石灰岩发育土壤团聚体形成机制研究

土壤团聚体是土壤最基本的结构单元。为了解岩溶地区石灰岩发育土壤团聚体的形成机制,选择贵阳市花溪区花溪水库石灰岩所发育的土壤为材料,采用干、湿筛法,分析团聚体颗粒的分级情况,并比较拆分有机质与钙镁铁铝离子间连接后四种离子含量的变化以及团聚体各粒级含量的变化。结果显示:团聚体是由细小颗粒在胶结物质有机质与钙镁铁铝离子结合下形成微团聚体,进一步形成更大粒级的团聚体,最后在分子力的作用下粘结土粒或者其他团聚体形成完整的团聚体结构;有机质与钙离子的结合是团聚体形成的主要胶结物质,其次为有机质与镁铁离子的结合,有机制与铝离子的结合作用不大,这与石灰岩矿物主要是碳酸钙有关;研究区发育土壤大粒级水稳性团聚体含量相对较高,土壤抗蚀性好,抵抗侵蚀能力强。      

石漠化地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

以典型高原山地喀斯特石漠化6种土地利用方式土壤为研究对象,探讨不同生态恢复条件下,坡耕地转变为林地、草地及林草套种地后对表层土壤结构稳定性及其有机碳含量的影响。结果表明：在坡耕地实施石漠化治理措施,造林种草后,>0.25 mm团聚体含量显著增加,以人工林、次生林居多,坡耕地较少。在干湿筛处理下,采用平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）、分形维数（D）、>0.25 mm团聚体含量等指标来表征的团聚体稳定性显示,人工林和次生林土壤团聚体稳定性较强,坡耕地和林草套种地土壤团聚体稳定性较弱。总体上不同土地利用方式均以小粒级团聚体有机碳含量最高,>5 mm和2~5 mm水稳性团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率最大（除农耕地）;土壤大团聚体对土壤有机碳的固定起主要作用。石漠化坡耕地退耕还林种草有利于促进土壤表层土壤结构的稳定及有机碳的积累。     

STW型高分子土壤稳定剂改良粘性土团聚体水稳性实验研究

本文对STW型高分子土壤稳定剂改良粘性土团聚体的水稳性进行了试验研究。结果表明,STW型稳定剂在低浓度(3%~9%)就可以大幅度提高粘性土团聚体的水稳性;在相同粒径条件下,团聚体水稳性指数K随着稳定剂浓度的增大而增大;在同一种稳定剂浓度作用下,团聚体水稳性K随着粒径的增大而减小。根据改良前后团聚体的崩解特点,提出了渐进式和炸裂式两种团聚体崩解模式,并对STW型高分子土壤稳定剂改良粘性土团聚体的机理进行了分析。     

火烧迹地土壤团聚体稳定性原位快速测定方法

森林火灾后因火烧迹地土壤斥水性,导致坡面径流和土壤可蚀性增强,提高了火后泥石流易发性,而土壤团聚体稳定性是影响土壤入渗能力和侵蚀敏感性的关键指标。目前常用于火烧迹地土壤团聚体稳定性测定的水滴冲击测定方法（counting the number of water drop impacts,CND）,不适用于原位测定且耗时较长（滴定一组团聚体需要数小时）。因此文章提出一种基于冲击振荡破坏效应的团聚体稳定性测定方法（shock and vibration damage method,SVD）。充分考虑容重、有机质含量和斥水性对土壤团聚体稳定性的影响,通过室内火烧模拟试验,制备了13种类型的土壤团聚体。采用自制的试验仪器进行SVD法正交试验测定土壤团聚体质量损失率,并与传统CND法测得的破坏团聚体的水滴数量进行对比。结果表明：SVD法的测定MT-6方案（冲击高度1 m、容器容水量40%、冲击5次、测定团聚体20颗）与CND法的测定结果具有很强的一致性（Kendall系数=0.797）和相关性(R2=0.634),测定时间较短（测定一组团聚体约5 min）,且测定结果区分度较好（约62%的团聚体MLR位于区分度良好的40%～60%区间）,将其作为SVD法的最优测定方案。此外,SVD法试验装置结构简单、便携易拆卸,可用于原位快速且定量地区分火烧迹地不同火烈度下土壤团聚体稳定性水平,对火烧迹地土壤侵蚀、水土流失治理以及火后泥石流起动机理研究具有重要指导意义。     

