黑河绿洲区耕作影响下的土壤粒径分布及其与有机碳的关系

选取黑河绿洲区典型土壤类型为研究对象,分析耕作对土壤粒径分布及其与土壤总有机碳、活性有机碳、惰性有机碳关系的影响。结果显示:非耕地(灰钙土、灰褐土、栗钙土)转变为耕地后,改变了10～50μm粗粉粒、50～250μm细砂粒、250～1000μm粗砂粒的含量,对<5μm的粘粒含量影响小。而风沙土变为耕地土壤后,土壤颗粒出现了细化现象。土壤粒径分布的变化也波及到了土壤颗粒与有机碳的关系,耕地与非耕地中存在异同点。相同之处在于,以50μm作为分界点,土壤总有机碳、活性有机碳、惰性有机碳与<50μm的粉粒、粘粒土壤颗粒含量呈正相关,与>50μm的砂粒呈负相关。不同之处为:耕地中土壤有机碳仅与5～10μm、10～50μm、50～250μm有关;非耕地中土壤有机碳与<1μm、1～5μm、5～10μm、10～50μm、50～250μm、250～1000μm的含量有关。分析表明,耕作是引起土壤活性有机碳增加及土壤有机碳与土壤粒径之间的关系发生变化的内在原因。     

藏北高原安多地区高山草甸土的母质成因及其成土模式

基于对藏北高原安多地区高山草甸士的粒度组成及理化性质的研究,探讨了该地区高山草甸土的母质成因及成土模式.分析结果表明,安多地区高山草甸土的粒度分布以20μm为界线呈双峰态分布.主峰峰值粒径在90 μm左右,较细峰呈宽阔细尾分布,峰值粒径在3～6 μm之间.高山草甸土的各粒级组成(＜2μm、2～20 μm、20 ～ 300 μm、300 ～2 000 μm)沿剖面变化很小.高山草甸土主要由极细砂组成(50～ 125 μm),平均粒径集中在60～90 μm,明显比黄土高原黄土、川西黄土、成都粘土的粗.高山草甸土粒度分布特征与土壤底部的薄层粗骨性残留古风化层相比存在显著差别,而与该区域河谷沉积、风尘沉积具有相似的特征.总之,各实验数据指示,安多地区高山草甸土具有土层厚、质地均匀、无砾石和层理不发育的特点,与基岩原地风化形成的高山草甸土存在明显差别,其成土母质来源于风尘沉积.该区高山草甸土成土过程符合风尘“加积型”土壤发育模式,而风尘沉积在高山草甸土的形成和发育过程中发挥了重要的作用.     

成都粘土与其下伏粘土粒度特征对比及古环境意义

成都粘土下伏地层为褐色粘土和网纹红土,揭示其沉积环境特征差异性对深入理解区域环境演变具有重要意义。通过对比分析三层粘土的粒度组成、粒径频率曲线、粒度参数和分形维数特征,探讨了三层粘土沉积环境的差异性。结果表明:(1)成都粘土及其下伏粘土均以粉砂(5～50μm)为主,相较北方黄土粘粒(5μm)含量偏高而Kd值偏低,且含较多100μm的粗颗粒。(2)三层粘土的粒度参数特征与典型风成黄土相似而明显区别于河湖相沉积物。(3)褐色粘土具有较高的粗粉砂(10～50μm)含量和较大的粒径分布偏度、峰度值,而平均粒径(φ值)和分形维数最小;成都粘土标准偏差为最大,峰度最小,而网纹红土的平均粒径和分形维数最大。(4)三层粘土的粒度分形维数均与粒度组成、平均粒径和峰度呈显著相关性,而仅有褐色粘土分形维数与标准偏差和偏度具有显著相关性。(5)风化成土作用会影响沉积物粒度组成、粒度参数和分形维数,成都粘土和网纹红土较褐色粘土经历了较强的风化成土作用,三层粘土按沉积时间先后古气候特征表现为暖湿-冷干-暖湿的变化趋势。     

