颗粒组成和基质吸力对残积土抗剪强度的影响

花岗岩残积土遇水后基质吸力丧失,强度显著劣化,会引起崩岗、塌陷等地质灾害和工程问题。受风化程度影响,残积土的颗粒组成在垂直方向上存在差异。为研究颗粒组成和基质吸力对非饱和花岗岩残积土力学性质的影响,对5种不同颗粒组成的残积土进行土水特征曲线测试和不同饱和度下的直剪试验。采用粒组质量分形维数D表征残积土颗粒组成,D随土壤细粒含量的增加而增大。试验结果表明:残积土土水特征曲线受颗粒组成影响;VG模型参数与分形维数D存在良好的线性关系;颗粒组成和基质吸力影响土颗粒的接触方式,进而影响残积土的抗剪强度;残积土的表观内摩擦角φ和表观内聚力c随基质吸力ψ的增大先增大,当基质吸力ψ达到约200 kPa后φ逐渐稳定而c有所减小;残积土的抗剪强度参数可以使用含有分形维数D和基质吸力ψ的经验公式进行预测。研究成果可以为花岗岩残积土分布地区工程设计中的力学强度参数选取提供参考。

植被恢复花岗岩红壤土壤颗粒组成及土壤养分储量特征

[目的]探明植被恢复下花岗岩红壤土壤颗粒组成和土壤养分的关系以及土壤养分储量特征,为植被恢复花岗岩红壤侵蚀退化地提供理论依据和实践指导。[方法]选择5种植被恢复模式[乔灌草模式(ASG)、条沟草灌(GGH)、全坡面播草(FSG)、低效林改造(IFT)、封禁(CC)以及严重侵蚀退化地(HDL)和自然林(NV)]为对照作为研究对象,通过野外调查和室内试验方法,明晰植被恢复模式下土壤颗粒组成和土壤养分的关系,土壤养分储量特征和识别植被恢复退化红壤养分恢复状况的指标。[结果]5种植被恢复模式改善了0—5 cm花岗岩退化地土壤颗粒组成,0—5 cm土壤颗粒组成和土壤养分指标的冗余分析表明,土壤黏粒和土壤养分呈显著正相关。5种植被恢复模式增加了0—5 cm花岗岩红壤退化地的土壤有机碳、全氮、全钾、速效钾、全磷、速效磷的养分含量和储量,0—5 cm土壤有机碳含量、0—60 cm土壤有机碳储量和0—60 cm土壤养分总储量顺序一致,均表现为乔灌草模式>条沟草灌>全坡面播草>低效林改造>封禁。[结论]土壤黏粒是提高0—5 cm土壤养分含量的关键因子,土壤有机质是识别植被恢复模式土壤养分状况的直观指标,乔灌草模式是改善土壤颗粒组成、提高土壤养分含量和土壤养分储量的最佳模式。

广元市汉阳镇植烟土壤碳库及颗粒组成评价

为研究广元市汉阳镇植烟土壤有机碳分布特征及区域差异,在湖北中烟工业有限责任公司广元基地单元(广元市汉阳镇)内采集植烟土壤样品,采集0~20 cm耕层土壤样品,采样时遵循“随机、等量、多点混合”的原则,采用S形布点取样,处理按前茬的不同进行划分,测定其土壤碳库管理指数(CPMI),然后对该烟区土壤碳库形态、含量、碳库营养水平以及颗粒组成进行分析评价。结果表明,广元市汉阳镇植烟土壤肥沃,土壤碳库营养水平良好;CPMI从高到低依次为撂荒、小麦、大豆、玉米、烟草;长期连作会影响植烟土壤质量和碳库营养水平,实行轮作可以有效改善这种影响;植烟土壤颗粒大部分为粉粒。

