分析法、皮尔逊(Pearson)相关性分析法,分析不同土层土壤理化指标的差异。结果表明:毛白杨林地0~80 cm土层,土壤密度随土层加深而增大,毛管孔隙度、总孔隙度、田间持水量、毛管持水量随土层加深而减少。土壤碱解氮质量分数随土层加深整体下降幅度较大,下一层较上一层的降幅分别为33.45%、44.60%、20.86%,0<h≤20 cm土层碱解氮质量分数最高(82.30 mg/kg)。土壤有机碳质量分数在11.52~28.67 g/kg之间,呈表聚效应;各土层间土壤有机碳质量分数差异显著(P<0.05)。0~80 cm土层,土壤呈碱性,pH均值为8.41,各土层间土壤pH无明显规律。粒径大于0.25 mm的团聚体、土壤平均质量直径、几何平均直径均随土层深度的增加而降低,微团聚体(粒径<0.25 mm)随土层的加深而增多,各土层超大团聚体(粒径>2 mm)占土壤团聚体总质量比例都最高,在49.60%~65.80%之间。粒径大于0.25 mm的团聚体、土壤平均质量直径、几何平均直径,与土壤有机碳均呈显著正相关(P<0.05)。综合看,毛白杨人工林土壤,养分质量分数较低、持水量不高、土壤偏碱;可通过营造混交林、建立林草复合生态系统,增施有机肥等措施加以改良。

河套灌区耕地土壤性质与作物产量空间分布特征之间的关系

【目的】阐明内蒙古河套灌区耕地土壤性质与作物产量空间分布特征之间的关系,提出灌区耕地水肥管理优化对策。【方法】基于经典统计学与地统计学方法,研究河套灌区耕地土壤理化性质和作物产量的空间变异性与分布特征,剖析主要作物产量与土壤性质之间的关系,基于土壤盐渍化程度和主要作物产量的空间分布格局提出水肥优化管理对策。【结果】巴彦淖尔市土壤盐渍化程度总体偏高,土壤体积质量较大,作物产量普遍较低,有机质和氮素贫乏,有效磷适量、速效钾富余。土壤含盐量属于强变异,有机质、全氮、有效磷、速效钾和作物产量系数属于中等变异,体积质量和pH值属于弱变异。在空间分布特征上,土壤含盐量呈中部高、四周低的空间格局;作物产量系数呈自西南向东北的递减趋势;有机质量自西向东递增;体积质量、pH值、全氮量、有效磷量呈中部高,东、西部低的空间格局;灌区东南部速效钾量贫乏。土壤含盐量是制约内蒙古河套灌区作物产量的突出因子。【结论】兼顾土壤培肥与作物增产,建议深施氮肥和有机肥,重度盐渍化和盐土区域建议尿素、有机肥施用量为225、3393.7 kg/hm^(2);中度盐渍化区域为295.4、2332.8 kg/hm^(2);轻度和非盐渍化区域为365.1、1280.9 kg/hm^(2)。建议重点完善灌区西北、南部和东南地区的排水系统,提高中部和东部地区排水、排盐效率。

南昌前湖区域黑碳的分布特征与光学特性

2020年12月—2021年12月,对南昌市前湖区域大气中黑碳(BC)进行连续观测,研究BC的分布特征与光学特性.结果显示,南昌前湖区域eBC浓度2021年均值为(1.93±1.13)μg·m^(-3),有明显的季节变化,冬季最高(2.10±1.28)μg·m-3,春季最低(1.69±1.14)μg·m^(-3);eBC浓度日分布表现为明显的双峰特征,峰值出现在07:00—09:00和22:00—23:00.BC吸收系数、大气消光系数年均值为18.42、137.67 Mm^(-1).eBC与NO_(2)的相关性强于eBC与SO_(2)、CO、O_(3)的相关性,反映区域内BC受机动车尾气影响显著.eBC与风速呈负显著性相关(*P<0.05),eBC与气象因子相关性按从大到小顺序为风速>温度>相对湿度,较大的风速更利于BC的扩散稀释.本文研究结果可为区域碳气溶胶的污染防控及其辐射强迫的科学评估提供参考依据和数据支撑.