中国北方农牧交错带鄂尔多斯高原段土壤表层粒度特征

土壤粒度是描述土壤性质的重要参数,研究农牧交错带土壤表层粒度对土壤质量和沙化程度评价具有科学意义。对不同沉积物类型及土地利用方式土壤表层(0~5 cm深度)粒度进行分析。结果表明:(1)沙黄土、覆沙黄土残积物、风化残积物中粉粒最多,其次为极细砂和细砂,这3个粒级含量之和表现为沙黄土(96.51%)>覆沙黄土残积物(88.29%)>风化残积物(77.58%);风成沙土壤表层以细砂(53.85%)和中砂(26.13%)为主。(2)平均粒径由小到大依次为沙黄土(4.78Φ)、覆沙黄土残积物(4.62Φ)、风化残积物(3.80Φ)、风成沙(2.46Φ);分选性由差到好依次为风化残积物、覆沙黄土残积物、沙黄土、风成沙;偏度呈现为正偏或极正偏;峰值表明风成沙(2.30)粒径分布最为集中。(3)同一地表沉积物中,砾石和极粗砂等粗颗粒在农田较多,粉粒在草地较多,极细砂在林地较多;风成沙中,粉粒在固定沙丘略多,细砂在半固定沙丘较多,砾石、极粗砂等粗颗粒仅在流动沙丘地中分布。(4)土壤颗粒分形维数表现为沙黄土(2.5242)>覆沙黄土残积物(2.4373)>风化残积物(2.3554)>风成沙(2.2815);地表沉积物类型不同,表层土壤分形维数与粒级含量相关性有着明显差异。     

稀土元素在残积景观剖面中的垂直分异与矿物组成的关系——以赣南富稀土地理景观为例

选择赣南稀土矿区典型地理景观,主要研究了表生作用过程中稀土元素与矿物组成的关系。结果表明景观中稀土元素的含量分布与土体的机械组成密切相关。不同粒级组分中稀土元素的含量有以下序列:粗粉粒(20～63μm)≥细粉粒(2～20μm)>粘粒(<2μm)>沙粒(0.063～1mm)>石砾(>1mm).石英和长石对稀土元素起稀释的作用,高岭石、埃洛石等次生层状硅酸盐矿物对稀土元素具有吸附富集作用,重矿物对稀土元素分布也有一定的影响。     

芜湖市区地表灰尘中重金属粒径效应及其健康风险评价

对芜湖市区高新技术开发区、中心城区、经济技术开发区等21个地表灰尘样品中重金属含量的粒径分布效应及其细粒径灰尘重金属健康风险进行分析。结果表明:芜湖市区地表灰尘中9种重金属含量的变化范围较大,并存在不同程度的污染,其中Cd的平均值是土壤背景值的30倍以上。Zn、Cd、Pb、Co、Ni、Cu含量在经济技术开发区最大,Mn在高新技术开发区最大,Cr、V在中心城区最大。不同重金属的粒径分布效应差异较大,大部分重金属在160~200目粒径段的含量最高。重金属主要富集在75μm粒径级别上,富集比例约为50%,大小顺序依次为:CdCuZnCrNiPbCoVMn。手-口摄入途径是儿童对细粒径地表灰尘重金属暴露的主要途径。不同重金属非致癌风险大小依次为:PbCrMnVCuCdCoNiZn,均不构成明显的风险,但经济技术开发区的各重金属叠加风险指数达1.266,存在非致癌风险。Cr、Cd、Co和Ni致癌风险均低于风险阈值,不会对人体造成健康危害。     

北京城市广场及校园表土(灰尘)中重金属水平与健康风险

通过对北京市城市广场和学校表层土壤与相应的地表灰尘中重金属含量调查,探讨土壤与灰尘之间元素分布的差异及来源,评估青少年在校期间通过灰尘摄入重金属的健康风险。研究表明:城市广场和校园土壤中Cu、Pb和Zn、灰尘中As、Cu、Pb、Zn和Cd显著高于北京市土壤重金属背景值,土壤(灰尘)中As、Ni、Cu、Pb、Zn和Cd超过背景值的样本比率分别为67%(27%)、13%(63%)、83%(100%)、73%(100%)、83%(100%)和53%(100%)。土壤中Cu、Pb和Zn存在一定积累,灰尘中Cd、Cu、Pb和Zn积累较重。灰尘中Cu、Pb和Zn显著高于土壤。校园土壤中Ni显著高于城市广场土壤,其他元素两者之间差异不大;校园灰尘中Ni、Pb和Zn显著高于城市广场。中学生通过校园灰尘摄入没有导致明显的健康风险。     