安溪茶园土壤团聚体组成及其对元素分配的影响

在铁观音茶叶主产区福建省安溪县27个茶园采集了表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤,风干过2 mm筛后,采用超声振动筛进行筛分,并测定了粒级样品元素含量。结果表明:(1)2000~840μm和840~250μm的大团聚体颗粒占土壤样品重量的73%左右,而250~125μm、125~63μm和63μm 3种微团聚体约占27%;(2)大团聚体与微团聚体量的比值与土壤Si O2呈反比,与Al2O3、Fe2O3呈正相关,说明富含黏土矿物和铁铝氧化物有利于大团聚体颗粒的形成。土壤大团聚体与微团聚体中Cd、Cr、Hg、Ni、P、Al等多数元素指标的浓度差异明显,除了Si O2、Mn外,其他指标均不同程度地自粗粒级向细粒级逐渐增加,以P、Zn、Zr、Corg最为明显;(3)浸提实验表明,水提取态元素浓度最低,As、Cu、Pb、Zn浸提量由水提取—NH4NO3提取—稀盐酸提取—DTPA提取逐步增加;对于其他元素,稀盐酸提取态Cd、Se较高,NH4NO3提取态Mn、Ni较高,Hg则以NH4NO3提取态和DTPA浸提态较高。表层土壤中多数元素浸提浓度高于亚表层土壤,推断与表层土壤有机碳较高有关。     

近30年滑坡研究文献图谱可视化分析

以中国知网CNKI数据库收录的17680篇（1992—2021年）中文滑坡文献和Web of Science 核心数据库收录的11350篇（2016—2021年）外文滑坡文献为研究对象,利用文献计量学和知识图谱可视化技术,基于提取的中外文文献关键词信息分析了中国滑坡研究的发展历程、中国学者对国际滑坡研究的贡献,并对比了中外文滑坡研究热点的异同。结果表明：（1）稳定性一直是中国滑坡研究的重点,且随着滑坡研究的方法、对象、诱发因素、防灾减灾需求等方面的发展而不断延续拓展;（2）滑坡灾害研究具有明显的时代特色,具有明确发生时间的重大滑坡事件一般都会成为一段时间内的研究热点;（3）中国在国际滑坡研究领域占有绝对优势,发文量占总发文量的23.34%,发文量排名前4位的研究机构均来自中国;（4）在全球气候变化背景下,边坡稳定性、重大突发性滑坡灾害、高速远程链式危害、古滑坡复活,基于大量地面调查、遥感、监测、勘测数据的机器学习和深度学习开展的风险隐患识别、预警模型和判据研究,包括海底滑坡在内的海洋地质灾害可能成为未来的研究热点。研究结果较客观地展现了中国滑坡研究的发展脉络和国内外滑坡研究的热点和趋势,以期有助于我国滑坡灾害研究与防治科技的进步。     

桂林毛村岩溶区自然植被土壤团聚体中腐殖质组成初步研究

探索土壤有机碳物理保护与化学保护的关系,有助于揭示土壤固碳和培肥机理,明确不同粒级团聚体和不同腐殖物质组分对土壤固碳和肥力的贡献。本研究对岩溶区自然植被土壤团聚体中腐殖质含量进行了研究,结果表明:(1)灌丛和林地土壤团聚体中有机碳含量总体上均表现为随着土层深度的增加逐渐下降,而在不同土层深度随着团聚体粒径范围的变化则有机碳含量的变化规律则不同,无明显一致的规律;(2)两种土地利用方式各粒径团聚体中胡敏酸和富里酸均比全土小。这可能是由于在湿筛分离团聚体的过程中溶于水的那部分胡敏酸和富里酸成分被损失掉;(3)各腐殖质组分随着团聚体粒径范围的减小在两种自然植被上均无明显一致的规律,但胡敏酸和富里酸总量则基本表现为随着团聚体粒径范围的减小而逐渐升高,即在0.25mm和0.5~0.25mm粒径范围团聚体中最大;(4)两种自然植被土壤各土层中和各团聚体中胡敏酸/富里酸(HA/FA)基本上表现为小于1,这主要是因为研究区温度相对较高,湿度较大,植被覆盖度大,微生物降解作用强所致。     

