不同农业利用条件对黄土胶结物质组成与团聚特征的影响

以陕西安塞自然植被土壤和农田土壤(包括施有机肥、施无机肥、不施肥对照)为研究对象,通过分析各粒级团粒中有机质和碳酸钙的分布特征及去除胶结物质前后的粒度组成,探讨不同农业利用条件对黄土团聚特征的影响。结果表明:不同利用方式下的土壤均以粒径>0.05 mm(45%~65%)和粒径0.002~0.05 mm(30%~45%)的团粒为主;相对于自然土壤,农业活动对粗粒级团粒中碳酸钙的溶解再沉淀过程具有促进作用,增加粒径<0.002mm次生碳酸钙含量;不施肥和施用无机肥显著降低粒径<0.002 mm团粒的有机质含量,而施用有机肥显著增加粒径>0.05mm和粒径<0.002mm团粒的有机质含量,有利于大团聚体(250~1 000μm)的形成;逐步去除胶结物质过程中,不同利用方式的土壤团粒逐渐破碎,粒度分布曲线和累计曲线均向左不同程度推移。不同利用方式的土壤中碳酸钙和有机质均对土壤颗粒产生胶结作用,且施用有机肥的土壤中碳酸盐和有机质的胶结团聚作用最强。

降雨侵蚀过程中红壤坡耕地地表微地貌演变特征

以第四纪红黏土母质红壤和泥质页岩母质红壤等典型南方红壤为例,选取典型红壤坡耕地的野外原位试验小区,控制土表相同初始条件,分别在两种雨强下进行连续三场降雨,同时采用毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法,研究了在降雨侵蚀过程中红壤坡耕地地表微地貌的演变特征,探讨了地表糙度、洼地蓄积量相关规律。结果表明:(1)连续降雨的进行,雨滴打击和径流搬运的联合作用导致地表糙度降低。第一场降雨带来糙度的迅速下降,第二、三场降雨对糙度的影响较小。在2mm/min雨强下,第二、三场降雨过程中,3种红壤糙度都有不同程度的少量提高,结皮倾向于降低糙度,细沟倾向于提高糙度,地表糙度的变化取决于两者之间的平衡。糙度下降幅度表现为坡上部>坡中部>坡下部、团聚体水稳性低的土壤>团聚体水稳性高的土壤;(2)洼地蓄积量在连续降雨过程中总体呈下降趋势。在1mm/min雨强下,红壤团聚体和结皮越稳定,洼地蓄积量下降幅度越小。在2mm/min雨强下,雨强是影响洼地蓄积量变化的主导因素,不同红壤的差异不明显;(3)洼地蓄积量与地表糙度之间呈线性关系,所有处理的R2均达到了0.9以上。1mm/min雨强下洼地蓄积量对地表糙度的敏感性比2mm/min雨强大。对南方红壤区坡耕地坡面水蚀过程地表微地貌研究、红壤区坡耕地水土流失防治与水土保持规划设计具有一定的借鉴意义。

降雨侵蚀过程中红壤坡耕地地表汇流网络特征

为研究降雨侵蚀过程中南方红壤区坡耕地地表汇流网络特征,应用亚毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法在野外原位研究了南方几个典型母质发育的红壤模拟降雨条件下坡面汇流网络特征变化过程。结果表明:(1)在降雨侵蚀过程中,汇流密度和径流频度整体呈增加趋势,尤其是在第一场降雨过程中最为明显;(2)在第二、三场降雨侵蚀过程中的变化趋势因土壤性质和雨强的不同而出现差异;(3)在坡面侵蚀研究中,分形维数Ds可以较好的区别降雨前后整体汇流网络特征的变化。研究结果对南方红壤区坡耕地降雨侵蚀过程模拟与预测模型的研究、水土流失防治与水土保持规划设计具有一定的参考价值和借鉴意义。

不同基础地力土壤优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响

【目的】研究江汉平原地区不同基础地力土壤和优化施肥对水稻产量和氮肥利用率的影响。【方法】以江汉平原水稻主推品种丰两优香一号为试验材料,通过3年田间小区试验,考察分析土壤基础地力不同的稻田优化施肥、农民习惯施肥和不施肥处理的产量、氮肥贡献率、土壤氮素依存率和氮肥利用率等的差异。【结果】土壤基础地力不同的稻田均是优化施肥处理的产量最高,与农民习惯施肥处理比较,高地力和低地力稻田优化施肥处理的产量分别平均提高6.9%和5.0%;与不施肥处理比较,产量分别平均提高17.3%和30.3%。与农民习惯施肥处理比较,优化施肥处理的氮肥吸收利用率、农学利用率和偏生产力均大幅度提高。高地力稻田土壤氮素依存率高、氮肥贡献率小、施肥增产的潜力小;低地力稻田土壤氮素依存率低、氮肥贡献率大、施肥增产的潜力大。【结论】优化施肥可以降低水稻产量对土壤基础地力的依赖,提高氮肥利用率。