不同品种高油酸花生热风干燥特性及热力学性质研究

为探究高油酸花生干燥过程中的水分变化规律,本文研究了不同风温(35、40、45、50℃)、风速(0.5、0.8、1.1 m/s)对三种不同高油酸花生热风干燥特性的影响,并借助Weibull分布函数分析干燥过程。结果表明,高油酸花生干燥过程以降速干燥为主;风温、风速越高,高油酸花生有效水分扩散系数越大、干燥速率越快,干燥用时越短。其中,‘圣油3号’花生水分扩散速率最快、活化能最低,与Weibull分布函数拟合结果最佳;尺度参数α值随风温、风速的升高而降低,风温对α值影响极显著(P<0.01),风速对α值影响显著(P<0.05);干燥条件对形状参数β值无显著影响。另外,温度的升高促进了焓值和熵值的降低和吉布斯自由能的增加,表明干燥过程需要从干燥介质中吸收能量方能进行。Weibull分布函数可用于描述高油酸花生的热风干燥过程,为高油酸花生的工业化干燥提供技术依据,奠定理论基础。

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮下土壤有机碳垂直分布特征及影响因素

为了探究沙漠不同生物土壤结皮类型覆盖下土壤有机碳(SOC)垂直分布特征及与土壤理化因素的关系,解析影响因素,以古尔班通古特沙漠腹地藻类、藓类生物土壤结皮和裸沙三种不同地被覆盖类型为研究对象,通过野外采集不同类型结皮样品及其下层0—2 cm、2—5 cm、5—10 cm、10—20 cm、20—30 cm、30—50 cm、50—70 cm以及70—100 cm土层土壤(裸沙对照),测定不同土层的SOC含量及土壤理化指标,开展相关研究。结果表明:(1)不同地被类型下0—100 cm SOC含量随着土壤深度增加呈减小的趋势,在10—30 cm土层存在SOC含量升高的现象,藓类、藻类和裸沙三种地被类型0—100 cm土层SOC含量范围分别在:1.61—2.70、1.41—2.56、1.21—1.92 g/kg;(2)不同地被类型下同一土层SOC含量在0—5 cm土层存在显著差异,5—100 cm土层SOC整体无显著差异,同层SOC含量均表现为:藓类>藻类>裸沙对照;(3)Pearson法分析结果表明不同地被覆盖下SOC含量与养分(全氮、全磷)呈现正相关关系,与pH和电导率(EC)呈现负相关关系。通过结构方程模型结果表明,土壤养分和粒径(砂粒占比)是影响垂直分布的主要因子,其中粒径是裸沙和藻类的最主要影响因子,藓类最重要的影响因子是养分(全磷)。生物土壤结皮的发育会逐步提高土壤碳的积累,改变SOC的垂直分布特征,对SOC的影响主要集中在5 cm以上土层,土壤理化特征对垂直分布特征具有调控作用。

基于发生层的均腐土理化性质和元素生态化学计量特征分析

为明确土壤剖面理化性状及元素生态化学计量的变化规律,从而为认识土壤形成机制和保护土壤资源提供科学依据,本研究以黑龙江省干润和湿润均腐土亚纲为研究对象,基于发生层采集土壤剖面样品,对其理化性状及元素生态化学计量进行了比较分析。结果表明,从A层到C层,均腐土的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、铵态氮(NH4+-N)、速效磷(AP)和砂粒含量以及土壤颗粒表面积和体积平均径(SMD和VMD)逐渐降低;相反,土壤pH、黏粒和粉粒含量则明显升高。研究发现不同土系均腐土C层(母质层)显示出了比Ah层(腐殖质层)更大的土壤异质性,并且湿润均腐土理化性质沿着剖面的垂直变化程度比干润均腐土更大。此外,元素生态化学计量分析发现,均腐土C∶N、C∶P和N∶P随着发生层深度的增加而明显降低,说明深层土壤养分循环过程受到碳和氮限制增强。

土壤理化性质对绵刺(Potaninia Mongolica)、四合木(Tetraena mongolica)和半日花(Helianthemum soongoricum)分布区边界形成的影响