长期紫云英还田与化肥配施对土壤团聚体中黏粒矿物组成的影响

在湖南南县长期紫云英-双季稻轮作试验的基础上,选择单施紫云英（MV）、单施化肥（F100）和紫云英配施全量化肥（MV+F100）处理,研究不同施肥处理下土壤大团聚体（>250μm）、小团聚体（53～250μm）、粉黏粒（2～53μm）及<2μm团聚体的黏粒组分（100～2000、25～100 nm）中矿物的类型、含量和分布特征。结果表明,不同处理各粒级团聚体黏粒组分中的矿物组成相似,主要以伊利石和高岭石为主,包含少量蛭石和1.4nm过渡矿物。MV和MV+F100处理中,相比于<2μm团聚体,大团聚体、小团聚体及粉黏粒中100～2000 nm组分高岭石含量有所降低,蛭石含量增加。与MV相比,MV+F100处理明显增加了<2μm团聚体颗粒中伊利石的相对含量,以及各粒级团聚体颗粒中蛭石的相对含量。随着各团聚体黏粒组分由100～2000nm减小至25～100nm,黏粒矿物的类型减少,伊利石的相对含量显著提高,高岭石含量降低且结晶度变差。与F100相比,MV+F100处理中各粒级团聚体100～2000 nm颗粒的硅铝率明显降低,出现脱硅富铝化现象。     

贵州石漠化地区棕黄色粘性土团聚体稳定性研究

以贵州省普定县碳酸盐岩石漠化研究试验区（陈旗村）的棕黄色粘性土为研究对象,考虑了初始含水率和浸润时间两个影响因素,对研究区土体中占绝对优势的5mm的大颗粒团聚体进行了共计16组湿筛法试验。结果表明:棕黄色粘性土团聚体遇水破裂的过程主要发生在被浸润初期,初始含水率越小的土壤,经雨水浸润后,大颗粒团聚体破裂得越快越彻底;而原本就比较湿润的土体,团聚体的稳定性则较好。因此,对碳酸盐岩石地区石漠化的防治,应着重考虑气候长期干燥、蒸发量对水土流失的影响。〖     

土壤碳赋存形态及分析方法研究进展

研究土壤碳的赋存形态不仅利于了解碳的迁移转化规律,而且可以为土壤固碳提供科学依据。目前对各形态碳(尤其是有机碳中的慢性及惰性组分)缺乏系统的分析研究。基于此,本文综述了土壤中碳的主要赋存形态,各形态碳的组成、分布及作用,土壤碳的分析、分离方法。土壤无机碳储量约占全球总碳库的38%,赋存形态以碳酸盐为主。土壤有机碳主要分为活性碳库(周转期0.1～4.5年)、慢性碳库(周转期5～50年)和惰性碳库(周转期50～3000年)。其中可溶性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳属于活性有机碳库这一范畴,可以较为灵敏地反映土壤理化性质的微小变化;轻组有机碳和颗粒有机碳属于慢性有机碳库,可作为土壤有机质周转变化的重要指标;重组有机碳和矿物结合态有机碳属于惰性有机碳库,是土壤有机碳固持的重要机制之一。目前土壤中碳酸盐测定方法主要为气量法和滴定法;有机碳分析方法包括容量法、比色法和重量法。本文提出,今后应加强对无机碳及有机碳中的惰性组分研究,同时对土壤有机碳各组分概念及测定方法进行统一,并开展不同地域、不同土壤类型、不同浓度的土壤碳形态标准物质研制工作。     

基于GPU的地形可视化加速算法研究

地形可视化是利用数字高程模型DEM,采用计算机图形学和图像处理技术进行三维地形模拟显示。该技术在深部矿产预测、矿产资源评价、虚拟现实、娱乐游戏、飞行模拟等诸多领域有着广泛的应用。随着数据量的增大,三维地形可视化的实时、流畅视觉效果受到当前的计算机硬件技术水平限制。针对这一问题,本文运用ROAM算法进行地形建模,利用GPU高速并行运算性能加速地形可视化建模速度,加速模型显示效果。实验对比表明:当计算量比较小时,加速效果不显著;随着计算量的增大,计算效果越来越明显;当计算量达到一定值时,加速效果达到一个稳定的加速趋势。研究结果为地形可视化及矿产资源评价等类似工作提供了原创性可视化技术支撑。     

有机物污染的土壤治理方法及研究进展

污染土壤的修复已成为环境保护研究的一个重点。本基干有机物污染土壤治理的最新进展,介绍有机物污染土壤的物理、化学、生物、植物治理方法。并讨论了各种治理方法的最新动态与存在问题。     

土壤水异质性研究进展与热点

土壤水是水资源的重要组成部分,是衔接四水转换和循环的核心。土壤水分异质性是土壤水研究的关键科学问题;绿水理念下水循环、水平衡更关注土壤水分的有效性。随着土壤水观测和识别技术的完善,可能获取多尺度土壤水时空变化信息;遥感、同位素、模拟与定位观测的结合在理解土壤水过程方面起着重要作用。认识土壤水文参数在测点尺度和生态水文单元尺度间的转换机理、研究土壤水及其驱动因子的异质性变化规律、形成土壤水异质性同化和尺度转换的方法与技术是近期热点。     