宁夏土壤颗粒组成特点及其影响因素分析

【目的】明确宁夏地区土壤颗粒组成的特点及其影响因素,从而为当地的土地利用、农业生产规划等提供科学参考。【方法】根据114个点位的土壤颗粒组成测试数据,研究宁夏地区环境因素对土壤颗粒组成的影响,土壤颗粒组成、土壤质地类型、土壤控制层段颗粒大小的统计学特征,以及土壤颗粒组成的空间分布特征。【结果】(1)宁夏土壤的颗粒组成以砂粒和粉粒为主,土壤砂粒、粉粒和黏粒含量分别为2.4%—97.2%、0.8%—86.0%和0.7%—43.3%,平均含量分别为34.9%、49.6%和15.5%;土壤质地主要以粉壤土(占46.5%)、砂壤土(占17.6%)和壤土(占13.3%)为主,土壤质地类型的变异主要归因于砂粒和粉粒含量的变化。(2)多个环境因素共同影响了宁夏地区土壤颗粒组成,影响力从大到小依次为地貌、母质、小地形、热量、土壤类型、土地利用类型和风速。(3)控制层段的颗粒大小有11种类型,以壤质(占46.5%)、黏壤质(占19.3%)、砂质(占16.7%)为主。(4)宁夏地区很难发育出黏化层,在114个剖面中有26个黏粒含量符合黏化层,但只有2个是确切的黏化层。(5)宁夏灌於表层产生了明显的质地分异。【结论】宁夏土壤颗粒组成以砂粒和粉粒为主,地貌和母质是影响土壤颗粒组成的最主要因素。

砒砂岩区典型坡面土壤颗粒组成空间分布特征研究

为揭示土壤颗粒组成在垂直和水平方向上的分布规律,采集砒砂岩区典型坡面0—100 cm剖面的土壤,运用经典统计学测定其颗粒组成。结果表明:坡面0—100 cm土壤质地主要为砂壤土(59.21%)和壤砂土(36.40%)。随土层深度增加,砂粒含量增加,粉粒和黏粒含量减少,土壤逐渐呈现粗粒化的趋势;坡面尺度上,表层0—10 cm砂粒为弱变异,其余各层各粒级均为中等程度变异,且随土层深度增加变异性增强,不同粒级的变异系数表现为砂粒<粉粒<黏粒。沿坡面等高线方向,样带B粗粒化程度最弱,10 cm土层以下,样带B粗粒化程度最强。沿垂直坡面等高线方向,坡中砂粒含量(73.60%)相比于坡上和坡下分别增加6.90%(p<0.05)和11.66%(p<0.05),坡下粉粒(31.85%)和黏粒(3.10%)含量相比于坡上和坡中分别增加13.13%(p<0.05),23.59%(p<0.05)和4.36%,51.70%(p<0.05),坡中粗粒化程度最强,坡下是细颗粒堆积的主要区域。研究结果可加强对砒砂岩区坡面土壤颗粒空间分布规律的认识。

粉煤灰颗粒组成对砂浆性能的影响

通过测定不同加工工艺制成的粉煤灰的基本性能以及利用其配制的砂浆性能,了解粉煤灰颗粒组成对砂浆性能的影响。试验结果表明:磨细灰与原状灰相比粒径减小、需水量比降低,配制的砂浆含气量及硬化砂浆空气含量略有增加,抗压强度、抗折强度提高;磨细灰与分选细灰相比粒径较大,不规则颗粒含量多,需水量比增加,配制的砂浆稠度降低,含气量及硬化砂浆空气含量增加,抗压强度、抗折强度降低;与水泥砂浆相比,磨细灰砂浆稠度提高,含气量及硬化砂浆空气含量降低,抗压强度、抗折强度降低。可见,原状灰经磨细处理后可以满足砂浆使用要求,并有利于大幅提高粉煤灰的利用率。

浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成及分形特征的影响

为探明浑水灌溉条件下泥沙对土壤结构的影响,通过浑水膜孔灌自由入渗室内试验,设置4种典型泥沙颗粒级配组成(以粒径小于0.01 mm的物理性黏粒含量d_(0.01)量化,9.87%、20.48%、28.68%、37.39%)和2种浑水含沙率(3%、12%),共8个处理,研究浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成及其分形特征的影响。结果表明:浑水特性对膜孔灌土壤颗粒组成影响较大,落淤层土壤细颗粒相对含量均低于浑水泥沙,其随着浑水含沙率和d_(0.01)的增加而增加;滞留层土壤颗粒组成与落淤层相反,细颗粒相对含量均高于原土壤,其随着浑水含沙率和d_(0.01)的增加而显著增加;浑水含沙率和d_(0.01)两者的交互作用对滞留层各深度的土壤黏粒和砂粒相对含量影响也均显著。滞留层土壤颗粒分形维数均大于原土壤的分形维数,在0~2 cm范围两者差异最大,随着入渗土层深度的增大,土壤分形维数增加越少;相同土层深度,分形维数随着浑水含沙率和d_(0.01)的增加而增大。