绵刺、四合木、半日花是分布在内蒙古西鄂尔多斯地区的狭域特有种。本研究对几种植物着生生境的土壤进行了理化性质测定,得出几种植物的自然着生地是它们能够存活的极端生境。从土壤颗粒组成的结果看来,四合木与绵刺的适生生境中砂质含量较高,半日花的适生生境中石块和砾石的粗颗粒所占比重较大,更粗糙或更细腻的土壤颗粒组成不利于这些植物的生长。它们可以适应较高pH值和硫酸盐含量的土壤,这对它们维持在群落中的地位有重要意义。

三种同分异构的双苯并吩噻嗪材料的合成、理论计算及光物理性质

吩噻嗪及其衍生物材料是一类重要的多环芳烃材料,在光电子领域有着广泛的应用。其中,基于苯并噻嗪材料的研究相对较少。在本文中,我们分别在吩噻嗪的1,2-、2,3-和3,4-位引入苯基,制备了三种同分异构的双苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb和D-PTZc,研究了它们的构效关系,并与双吩噻嗪化合物(D-PTZ)进行了对比。研究发现,D-PTZb和D-PTZc的HOMO和LUMO分布与D-PTZ的类似;对于D-PTZa,其1,2-位引入的苯基与中间的苯环空间张力较大,造成空间结构极度扭曲,性质比较特殊。并苯的引入可以有效增加分子的共轭长度,使得最大吸收波长发生红移;在2,3-位引入苯基可以有效地稳定HOMO能级,使基于π→π*跃迁的能隙稍有增大,呈现蓝光发射,溶液的荧光量子产率为1.7%;而在3,4-位引入苯基使LUMO分布更加趋向于线型,从而使LUMO更加稳定,使基于π→π*跃迁的能隙降低,其最大发射峰位于520 nm处,呈现黄绿光发射,溶液荧光量子产率为13%。此外并入苯环之后,空间张力增大,化合物的分解温度降低。我们的分子设计和结构–性质关系的研究可以为设计新的吩噻嗪材料提供基础指导。

阔叶箬竹鞭系表型性状特征及其与土壤理化性质的关系

阔叶箬竹(Indocalamus latifolius)为我国特色经济竹种,对区域竹产业发展具有重要意义。研究比较了阔叶箬竹人工林和天然林鞭系表型性状和功能鞭系生物量的垂直分布特征,在分析土壤理化性质的基础上,通过冗余分析(RDA)探讨了鞭系生物量与土壤理化性质的关系。结果表明:除鞭箨生物量占比外,人工林竹鞭的鞭径、鞭长、鞭芽数、节数等指标均高于天然林的;竹鞭节间长度主要在1.5~3.0 cm波动变化,表现对土壤微环境的适应性;在垂直分布上,鞭系主要分布在10 cm表土层,占总生物量的74.33%,随深度增加而迅速减少,50 cm以下仅有极少量细鞭系分布。土壤有机质、全氮含量随土层深度增加极显著下降(P=0.000<0.01);RDA排序表明,土壤有机质、铵态氮、总氮含量和pH对鞭系生物量性状影响显著,其中前三者对总生物量有显著正向影响,pH有显著负向影响,pH较前三者对粗细鞭系生物量比影响更大,为显著负相关。阔叶箬竹栽培应以10~30 cm左右的浅栽为宜,在育苗过程中可适当增施氮肥和有机肥,以促进竹株鞭系的生长。

系统故障演化过程的事件故障概率分布熵构建及其性质研究

为研究系统故障演化过程带来的系统功能状态的不确定性,提出事件故障概率分布熵的概念和计算方法。系统故障演化过程的不确定性来源于事件故障概率分布和演化过程本身的不确定性,可等效为概率分布和演化的混乱性。基于上述考虑,借助信息熵的思想建立事件故障概率分布熵,对演化过程中事件故障概率分布的变化混乱程度进行度量。考虑事件故障概率分布特征,确定了分布熵模型的各参数,给出了模型推导过程,建立了分布熵表达式。研究表明:分布熵具有对称性、确定性、非负性、扩展性、可加性和极值性,符合信息熵规则;分布熵与因素数量、因素值域的等距划分点数量、故障概率变化程度均存在正相关性。通过实例演示了事件故障概率分布熵的计算过程,得到了不同事件分布熵的大小关系,表明了不同事件对系统功能状态不确定性的影响。为下一步建立系统故障演化过程的熵理论提供基础。