模拟月壤成型研究现状

月球基地建设是当前人类探索月球以及外太空的初步任务目标,但是地月间运输成本高昂,未来的月球基地建设的开展很可能倾向于采用"就地取材",即直接利用月球资源的方式进行。月壤是月球表面上随处可取的资源,若能有效利用,必然能大幅降低基地的建造成本。为满足月球基地建设中大量的原材料需求,国内外学者已经开始通过对阿波罗等航天计划取样的真实月壤样品和地球上制备的各类模拟月壤样品进行各种成型试验,探讨利用月壤进行月球资源就地利用的可行性。基于此,本文对模拟月壤成型技术和方法的国内外研究进展进行了归纳总结,结合月球表面的实际环境,对各种方法和技术的应用前景及可能遭受的挑战进行了详细探讨,论述了向月球运输大型设备及在月球实际环境中使用额外添加剂的难度。此外,详细介绍了国内课题组对我国自主研制的CLRS系列模拟月壤和钛铁矿粉末进行的激光3D打印成型试验的结果,阐明了激光3D打印工艺参数、预压等处理技术对激光烧结模拟月壤成型性的影响。详细介绍了模拟月壤的烧结机理及成分演变的研究,并且论述了烧结温度、烧结气氛、成分组成及原料粒度等对模拟月壤烧结过程的影响,讨论了模拟月壤成型的机理性研究的重要性,本文旨在为今后月...     

交互式可视化技术研究

以目前可视化研究业界的通用建模软件Multigen—Creator和开发工具Vega为基础平台,阐述交互式可视化环境建立中运动的地形转换算法、实例技术和LOD等核心技术。解决数据格式、不同比例尺数据切换和导航视图的建立等问题。在此基础上讨论了这些技术在地质地貌景观可视化中的具体应用,以及地质地貌景观可视化问题中的三维模型创建、优化和集成方法。     

基于模拟月壤的表层采样试验研究

目前月球采样可分为深层采样和表层采样,作为深层采样的有力补充,国内外针对表层采样研发了多种不同类型的采样机具,但对机具和月壤相互作用鲜有研究。针对月球表层采样设计了2套采样机具,能够实现挖取、铲取、夹取和振动贯入4种动作。通过相应的传感器,采样机具能在运动过程中实时检测机具承受的力矩（力）。利用6种不同性质的模拟月壤,用2套采样机具分别就不同的运动参数进行了相关试验。通过对试验现象的观察可知模拟月壤与常规沙土性质不同,会出现特定的表现;通过对试验数据的分析可知,除挖取动作外其余3种动作机具运动与受力的关系为近似线性关系,而挖取动作机具承受扭矩分为4个阶段,与机具运动位置有关。     

大坝运行对水库消落带土壤环境影响研究进展

水库消落带土壤环境对水库水位变化的响应非常明显。通过分析大坝运行下水库消落带土壤理化性质、重金属、微生物特性和土壤侵蚀变化特征,总结水位波动对消落带土壤性质的影响过程与趋势。研究表明水库消落带土壤历经长时期干湿交替过程后,其物理性质发生较大改变,但具体变化过程和趋势仍存争议。土壤化学性质中,碳、氮和磷元素迁移转化趋势明显,但各不相同。土壤重金属元素时空分异特征改变。土壤微生物总体上呈减少趋势,并且在海拔梯度上差异显著。土壤侵蚀是消落带面临的主要环境问题。未来应采用物理模型方法,定量分析水位与土壤性质相关关系,并加强对西南高山峡谷区高坝大库消落带的研究。     

冻土动力学研究的现状与进展

冻土动力学主要研究冻土在动荷载条件下的变形和强度特征及土体稳定性, 其研究成果对寒区工程设计有着重要的意义. 文章从以下几个方面介绍冻土动力学的研究现状和进展: 1)各种试验条件(土质、含水量、温度、围压、频率、应变幅值及最大应力)对冻土动力学参数(动弹性模量、动剪切模量和阻尼比)的影响; 2)冻土的动应力应变关系及动强度随频率、应变速率和围压的变化规律; 3)加载频率、最大加载应力、温度和围压对冻土动蠕变参数(破坏时间、破坏应变、最小蠕变速率)的影响及动蠕变模型.