不同土地利用方式下土壤养分的分布及其与土壤颗粒组成关系

对四川紫色土区不同土地利用方式下土壤表层及剖面养分的分布特征及其与颗粒含量之间的关系进行了研究,结果表明:(1)林地、水田具有较高的土壤氮素和有机质(与旱地、果园、裸地均达到了显著差异),且林地剖面养分随土层深度的增加呈几何级数下降,但土壤磷素含量相对较低。(2)受施肥状况的影响,经济园林土壤磷素普遍偏高。(3)旱坡地的表层养分与底层养分含量差异不大,说明该区旱坡地土壤可能存在较大的养分流失与淋失现象,坡面径流、壤中径流携带的养分不容忽视。(4)土壤中大部分养分含量与土壤颗粒含量之间有一定的相关性,其中土壤全氮、碱解氮与粉粒(0.002～0.02mm)含量之间呈显著的正相关,与砂粒(0.02～2mm)含量之间呈极显著的负相关;土壤有机质与粉粒含量之间呈极显著的正相关,与砂粒含量之间呈极显著的负相关;而土壤全磷情况正好相反,与粉粒含量呈现极显著的负相关,与砂粒含量呈现极显著的正相关;只有碱解氮与粘粒(<0.002mm)含量之间的相关性达到了5%显著水平。

粮田土壤养分的空间格局及其与土壤颗粒组成之间的关系

对面积约 4 70km2 的玉田县粮田耕层土壤养分的空间格局及其与土壤颗粒组成之间的关系进行了研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ;土壤OM和主要速效养分含量均呈现较明显的空间分布格局 ,对土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn可分别分成 2、3、3、3和 2个养分分区 ,因而对这 5个土壤养分进行分区管理可行。土壤中OM和大部分速效养分含量与土壤各级颗粒含量之间均有一定的相关性 ,其中土壤OM和K含量与粘粒 (<0 .0 0 2mm)和粉粒 (0 .0 0 2～ 0 .0 2mm)含量之间均呈极显著的正相关 ,与砂粒 (0 .0 2～ 2mm)含量之间呈极显著的负相关 ;而土壤P和Mn含量与粘粒和粉粒含量之间均是极显著的负相关 ,与砂粒含量之间是极显著的正相关 ;土壤Zn含量与粉粒含量之间为极显著的负相关 。

农田土壤颗粒组成及其剖面分层的空间变异分析

对60m×55m的农田尺度上100个取样点土壤颗粒组成及剖面层次的空间变异性的传统统计分析表明,各属性的变异系数属中等强度。半方差函数模型均为球状模型,各属性具有一定的空间相关性,并表现有一定的各向异性。在对土壤颗粒组成及剖面层次空间分布趋势分析的基础上,根据半方差函数模型,对各属性选择不同趋势和异向性的普通Kriging内插值比较的结果表明,考虑变量在空间分布趋势和异向性的插值结果比不考虑要好。在以上分析基础上,利用Kriging内插值绘制各层深度和颗粒组成的等值线图,并分析了其空间分布规律。

我国主要产地膨润土颗粒组成和蒙脱石含量研究

用移液管法测定了我国各地膨润土的颗粒粒径 ,用吸蓝量法测定了其中蒙脱石的含量 ,并讨论了膨润土粒级分布和蒙脱石含量的相关性。指出 <2 μm的粒级是膨润土颗粒分布的主要区间 ,其分布均值达 3 1.3 1% ;大部分膨润土的蒙脱石含量约为 5 0 % ,2 1个样品的平均蒙脱石含量为 5 0 .765 % ;蒙脱石的含量与 <5 0 μm的颗粒累积百分数有较好的相关性。

激光法与湿筛-吸管法测定土壤颗粒组成的转换及质地确定

湿筛-吸管法是测定土壤颗粒组成(PSD)的传统方法,而激光法则是新兴的土壤颗粒测定方法,为了明确二者测定数据间的转换关系,应用两种方法分别测定了中国6个主要土纲的265个土壤样品。结果表明,激光法测定的土壤黏粒含量明显地小于湿筛-吸管法测定的数据,激光法测定的土壤粉粒含量明显地大于湿筛-吸管法测定的数据,而对于土壤砂粒含量的测定结果二者互有高低。两种方法测定的黏粒、粉粒和砂粒间均分别具有很好的相关性,甚至按照美国的7级分类标准,每个粒度级别在两种方法间均具有很好的相关性。按照激光法和吸管法测定数据间的转换关系式得出了用激光法测定数据的砂土、壤土和黏土质地划分界限,从而能够应用激光法测定的数据直接进行质地划分,这对于推动激光法在土壤学中的进一步应用和推动土壤科学的发展均具有重要意义。