球磨法制备芡实超微粉及其理化功能性质分析

芡实淀粉属小颗粒淀粉,且以超聚合的复粒形式存在。为了解超微粉碎对淀粉复粒结构及其中功效组分溶出的影响,文中采用球磨法制备超微芡实粉,分析了不同球磨参数对芡实粉理化功能性质的影响。研究显示,芡实粉的适宜球磨参数为:转速200 r/min,m(用料量)∶m(研磨球)=1∶30,研磨球直径4 mm,研磨时间30 min。与对照相比,所得超微芡实粉中超细粉末(粒径0~1μm)占比达到85.04%,其中总黄酮溶出量增加不显著,但总酚溶出量有明显增加(P≤0.05)。所得超微芡实粉吸水性和吸油性显著提高,分别达到3.88、2.46 g/g,分别增加了3.26、1.34倍。X-衍射图谱和扫描电子显微镜照片显示,超微芡实粉中淀粉的复粒结构发生碎裂,淀粉颗粒完整性及其晶体结构也被严重破坏,印证了超微芡实粉理化功能性质改变的内在原因。研究结果表明,球磨处理不仅改善了芡实粉的理化功能性质,也有利于其中功效组分的溶出。

北京市土壤可蚀性及空间分布特征

为构建北京市土壤可蚀性K值的空间分布特征,分析土壤可蚀性K值影响因素,基于全国土壤调查数据计算土壤可蚀性K值,在ArcGIS中进行空间插值,探讨北京市土壤可蚀性变化规律。结果表明:(1)北京市土壤K值介于0.038 7~0.056 7 t·hm^(2)·h/(MJ·mm·hm^(2)),其中丰台灰黄土的K值最大,粘身两合土的K值最小。全市土壤均为低可蚀性土壤,土壤抗侵蚀能力较强。(2)从空间分布看,全市的土壤可蚀性由北向南逐渐增加。北京市土壤可蚀性与水土流失空间分布差异较大。(3)冲积物形成的粘身两合土砂粒含量最高,其土壤可蚀性K值最低;冲积物形成的丰台灰黄土砂粒含量最低,其土壤可蚀性K值最高。土壤颗粒组成与土壤可蚀性呈显著相关性(P<0.01)。土壤可蚀性值呈现出旱地>林地>荒地>灌木林的特征。研究结果对北京市土壤侵蚀预报、水土流失精准防控等提供参考。

洋流性质及分布规律

一、洋流性质及判断。

新疆伊犁土壤硒资源分布及与土壤性质的关系分析

调查研究了伊犁州土壤中硒资源的分布特征,为该地区富硒农产品的开发提供理论指导。用原子荧光光度法测定了新疆伊犁州6个县158个农田土壤样品的全硒含量,并运用统计分析方法对伊犁州土壤硒资源的分布特征及与土壤理化性质的关系进行了分析。结果表明,伊犁州6个县土壤中全硒含量范围为0.14-2.75 mg·kg^-1,几何均值为0.33 mg·kg^-1,其中昭苏县土壤全硒含量均值最高,巩留县最低。所检测的土壤样品中有2.38%属于少硒土壤,78.57%属于足硒土壤（0.175-0.45 mg·kg^-1）,19.05%属于高硒土壤（0.45-3.00 mg·kg^-1）。统计分析的结果表明,有机质、速效钾、碱解氮与全硒含量呈极显著正相关（P〈0.01）,p H值与硒含量成显著负相关（P〈0.01）。伊犁州土壤中硒的含量水平偏高,可以优先考虑富硒农业的开发建设。