氮肥与移栽密度互作对低产田水稻群体结构及产量的影响

【目的】适宜施氮量和移栽密度影响着水稻的群体结构和产量,也影响着氮素的利用率。因此,开展了田间小区试验以确定低产水稻田最佳的适宜施氮量和移栽密度组合。【方法】本研究选择湖北省咸宁市崇阳县产量水平较低的低产田为对象,以水稻品种两优培九为供试品种,设置四个施氮水平(0、135、180、225 kg/hm2)与三个移栽密度(12×104、16.5×104、21×104holes/hm2)的田间小区互作试验。在水稻各个生育期分别调查茎蘖动态、成穗率、灌浆期剑叶叶面积、水稻产量及其构成因子、地上部干重及收获指数,采用SPSS 17.0软件对不同处理的产量与相应群体指标间进行回归分析,获得产量与各因子之间的回归方程。同时测定地上部籽粒与秸秆氮含量,计算氮利用效率。【结果】施氮量与移栽密度对低产田水稻产量和相关指标有显著影响,且存在交互作用。1)产量与地上部干物重均随着施氮水平与移栽密度的提高而增加,但是在施氮量最高(225 kg/hm2)时,收获指数略有下降;收获指数随着移栽密度提高而降低。2)产量与每平米穗数、灌浆期剑叶叶面积、地上部干重关系密切,用二次方程拟合的曲线相关系数最高,经回归方程计算,理论上当灌浆期剑叶叶面积指数达到1.36,成熟期地上部干重达到24371 kg/hm2,每平米穗数达到338个,平均每穗粒数达到195粒时产量最高。3)随着施氮水平提高氮肥农学利用率(NAE)、偏生产力(PFPN)、氮肥吸收利用率(NRE)和氮肥生理利用率(NPE)均降低,尤其是NAE和PFPN降低程度较大;提高移栽密度显著增加NAE、PFPN、NRE,但是NPE无变化。【结论】在施氮较少的情况下,提高移栽密度增产效果明显。移栽密度为21×104holes/hm2和施氮量为180 kg/hm2的组合产量最高,达到8220 kg/hm2,其群体结构指标与利用拟合模型估计的最优指数最为接近,并且有较高的NAE、PFPN、NRE和NPE。综合考虑,本研究的供试低产水稻田施氮量为180 kg/hm2结合移栽密度为21×104holes/hm2为本试验的最优处理,可以获得较高的水稻产量和较高的氮肥利用率。

2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响

在2种保护性耕作措施（秸秆还田和免耕）的长期定位试验（湖北省武穴市和荆州市）基础上,通过湿筛法测定不同土层（0 20 cm和20 40 cm）的不同粒径（＞5 mm,2～5 mm,1～2 mm,0.5～1 mm,0.25～0.5 mm和＜0.25 mm）水稳性团聚体的含量,并对土壤团聚体平均重量直径（MWD）、平均几何直径（GMD）和分形维数（PSD）等进行分析,研究2种保护性耕作措施对农田土壤团聚体稳定性的影响.结果表明：秸秆还田和免耕处理均会影响土壤各级团聚体的分布状况,同时其也会增加农田表层（0-20 cm）土壤粒径＞0.25 mm团聚体的百分含量、MWD和GMD值,但是会降低PSD值.其中PSD与粒径＞0.25mm团聚体的含量呈极显著负相关性（武穴处理相关系数为-0.997,荆州处理相关系数为-0.993）,但是MWD和GMD与粒径＞0.25 mm团聚体的含量有显著正相关性.表明秸秆还田和免耕均会增强土壤团聚体的稳定性,有利于改善土壤结构.但秸秆还田处理的土壤粒径＞0.25 mm团聚体百分含量、MWD和GMD值均高于免耕处理,说明秸秆还田改善土壤结构的效果要优于免耕的.秸秆还田和免耕措施相结合,土壤结构改良效果最佳.武穴和荆州两地的保护性耕作措施对于粒径＞0.25 mm团聚体百分含量、MWD、GMD和PSD的影响基本一致.

