模拟冻融循环对黑土黏化层孔隙结构的影响

以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融以及CT(Computerized tomography)扫描相结合的方法,通过孔隙数目、平均面积、成圆率3个指标的量化与分析,研究了冻融循环对黏化层土壤孔隙特征的影响规律,以期为探明该区土壤侵蚀机理提供科学依据。研究结果表明,冻融循环不同程度地降低了原状土和填充土的孔隙数目和面积,均在循环3次时达到最低值,冻融循环对≥5 mm孔隙影响较为明显。相对原状土而言,前期含水量对黏化层填充土柱孔隙特征的影响较小。黏化层结构对模拟冻融循环的响应特征印证了季节性冻融循环对黑土区黏化层可蚀性的影响,进而诱发土壤侵蚀、促进沟蚀发展的可能。

南方山地丘陵土壤的黏化作用及黏化层的鉴定问题讨论

国内外文献中有关土壤黏化作用可分为淀积黏化、残积黏化和次生黏化等3种,但淋溶土鉴定的诊断层——黏化层的形成只涉及淀积黏化作用和次生黏化作用2种。中国南方山地丘陵地区土壤脱硅富铁铝化明显、土壤铝饱和度高、黏粒矿物中有较多的1:1型矿物,多数情况下难以发生淀积黏化作用。而次生黏化作用一般发生在温带地区,其气候条件主要为半干润。因此,除一些石灰性母质发育的土壤外,南方山地丘陵地区一般不具备淋溶土形成的成土环境。而该区某些土壤上下层质地的差异常常是漫长历史时期表蚀的结果,把这类上下质地差异的土壤划归为淋溶土不符合土壤发生分类原则。建议在《中国土壤系统分类检索》的黏化层定义中参照美国土壤分类系统中黏化层的定义,把盐基饱和(即盐基饱和度大于50%)作为鉴定黏化层的一个指标,避免在土壤调查中夸大南方山地丘陵地区淋溶土的出现范围,以解决南方山地淋溶土与雏形土鉴定上的不确定性问题。

黄土高原(土娄)覆盖层与黏化层的土壤水文效应

黄土高原(土娄)土在《中国土壤系统分类(修订方案)》中属土垫旱耕人为土类的相应亚类,其土壤水分状况是诊断表层所属人为表层类堆垫表层(覆盖层)和诊断表下层(黏化层)的重要诊断特征。以土壤持水性能、蒸发性能和水分移动性能为切入点,对(土娄)土覆盖层和黏化层的土壤水文效应进行研究论证,以期对土垫旱耕人为土类及其亚类的诊断层与诊断特征获取更深层的认识。

土壤侵蚀作用对黄土高原黏化层鉴定和淋溶土分类的影响

黏化层是淋溶土的首要诊断标准。一般情况下,黏化层是在长期相对稳定的湿润淋溶条件下形成的。但黏化过程很可能因为气候变化和土壤侵蚀作用而被打断。本文以山西土系调查16个淋溶土剖面为研究对象,通过对各剖面黏化层与上覆下伏层、各剖面间的基本特征及其理化性状分析,探索土壤侵蚀作用对黄土高原黏化层鉴定和淋溶土分类的影响。结果表明:(1)黄土高原16个淋溶土剖面中大多数黏化层与上覆层之间的形态特征过渡明显,胶膜、黏化率、粉黏比以及石灰性强弱等理化性质均表明黏化层主要是淋溶淀积的结果;(2)根据诊断层与诊断特性,将这16个淋溶土剖面进一步分为表蚀铁质干润淋溶土、石化钙积干润淋溶土、简育钙积干润淋溶土和普通简育干润淋溶土等不同亚类;(3)表蚀亚类的黏化率明显低于其他几个亚类,而粉黏比与之相反;(4)依据胶膜存在而被鉴别为黏化层的诊断层是古土壤黏化层受地质剥蚀作用剥蚀后而出露地表的。这一结果与土壤系统分类诊断剖面只限于近地表1.5 m、最多不超过2.0 m深度有关,而如果按土壤地理发生分类,则这些古土壤黏化层会被认定为"红黏土母质"并在土属一级得到反映。