土壤及泥沙颗粒组成与养分流失的研究

利用自然降雨影响下的农田为试验样地,分析了降雨前后土壤颗粒组成与养分含量的变化,探讨了流失泥沙颗粒组成与养分的变化特征。结果表明,在降雨后,西瓜地与油菜地表土颗粒组成呈现粘粒与粉粒含量减少,砂粒含量相对增加的趋势;土壤养分含量都有不同程度的下降,其中水解氮与速效磷下降的幅度很大,西瓜地与油菜地水解氮降雨后降幅分别为9.67%和7.99%,速效磷的降幅分别为9.20%和8.76%;全氮养分降幅很小,西瓜地与油菜地分别为2.17%和1.54%;流失泥沙细小颗粒含量与养分含量随时间基本都呈降低的变化趋势,并且细小颗粒含量与携带流失的养分含量有显著甚至极显著的正相关性;流失泥沙具有富集粘粒和富集养分的特性,油菜地与西瓜地粘粒富集率分别为1.23和1.20,两样地全氮与速效磷的富集率都在1.3以上,而全磷和水解氮富集率基本处在1.1-1.3之间。

焉耆盆地土壤盐分剖面特征及其与土壤颗粒组成的关系

为查明焉耆盆地土壤盐分剖面特征及其影响因素,进行土壤样本含盐量及颗粒组成测试,利用Spearman等级相关分析两者关系.结果表明:土壤盐分剖面分为3种类型——均布型、表聚型和振荡型,均布型剖面含盐量最低且分布均匀,表聚型剖面盐分表聚特征最明显(表聚系数4.20),振荡型剖面含盐量高且变异程度大(变异系数82.4%);土样类型中粉质壤土最多(占70.8%),颗粒组成中粉粒平均含量最高(57.1%);均布型剖面盐分与粘粒含量相关程度最高(相关系数0.560),为极显著正相关;振荡型剖面盐分与砂粒含量相关程度最高(相关系数-0.639),呈极显著负相关;表聚型剖面盐分与颗粒组成无明显关系.结合各类剖面分布区域可知,在砂粒含量与盐分含量较低的非盐渍化地带,土壤盐分分布主要受粘粒含量影响;砂粒含量与盐分含量较高的盐渍化地带,土壤盐分分布主要受砂粒含量影响.

不同尺度下低山茶园土壤颗粒组成空间变异性特征

利用地统计学方法,在两个尺度下对蒙顶山茶园土壤颗粒组成的空间变异性进行了研究。结果表明:(1)小尺度下土壤颗粒组成各粒级均具有强烈的空间相关性,其中粘粒的空间相关距最大,粗粉粒的空间相关距最小;土壤颗粒组成各粒级主要在东、东南和东北3个方向上具有较强的空间变异,除砂粒外的其它颗粒均在东南方向空间变异明显;各粒级的空间分布没有明显的规律可寻。(2)微尺度下只有粘粒具有强烈的空间相关性,砂粒具有中等空间相关性,其余粒级空间相关性很弱,粘粒空间相关距最小;除砂粒外的其它粒级在东南方向具有明显的空间变异,砂粒在各方向上的空间变异都较弱;除中/细粉粒外的其它粒级在西北—东南方向有明显的变化层次。(3)坡度和坡长等微地形及茶园横坡种植的植被覆盖方式是影响土壤颗粒空间分布的主要因子。

石灰性土壤微生物量碳、氮与土壤颗粒组成和氮矿化势的关系

以黄土高原土壤类型和土壤肥力差异较大的25个农田石灰性耕层土壤为供试土样,研究了土壤微生物量碳(BC)、微生物量氮(BN)与土壤氮素矿化势(N0)、全氮(TN)、有机碳(OC)及土壤颗粒组成的关系.结果表明:BC、BN与TN、OC呈极显著正相关(P<0.01),表明BC、BN与土壤肥力关系密切,可作为评价土壤质量的生物学指标.BC、BN与N0均呈高度正相关,相关系数分别为0.665和0.741(P<0.01).BC、BN、TN、OC、N0与土壤物理性粘粒(<0.01 mm)呈显著或极显著正相关,而与物理性砂粒(>0.01 mm)呈显著或极显著负相关,与物理性粘粒和砂粒比值呈显著或极显著正相关,表明土壤有机质主要通过与土壤物理性粘粒复合而形成有机无机复合体.