连续秸秆还田和免耕对土壤团聚体及有机碳的影响

选取湖北省武穴市8年田间定位试验中的传统耕作(CT)、秸秆还田配合传统耕作(CTS)、免耕(NT)和秸秆还田配合免耕(NTS)4种处理,研究连续秸秆还田和免耕措施对表层(0—20cm)和亚表层(20—40cm)土壤团聚体稳定性及有机碳(SOC)的影响。结果表明:CTS、NT和NTS均显著增加了表层>5mm水稳性团聚体的含量和团聚体平均重量直径(MWD),秸秆还田显著增加了亚表层土壤水稳性团聚体的MWD。与CT比较,CTS、NT、NTS处理的SOC含量分别增加20.83%,21.98%,32.76%。CTS和NTS处理显著提高了表层>5,5~2,<0.25mm团聚体中SOC含量,NT则显著提高了>5,5~2mm团聚体中SOC含量;CTS显著增加了亚表层>0.25 mm团聚体中SOC的含量。秸秆还田增加了表层土壤的碳(C)、氢(H)、氮(N)和氧(O)的含量,免耕降低了H的含量,增加了其他3种元素的含量,但是免耕处理增加了亚表层土壤中H的含量。NT和NTS处理较CT和CTS处理降低了土壤的H/C值,表明土壤的脂肪族成分在不断增加。秸秆还田主要增加了土壤中醇、酚类,芳香类,脂肪族化合物和碳水化合物的含量,而免耕主要增加脂肪族化合物的含量。这些有机组分的增加有助于团聚体稳定性的增强。

秸秆还田下氮肥管理对中低产田水稻产量和氮素吸收利用影响的研究

探究氮肥运筹管理对湖北中低产田水稻产量及氮素利用率的影响,为中低产田水稻生产提供合理的施肥技术措施。本研究在秸秆还田和总氮(180 kg/hm2)控制的条件下,以水稻两优培九为材料,研究不同基、蘖、穗氮肥配比对中低产田水稻产量及其构成因子、不同时期叶片SPAD值、氮含量、地上部氮素累积量及其氮利用效率的影响。结果表明,在2011年和2012年两年大田试验的4个基、蘖、穗氮肥配比处理中,各试验点水稻产量均以40-30-30的处理最高,其中在田块A与田块C中比80-0-20处理增产15.9%和8.6%,在田块B与田块D中比60-20-20处理增产6.7%和5.5%。同时40-30-30处理的氮素收获指数(NHI)和氮肥偏生产力(PFPN)也最高,优化基、蘖、穗肥比可以提高氮素收获指数(NHI)和氮肥偏生产力(PFPN)。综上研究结果,各中低产田中不同基、蘖、穗氮肥配比处理的水稻产量依次为40-30-30>50-20-30>60-20-20>80-0-20,结合产量构成因子、SPAD值、氮肥利用率等因素综合考虑,40-30-30是湖北中低产水稻田氮肥配比的合理运筹模式。

激光微地貌扫描仪测定侵蚀过程中地表糙度

为研究激光微地貌扫描仪用于测定南方红壤地区地表微地貌的演变特征和规律的可行性,该研究应用亚毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法,在野外原位研究了鄂南3个典型红壤(泥质页岩发育红壤、第四纪红黏土发育红壤1和第四纪红黏土发育红壤2)模拟降雨条件下坡面侵蚀过程中的地表糙度变化过程,初步探讨了降雨和径流对红壤坡面微地貌形态演变作用。结果表明:1)随着降雨进行,雨滴打击和径流搬运的联合作用导致地表糙度降低,间歇式降雨后,供试土壤泥质页岩发育红壤、第四纪红黏土发育红壤1和第四纪红黏土发育红壤2的地表糙度分别降低了18.2%、18.4%和11.8%;2)地表糙度变化主要发生在降雨初期,第1场降雨前后,泥质页岩发育红壤、第四纪红黏土发育红壤1和第四纪红黏土发育红壤2的地表糙度降低幅度分别为16.1%、19.7%和9.6%,均达到显著水平。采用亚毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法,能很好地定量化研究坡面水蚀过程中地表糙度的演变特征和规律。研究为南方红壤区坡面水蚀过程中地表微地貌的研究提供一定的参考,对土壤侵蚀过程模拟与预测模型的研究具有一定的参考价值。