汉江上游郧县一级阶地发育土壤的诊断层特征及分类

阐明秦岭南侧北亚热带环境中黄土母质上发育土壤的诊断层特征及其分类意义。选择位于汉江上游郧县前坊村一级河流阶地土壤剖面为研究对象,对其粒度、磁化率、元素、矿物及结构进行了研究。结果表明,汉江河谷分布的土壤具有A-AB-Bt1-Bt2-BC-C剖面形态特征;Bt层具有"黏化层"的标志,并呈现黏磐的诊断特征,其黏化程度与中国典型黏磐湿润淋溶土有良好的可比性;黏土矿物以伊利石为主,少量高岭石,风化程度处在脱钙作用的后期阶段,尚未出现显著的富铝化作用,达到中等风化强度;土壤类型可归为黏磐湿润淋溶土。

关于土壤系统分类中一些诊断层的鉴别

本文对中国土壤系统分类中的黏化层、雏形层、铁铝层和低活性富铁层的鉴别作进一步讨论。

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。

模拟冻融循环对黑土剖面大孔隙特征的影响

以东北典型黑土区耕地土壤为研究对象，采用室内模拟冻融以及CT（Computerizedtomo—graphy）扫描相结合的方法，通过大孔隙数目、平均面积、Feret直径以及成圆率4个指标的量化与分析，研究了冻融循环对不同深度范围土层（0～40em、40～80em、120～160em）土壤大孔隙特征的影响规律。结果表明：冻融循环没有对表层土壤大孔隙结构产生影响，却能够显著降低40～80em土层范围内平均大孔隙面积以及Feret直径，降幅分别为46．72％和17．32％（P〈0．05），且以1～2mm和≥5mm的孔隙对冻融循环响应最为强烈，冻融循环后分别降低9．58％和42．19％（P〈0．05）。研究结果不仅证明了黏化层滞水效应的可能，同时探明了黏化层孔隙结构对冻融循环的敏感性，由此印证了季节性冻融循环对黏化层抗蚀性的削弱以及黏化层的滞水效应是导致黑土区地表侵蚀与沟蚀的主要原因。

商丹盆地黄土母质发育土壤的微形态特征及其诊断意义

阐明商丹盆地黄土母质发育土壤的微形态特征及其诊断意义。以茶房村土壤剖面为研究对象，在Lical 偏光显微镜下对土壤形成物、粗颗粒、孔隙等微形态单元的类型、空间分布及变化进行了研究。结果表明，与上部淋溶层和下部母质层相比，Bt 层（110~230 cm）黏土大量聚集且淀积黏土含量/残积黏土含量的比值（Ki/r）很高、但黏土胶膜不发育，粗颗粒数量减少、粒径降低孔隙个体增大，边沿更加平滑；矿物成分趋于单一。这些微形态特征证实了 Bt 属于典型的“黏化层”，结合成土因素检索，此土壤可归为简育湿润淋溶土。

Strain energy evolution and damage characteristics of deep clay under different stress rates

Deformation and failure of deep clay samples are closely related to energy changes.Investigating the energy conversion and damage behavior of deep clay during loading and unloading tests has important significance for prevention-control of soil destabilization damage caused by mine shaft excavation.In the present work,triaxial tests of consolidated clay under different stress paths and stress rates were conducted.The results reveal that the mechanical properties of soils have strong stress rate effects and the samples mainly experience energy storage in the elastic stage,after that,the energy conversion mainly undergoes an increase of dissipative energy and release of elastic energy,which is also confirmed by the results of the analysis in the subsequent CT tests.Two damage indicators were compared,finding that the indicator based on dissipative energy has more obvious differences in two stress paths and can be used as a better indicator to describe the damage evolution of soils.Finally,in the triaxial shear test,due to the unloading effect of confining pressure,the damage of soils increased more rapidly near breaking than in the triaxial compression test,which indicates that the damage caused by unloading on deep soil is more abrupt than that caused by loading.

丹江中游河谷黄土母质发育土壤的诊断特征及其系统分类研究

选择位于河南省南阳市淅川县荆紫关镇龙泉村丹江中游河谷黄土母质发育的土壤剖面作为研究对象,对其剖面构型及其色度、元素、粒度等理化性质进行了分析。结果表明,丹江中游河谷黄土母质发育的土壤具有Ap-Bp-Bt-Bw剖面形态特征;在剖面40-220 cm深度发生明显的黏粒富集,具有黏化层（Bt）的诊断特征;风化成壤强度达到中等风化强度阶段。剖面具有热性土壤温度状况和湿润土壤水分状况,在中国土壤系统分类中可划为耕淀简育湿润淋溶土。