黄河流域内蒙古段砒砂岩风化土微生物矿化改良的试验研究

砒砂岩,一种在黄河中上游广泛分布的特殊岩石,是由砂页岩和泥质砂岩组成的岩石互层,由于成岩程度低、沙粒间胶结程度差、结构强度低,且含有大量黏土矿物,其抗侵蚀能力弱,遇风成沙、遇水成泥,是“泥沙入黄”的重要来源。基于微生物诱导碳酸钙沉积(microbially induced carbonate precipitation,MICP)技术对砒砂岩风化土进行改良加固,以矿化后试样获得良好的强度为目标,结合物性及孔隙结构分析,对含有大量细粒土的砒砂岩风化土进行微生物矿化改良试验的最优方案设计。试验方案中设置12种工况,通过菌液浓度、菌液与胶结液用量比、钙尿摩尔比3个控制要素,对经微生物诱导沉积的碳酸钙晶体的晶型、形貌和尺寸进行人为调控。试验结果表明,当微生物矿化试验中尿素消耗量为0.4 mol时,采用菌液浓度OD₆₀₀值为1.2、菌液与胶结液用量比为1:20、钙尿摩尔比为1:1的试验方案,经微生物诱导的碳酸钙晶体以20～30μm的“方解石-球霰石团聚体”的晶型被沉积,并填充于砒砂岩风化土的孔隙中,使得砒砂岩风化土密实度提高,矿化后试样的孔隙度减小了62.4%,抗蚀能力得到...     

科尔沁沙地近水区域沙漠化空间分布规律初步研究——以奈曼旗为例

以奈曼旗作为案例研究地,以1987年和2002年的Landsat/TM影像为基本数据源,按与水体的空间距离,对水体周边区域的裸沙地面积百分比进行分地带统计。该过程通过ArcGIS平台下的缓冲区分析完成。结果发现,奈曼旗的沙漠化程度的空间差异与地表水的空间分布关系密切。总体来讲,奈曼旗境内主要水体周边的沙漠化程度随空间距离变化有明显的差异,从水体边界开始,随着与水体空间距离的增加,裸沙地面积百分比值不断升高,并在距离湖泊水库1 km处、距离教来河北段2 km处、教来河南段6 km处和老哈河7 km处,裸沙地面积百分比值达到极大。在更远距离,老哈河、舍力虎水库、西湖水库周边的裸沙地面积百分比值随距离增加而迅速下降,教来河北段和教来河南段周边的裸沙地面积百分比值随距离增加呈缓慢下降趋势,孟家段水库周边的裸沙地面积百分比则略有波动,从5 km距离后呈迅速下降趋势。按水体的空间格局划分,奈曼旗的沙漠化程度被划分为4个不同程度的区域。以上现象说明,地表水及其利用在奈曼旗的沙漠化发展过程中起到了非常重要的作用。     

科尔沁沙地近水区域土地利用及沙漠化时空过程研究——以奈曼旗为例

以奈曼旗的西湖和舍力虎水库周边10 km范围区域为研究地,以1987年至2007年期间5个年份的Landsat TM影像为基本数据源,按与水体的空间距离,对近水区域各类土地利用面积百分比进行分地带统计。该过程通过ArcGIS平台下的缓冲区分析完成。结果表明,近水区域的土地利用活动和沙地分布的空间差异性十分显著。结果显示:①近水区域土地利用空间分布受地表水资源分布影响显著,在1~6 km范围以内,耕地面积百分比与到水体的距离呈正相关,草地、沙地面积百分比与到水体的距离呈负相关;②各类土地利用类型面积年际变化明显,草地面积百分比呈波动性降低,耕地面积百分比逐年上升,林地面积百分比在1999年后明显比1999年以前有所增加,沙地面积百分比在1999年以前呈现逐年升高的趋势,在1999年以后迅速降低;③土地利用活动的变异程度对近水区域沙地空间分布具有重要影响,二者具有明显的线性相关性。越靠近水体,土地利用活动的年际变化越频繁,导致过垦、过牧的可能性越高,沙地面积百分比越高。