侵蚀程度对不同粒径团聚体中养分含量和红壤有机质稳定性的影响

以三种侵蚀程度的红壤(轻度、中度、严重)为供试材料,研究其>0.25 mm水稳性团聚体中的养分(全氮、全磷、全钾、有机质)和不同形态有机碳(易氧化态和难氧化态)的含量状况和分布特点。结果表明:随着红壤由轻度、中度到严重侵蚀的变化,>0.25 mm水稳性团聚体中有机质、全氮和全磷含量逐渐降低;>0.25 mm水稳性团聚体中的养分对土壤养分的贡献率为[>4 mm]>[0.5～1 mm]>[1～2 mm]>[2～4 mm]>[0.25～0.5 mm];侵蚀红壤的全氮、全磷和有机质均与>0.25 mm水稳性团聚体含量显著正相关。土壤有机碳、易氧化碳和难氧化碳的含量随着红壤侵蚀程度的增强逐渐降低,并且均与>0.25 mm水稳性团聚体、有机质、全氮、全磷呈极显著正相关。有机质氧化稳定性系数与不同粒径水稳性团聚体、土壤有机质、全氮和全磷均呈负相关。

侵蚀红壤腐殖酸组分特点及其对水稳性团聚体的影响

在华中地区采集不同侵蚀程度（轻度、中度、严重）的红壤，利用干湿筛法获得不同粒径的水稳性团聚体（〉0.25 mm）。通过测定不同粒径水稳性团聚体（〉0.25 mm）的腐殖酸组分（胡敏酸和富里酸）碳量，以及向不同侵蚀程度的各粒径团聚体（〉0.25 mm）中添加不同浓度（0.06、0.6 g L^-1）的胡敏酸，分析侵蚀红壤腐殖酸组分特点及其对水稳性团聚体的影响。结果表明：随着侵蚀程度的增加，供试红壤和水稳性团聚体（〉0.25 mm）的腐殖酸组分含量减少；轻度和中度侵蚀红壤中，大粒径（〉4和2～4 mm）水稳性团聚体的胡敏酸碳量较小粒径（1～2、0.5～1和0.25～0.5 mm）的高；同种侵蚀程度下，除严重侵蚀红壤中2～4 mm团聚体的富里酸碳量与1～2 mm团聚体中的有显著差异外，不同粒径团聚体中富里酸碳量差别不大。3种侵蚀程度红壤的胡富比总体上小于1，其中中度侵蚀红壤和各粒径水稳性团聚体的胡富比均大于其他两种侵蚀程度的。腐殖酸组分与水稳性团聚体（〉0.25 mm）含量呈极显著正相关，与胡敏酸碳量的相关系数最大（r=0.85^＊＊ ，n=19）。添加不同浓度（0.06和0.6 g L^-1）胡敏酸后，3种侵蚀程度红壤各粒径水稳性团聚体（〉0.25 mm）的含量均增加，且小粒径团聚体（1～2、0.5～1和0.25～0.5 mm ）的增加量要高于大团聚体（2～4、〉4 mm）的。

长期施肥对土壤颗粒粘粒矿物组成及其演变特征的影响

在湖北省武穴市长期定位试验的基础上,取不同施肥处理（施氮磷钾处理/NPK,氮磷钾-秸秆配施处理/NPKS）和荒地（HD）的土样,分离其耕层土壤（0～20 cm）不同粒级（<2000 nm与450～2000、100～450和25～100 nm三个粒级）的土壤颗粒,并分析各粒级颗粒中粘粒矿物组合和氧化物的差异,揭示不同施肥措施下农田土壤颗粒中粘粒矿物的变化特征。结果表明,不同施肥处理土壤粘粒矿物的组成一致,均以高岭石为主,并都含有蛭石、HIV（1.4 nm过渡矿物）和伊利石,且随颗粒粒径减小矿物从2:1型向1:1型过渡;与荒地土壤相比,施氮磷钾处理中伊利石和蛭石减少,HIV增加,而氮磷钾-秸秆配施处理中则是伊利石减少,蛭石和HIV增加。随粒径减小,3种土壤颗粒中SiO2和Fe2O3含量逐渐降低,Al2O3含量逐渐增加,其中各粒级颗粒的硅铝率和硅铁铝率也逐渐降低;与荒地土壤比,施氮磷钾和氮磷钾-秸秆配施处理各粒级颗粒的元素组成无明显变化,而硅铝率和硅铁铝率却有明显提高。3种土壤颗粒中游离态铁、铝含量的顺序为HD>NPKS>NPK,与铁游离度的变化规律一致,但非晶形铁、铝含量和铁的活化度变化不明显。各形态铁、铝氧化物的含量均随粒径减小而逐渐增大,与铁的游离度和活化度的变化规律一致。