文山三七(Panax notoginseng)种植区土壤As空间分布特征及理化性质对三七As含量的影响

三七（Panax notoginseng（Burk.）F.H.Chen）是云南文山州的道地中药材,文山州由于地壳原始分化成分的作用和含砷矿的开采等原因,使三七种植区存在普遍的土壤砷污染现象。通过野外大田调查和室内分析相结合的方法,研究了云南文山三七主要种植区（文山县、丘北县、砚山县、广南县）土壤总砷和有效砷的空间分布特征和土壤物理化学特征（pH值、有机质含量、阳离子交换量CEC、总P、速效P、土壤质地）,探讨了三七不同部位（茎叶、花果、主根、须根、剪口）As含量的影响因素。将有助于了解文山三七种植区砷污染空间分布特点,寻求三七砷含量的调控途径,对降低三七砷含量和提高三七品质具有一定的实践和理论意义。研究结果表明,（1）土壤有效As和总As平均质量分数分别为0.29 mg·kg-1和28.51mg·kg-1,土壤有效As占总As质量分数的0.06%~2.08%。76.67%的土壤样品总As含量达到国家土壤环境质量的二级标准。土壤有效As和总As含量空间分布表现出西北高,东南低的趋势。（2）三七各部位中As质量分数为0.14~0.32 mg·kg-1,砷含量符合优质三七砷的限量标准（≤1.0 mg·kg-1）,三七各部位对As的富集系数为0.004~0.011,均较低。（3）90%的土壤为酸性土壤,pH值≤6.5;土壤全P质量分数为1.27 g·kg-1,土壤速效P质量分数为66.87 mg·kg-1,均属于丰富水平;土壤有机质质量分数为15.77 g·kg-1,CEC为26.74 cmol·kg-1,属于较高水平;40%的土壤为黏土,43.4%为壤质黏土。（4）土壤总As和土壤有效As含量主要受到随机人为因素的影响,表现出与土壤CEC、pH值和有机质含量之间显著的正相关关系。三七须根中As含量与土壤总As、有效As、土壤黏粒含量、CEC、pH值和总P含量之间具有显著的正相关性。总之,壤质黏土、低pH值和CEC有利于降低三七As含量,三七种植过程中应避免施用含As有机肥和磷肥。研究结果在系统了解文山三七种植区的土壤As空间分布和调控途径方面具有一定的创新价值和意义,特别需要关注是三七产业的发展布局中,应该进行适当的引导和科学的安排三七种植区。

丘陵紫色土砾石的性质及其空间分布

丘陵紫色土中含有大量的砾石，本文对重庆丘陵紫色土中砾石的理化性质进行了测定。结果表明，不同类紫色土砾石的容重、比重、孔隙度、饱和含水量、水分特征曲线及化学组成含量有明显的差异。不同类紫色土的砾石含量为5．27％～57．78％，且粗暗紫泥〉棕紫泥〉红棕紫泥〉灰棕紫泥，不同尺寸的砾石含量随粒径的增大而下降；同一岩性山坡，砾石含量随坡位的上升而增加，在同一台土上，台后砾石含量高于台前砾石含量；剖面上的砾石含量基本上是随土层的加深而减少。此结果为研究山地丘陵土壤中砾石对土壤的物理、化学和农学特性的重要影响奠定了基础。

风浪统计性质的实验研究──Ⅰ．波高与周期的统计分布

本文为风浪统计性质实验研究的第一部分。利用现代化的大型水槽，设计并进行不同坡度水底上的多种风浪实验，依据实验获得的大量实测资料，重点讨论了在不同实验条件下波高与周期的统计规律；并通过与理论结果的比较，得到了若干重要的结论。