苏南典型地区土壤锌的空间分布特征及其与土壤颗粒组成的关系

在GIS的支持下,运用地统计学方法研究了苏南典型地区原锡山市土壤全Zn和有效Zn的空间分布特征,并简要分析了土壤全Zn和有效Zn含量与土壤颗粒组成之间的关系。结果表明,研究区域土壤全Zn和有效Zn的空间分布表现出一定的结构性,其空间相关范围分别达到6.6km和7.5km。Kriging插值结果表明,土壤全Zn含量在研究区域东北部最低,东南部相对较高;有效Zn含量与全Zn有着相似的空间分布趋势,受土壤自身特性的影响,其含量在北部地区普遍较低。土壤全Zn和有效Zn含量与土壤粘粒含量之间呈极显著正相关,而与砂粒含量之间呈显著负相关。

冲积平原区土壤颗粒组成的趋势效应与异向性特征

运用基于ArcGIS的地统计学组件分析了河北省曲周县124个耕层土壤颗粒组成的空间特征。结果表明,区域土壤砂粒含量和粘粒含量在东西方向和南北方向的趋势分别为二阶趋势和一阶趋势;粉粒含量在东西方向呈二阶趋势,南北方向呈零阶趋势。在趋势参数为零阶、一阶和二阶条件下,砂粒含量的异向性分析结果为长轴方向变程接近,短轴方向分别为17.83km、16.12km和21.16km,但它们都比各向同性且趋势参数为一阶时的变程长。从误差分析和反映区域与局部趋势的结果两方面看,土壤砂粒含量在不同趋势参数或不同异向性参数条件下内插的等值线图以一阶趋势的内插结果最好。

煤矿塌陷区不同复垦年限土壤颗粒组成分形特征

土壤的颗粒组成在某种程度上决定了土壤的结构和性质,为探究不同复垦年限下土壤理化性质的变化规律,以土壤颗粒分形理论为基础,选取邹城市典型采煤塌陷地作为研究对象,统计分析了煤矿塌陷区土壤颗粒分形特征及其与土壤不同粒径含量和土壤养分状况间的关系。结果表明:①随复垦年限增加,土壤理化性质变好,土壤颗粒分形维数增大。②在垂直剖面尺度上,土壤颗粒分形维数与黏粒、粉粒、密度、有机质含量呈极显著正相关关系(p<0.01),而与砂粒含量、孔隙度呈极显著负相关(p<0.01),与碱解氮、速效磷、速效钾含量相关性很小。③在时间尺度上,土壤颗粒体积分形维数与黏粒、粉粒、有机质含量、密度存在极显著正相关关系,与土壤碱解氮、速效钾、速效磷呈显著正相关,与砂粒含量、孔隙度呈极显著负相关关系。

黄土丘陵不同土地利用方式下土壤颗粒组成及其分形维数特征

采用野外采样与室内分析方法，运用颗粒体积分形理论，研究了黄土丘陵区4种土地利用方式下的土壤颗粒组成及其剖面特征。结果表明，4种土地利用方式下的土壤理化性质差异显著，表层土壤除全磷外化学性质总体表现为天然林＞人工林＞草地＞坡耕地，容重坡耕地＞草地＞人工林＞天然林，50—100 cm土壤性质差异减小。土壤以粗粉粒为主，除粗沙粒外，土地利用对其余各粒级含量影响显著，层次性不明显，坡耕地和草地小粒级含量高于天然林和人工林。黏粒和粉粒含量与有机质、全氮极显著负相关，与容重极显著正相关；沙粒与有机质和容重极显著正相关，与容重呈极显著负相关。土壤颗粒组成分形维数为2.52-2.74，各层次坡耕地和草地之间没有显著差异，但显著高于人工林和天然林。随着土层加深坡耕地呈缓慢降低趋势，草地、人工林和天然林呈缓慢增加趋势。土壤分形维数与黏粒和粉粒和容重显著正相关，与砂粒、有机质、全氮显著负相关，与全磷无显著相关性。综上所述，黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤颗粒组成差异较大，草地和林地相对于坡耕地大颗粒含量明显增多，小颗粒明显减少。