氮肥用量对襄阳地区马铃薯产量、品质和经济效益的影响

为明确湖北襄阳马铃薯适宜的氮肥用量,通过田间试验研究了氮肥用量对马铃薯块茎产量、品质和经济效益的影响。结果表明：N180处理的产量最高,达24 030.7 kg/hm2,施氮量超过180 kg/hm2时显著下降;马铃薯产量与氮肥用量符合一元二次方程y=-0.083 5N2＋45.88N＋17 333.9（F=38.40＊＊,R2=0.865＊＊）,马铃薯最佳施氮量为261.7 kg/hm2。施氮量为180~360 kg/hm2时可显著促进地上部生长,提高商品薯率;且其淀粉、Vc和可溶性糖含量高于其他处理,而施氮量为540 kg/hm2时显著下降,达最小值;N360处理时蛋白质含量显著高于其它处理;块茎的硝酸盐含量与氮肥用量呈极显著正相关（R2=0.969＊＊）。N90与N180处理的氮肥农学利用率较高,但两处理间无显著差异,而N180处理的纯增收入最高,为13 143.8元/hm2。建议襄阳地区马铃薯较适宜的氮肥用量为180~261.7 kg/hm2。

2种母岩发育的地带性土壤中粘土矿物的组成特点

采取中国从北到南由花岗岩和片麻岩发育的几种地带性土壤(棕壤、黄棕壤、红壤和砖红壤),分析其<2μm粘粒的化学组成和粘土矿物组成特点,探明气候条件对土壤粘土矿物组成的影响。结果表明:在棕壤中以2∶1型粘土矿物为主,主要为伊利石,其次为蛭石和高岭石,并含有少量蒙脱石;黄棕壤中高岭石和蛭石占主要部分,其次为伊利石和蒙脱石;红壤中蛭石和蒙脱石消失,主要粘土矿物类型为高岭石,其次为伊利石和1.4nm过渡矿物。在热带砖红壤中1.4nm过渡矿物和蛭石消失,高岭石含量超过90%,其次为伊利石及少量三水铝石。粘土矿物的地带性差异主要受气候条件的影响,由北到南,随着温度和降雨量增加,土壤中的高岭石和蒙脱石含量增加,蛭石的含量降低;其中年均温和年均降雨量与高岭石含量存在显著正相关性,与蛭石和蒙脱石含量呈显著负相关性(P<0.05)。

不同侵蚀程度下地带性土壤的结构及渗透性能分析

为探讨侵蚀退化过程中地带性土壤结构的变化规律,选取湖北省不同侵蚀程度(微度、轻度、强度、剧烈)的3种典型地带性土壤(黄褐土、黄棕壤、红壤),比较分析了土壤结构稳定性和土壤渗透特性差异。结果表明:随侵蚀程度增加,3种地带性土壤团聚体水稳性逐渐降低,容重增加,饱和导水率呈现不同程度的下降,机械稳定性变化存在差异;在侵蚀程度相同时,3种地带性土壤团聚体机械稳定性、水稳性和饱和土壤导水率的高低顺序均为红壤>黄棕壤>黄褐土。相关分析表明,土壤团聚体机械稳定性和水稳性与游离氧化铝呈极显著正相关关系(相关系数=0.77和0.81,P<0.01),与游离氧化铁呈显著正相关关系(相关系数=0.73和0.76,P<0.05),说明游离态铁铝氧化物是影响土壤结构稳定性并形成地带性差异的关键因素,饱和导水率与团聚体水稳性指标和非毛管孔隙度、容重呈显著相关关系(P<0.05),其中与水稳性团聚体分形维数达到极显著水平(相关系数=0.76,P<0.01),表明水稳性团聚体分形维数可以作为预测和表征饱和导水率的指标。

两种亚热带土壤中铁锰的淋溶淀积及其对Pb和Cd的吸附特征

以亚热带的棕红壤和黄棕壤为装柱材料,用铁锰混合溶液(0～0.04mol·L-1)淋溶土柱,研究铁锰在土壤中的淀积特征,并用等温吸附法研究其对Pb2+、Cd2+的吸附规律。结果表明:土柱淋溶后,各处理中棕红壤淀积的锰含量比黄棕壤的低0.24～1.17mg·g-1,各处理土壤表面淀积的游离铁和非晶质铁的含量均显著高于锰氧化物。经铁锰溶液淋溶而形成的土壤样品对Pb2+、Cd2+的最大吸附量比未淋溶的土壤高,最大增加量可达33.07mmol·kg-1,可见铁锰淀积能显著提高土壤对Pb2+、Cd2+的吸附能力。土柱上层(装柱5cm处)土壤样品对Pb2+、Cd2+的最大吸附量大于土柱下层(装柱25cm处)样品,最大差值可达到16.22mmol·kg-1。两种土壤对Pb2+的吸附量是对Cd2+的8～15倍。