果园间作模式下杏树与苜蓿的根系分布特征及其土壤理化性质研究

该研究采用田间小区试验,设计杏树(Prunus armeniaca)下清耕(CK)和杏树间作紫花苜蓿(T)2个处理,实地采集测定各样地不同土层紫花苜蓿的根系生物量以及杏树的侧根系生物量,并测定土壤pH、电导率及其土壤有机质和速效氮含量,分析果园间作模式下紫花苜蓿对果树侧根系垂直分布特征及其土壤理化性质的影响,为果园间作苜蓿模式的推广提供理论依据。结果表明:(1)CK与T处理下的杏树侧根生物量在土壤中的垂直分布都主要集中在20~60cm土层,其生物量分别为750.8g和737.6g,分别占总侧根生物量的64.4%和64.5%;紫花苜蓿根系生物量分布呈倒金字塔型,且主要分布在0~40cm土层(166.3g),其中0~20cm土层的根系生物量最高(97.4g),占根系总生物量的35.8%。(2)与CK处理相比,T处理可有效增加果园表层土壤的有机质含量、速效态氮含量、硝态氮含量和铵态氮含量,其中,在0~20cm土层分别显著增加17.1%、40.8%、28.5%和40.8%,在20~40cm土层分别显著增加36.1%、23.1%、60.2%和23.8%,并显著降低了表层土壤电导率,但对土壤pH无显著影响。研究认为,杏园间作牧草紫花苜蓿虽然杏树与苜蓿根系会发生较小资源的竞争,但有利于改善林下土壤的理化性质和养分状况,能够有效促进果树的生长发育。

保护性耕作对西北旱区土壤微生物空间分布及土壤理化性质的影响

【目的】保护性耕作在中国西北旱区已得到了广泛应用,是农业生产中重要的技术措施。探析保护性耕作对土壤肥力和土壤微生物群落结构的影响,有助于农业生产的可持续发展。本试验从土壤理化性质和微生物相结合的角度,探讨保护性耕作对土壤微生物空间结构的影响,以及旱作麦田微生物群落丰度和土壤理化性质的相关性,为推广保护性耕作措施提供理论依据和实践支持。【方法】以中国西北旱区土壤为研究对象,常规耕作翻耕(PT)为对照,设计深松耕(CPT)和免耕(ZT)两种保护性耕作方式,采用实时荧光定量PCR技术,测定土壤微生物群落丰度和土壤理化性质指标,并分析微生物群落空间分布与土壤理化性质和保护性耕作之间的关系。【结果】长期应用保护性耕作已对旱作麦田的环境产生显著影响,不同的耕作方式对土壤真菌和细菌群落丰度有不同的影响,两者对3种耕作方式均有不同程度的响应;在不同的耕作方式下,土壤微生物空间分布不均,连续性较差,空间变异程度较高,表现出强烈的空间聚集分布。耕作方式对土壤理化性质和酶活性也有显著的影响,与传统翻耕相比,深松耕和免耕方式能显著提高土壤黏粒、水分、全氮、铵态氮含量和脲酶、蔗糖酶活性。典范主分量分析(CPCA)结果表明,土壤微生物群落丰度和理化性质变化主要受到耕作方式的影响,并且土壤微生物群落丰度与理化性质密切相关,在免耕方式下,土壤黏粒、水分和铵态氮含量等显著影响土壤细菌群落分布;在深松耕方式下,土壤可溶性碳含量和过氧化氢酶活性等显著影响土壤真菌群落分布。【结论】旱作麦田采用保护性耕作,可以影响土壤微生物群落丰度和空间分布,并且显著影响土壤理化性质,进而影响土壤微生物空间结构。同时,土壤水分和碳氮含量分别显著影响土壤细菌和真菌丰度。

广州南沙区软土分布特征及工程性质

基于高密度均匀分布的4280个钻孔资料,结合广州海岸变迁史及^(14)C测年试验成果,深入研究了广州南沙区软土的空间分布特征。并依据成因时代和沉积环境,将南沙软土划分为两大层,其中上层为全新世软土层,^(14)C年龄约为1500~8500 a;下层为更新世软土层,^(14)C年龄约为34000~45000 a。同时对南沙区软土基本物理力学参数进行了统计和分析,对比研究了上下两层软土工程性质的差异。研究结果表明:南沙软土分布面积约718 km^(2),占全区总面积的91.6%,平均厚度15~20 m,普遍具有含水量高、孔隙比大、抗剪强度低、压缩性强、渗透性弱等特点;相较于下层软土,上层软土的厚度、含水率、孔隙比、压缩系数更大,抗剪强度更低,粉细砂含量较少。