低分子量有机酸培养下几种层状硅酸盐矿物的变化

以两种低分子量有机酸（草酸、柠檬酸），三种层状硅酸盐矿物（高岭石、蒙脱石、伊利石）为材料，研究加入不同浓度有机酸（0～0．500mol／L）恒温振荡培养3、7、15天后，各矿物的释硅（Si）量以及矿物结构的变化。研究表明：随着培养时间的增加，各浓度有机酸培养下高岭石和伊利石的释Si量在15天达到最大；在矿物相同的情况下，草酸培养体系大部分较相同浓度柠檬酸体系释放出的Si量高，Si的释放量在0．48～244．30pg／ml（以Si02计）之间；随着有机酸浓度的升高，各矿物Si的释放量均先升高后降低，在有机酸种类和浓度相同的情况下，蒙脱石释放出的Si量最高；随着有机酸浓度的升高，蒙脱石x射线衍射（xnD）图谱中特征峰的强度依次减弱，且草酸较柠檬酸作用效果显著，高岭石和伊利石的则无明显变化。

侵蚀红壤中结合态腐殖质及其与水稳性团聚体的关系

以亚热带地区3种侵蚀程度（依据其植被、坡度以及土层厚度不同分为轻度、中度和严重侵蚀）的红壤为供试材料，利用湿筛法获得粒径〉4、2～4、1～2、0．5～1、0．25～0．5mm的水稳性团聚体，分析侵蚀红壤和团聚体中3种结合态（紧结态、松结态和稳结态）腐殖质含碳量的分布特征，及其对〉0．25mm团聚体稳定性的影响。结果表明：随着红壤侵蚀程度的增强，3种结合态腐殖质的含碳量均逐渐减小。在轻度侵蚀的红壤中，随着团聚体粒径的增大，其紧结态和松结态腐殖质的含碳量逐渐升高，稳结态腐殖质的含碳量逐渐降低；但是在中度和严重侵蚀红壤中，不同粒径团聚体的3种结合态腐殖质的含碳量基本相同。侵蚀红壤的紧结态、松结态腐殖质的含碳量与其〉0．25mm水稳性团聚体的含量均呈极显著正相关（r分别为0．88，0．74），说明土壤中腐殖质与矿物质的结合方式和松紧程度不一样，其对侵蚀红壤的结构具有不同的影响。

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。

花岗岩崩岗区不同层次土壤分离速率定量研究

针对湖北通城花岗岩崩岗区发育的表土层、红土层、砂土层、碎屑层,利用钢制变坡冲刷水槽在不同坡度(8.8%,17.6%,26.8%,36.4%,46.6%)和不同流量(0.2L/s,0.4L/s,0.6L/s,0.8L/s,1.0L/s)组合下,研究花岗岩崩岗区不同层次土壤分离速率与流量、坡度的关系。结果表明:花岗岩崩岗区各层次土壤分离速率与流量和坡度均呈线性相关(R^2=0.958),随着流量和坡度的增大,各层次土壤分离速率逐渐增大,且增加速率呈上升趋势;花岗岩崩岗区崩壁垂直结构上,随着土体深度的增加,土壤分离速率逐渐增大,且各层次土壤分离速率差异显著,在一定坡度和流量下,碎屑层的分离速率最大,是砂土层的34.24倍,红土层的76.27倍,表土层的711.58倍;各层次土壤分离速率的流量—坡度模型可以用二元一次函数方程很好的拟合(R^2>0.933),且流量、坡度2个因子的叠加效果对碎屑层分离速率的影响最大,砂土层次之,表土层最小;采用Nash模型效率系数对拟合的流量—坡度模型效果进行检验后发现:各层次的效率系数均较高,预测值与实测值的贴近度较好,研究所得流量—坡度模型能很好的模拟南方花岗岩崩岗区的土壤分离速率。该研究对于解释崩岗侵蚀机理、建立崩岗侵蚀模型具有重要的指导意义。