敦煌-格尔木铁路沿线荒漠灌丛风动力环境与沉积物粒度特征北大核心CSCD

敦煌-格尔木铁路穿越西北干旱荒漠区,地表裸露、沙源丰富、风沙活动强烈。通过野外风沙定位监测和地表沉积物粒度特征分析,揭示了铁路沿线灌丛路段风动力环境和地表沉积物特征。结果表明:研究区年均风速和起沙风频率分别为2.13 m·s^(-1)和3.91%,年输沙势19.89 VU,属低风能环境,年际变率小,季节变化明显,冬季输沙势最高。主导风向相对单一,以南风和西风为主,且随季节变化差异显著。灌丛地表细颗粒占绝对优势,<250μm细颗粒含量超过85%,并以<63μm粉沙为主;无植被覆盖路基边坡<250μm细颗粒含量60%~80%,>500μm粗颗粒含量高达22%。灌丛沉积物平均粒径43.85μm、偏度0.29、峰度1.41、分选系数2.06,边坡处对应值分别为117.18μm、0.16、1.00、2.09,两地沉积物分选较差,灌丛沉积物更细且粒径分布更集中,说明灌丛保护下地表物质较为稳定,细颗粒被较好地保存。     

陕西榆林柳树峁剖面L3与S3层位粒度端元特征与古环境研究

本文选取榆林市横山区柳树峁剖面,对其第3层黄土(L₃)、第3层古土壤(S₃)层位粒度数据进行分布特征分析和参数化端元分析,以此探讨沉积动力及其所代表的环境特征。结果表明：柳树峁剖面L₃、S₃层位粒度组成以粗粉砂(42.65%)和极细砂(32.40%)为主,中值粒径为47.11μm。剖面L₃、S₃层粒度数据可分为4个端元：EM1组分(众数粒径7.42μm)为大气中长期存在的、经过远距离携带搬运的细粒组分,EM2(众数粒径43.66μm)和EM3(众数粒径76.43μm)组分是由冬季风或沙尘暴所携带的近源组分,EM4(众数粒径161.20μm)组分为风成沙,物源来自于北部的毛乌素沙地,该组分含量变化可作为指示强冬季风或强沙暴的替代性指标。柳树峁剖面记录了L₃黄土沉积时期存在1个极冷期、2个冷期和1个较暖期,S₃古土壤发育时期存在2个暖期和1个冷期。同时,剖面也记录了L₃、S₃     

小城镇街道灰尘中氮磷含量研究

以上海市的枫泾镇(FJ)、松江新城(SJ)和朱家角镇(ZJJ)为例,研究了小城镇街道灰尘中氮磷的含量水平和分布特征,结果表明:小城镇街道灰尘中总无机氮的含量为11.9-1040.6μg/g,平均含量为117.5.μg/g;可溶磷的含量为15.8～65.8μg/g,平均含量为48.7μg/g;各小城镇街道灰尘中的氮磷含量表现为:FJ＞ZJJ＞SJ.各小城镇街道灰尘中氮磷含量的空同分布差异较大,位于城镇中心和风景区内采样点的氮磷含量明显较高,而城镇周边乡村地区含量较低.对各小城镇街道灰尘氮磷含量的季节变化分析表明,秋季小城镇街道灰尘中氮磷的含量明显高于冬季和夏季,温度、降雨量可能是其季节变化的主要影响因子.     

腾格里沙漠东南缘固沙灌丛林土壤理化性质及分形维数

以腾格里沙漠固沙灌丛林为研究对象,选择大、中、小沙丘的迎风坡、丘顶和背风坡为研究样地,调查不同沙丘微地形土壤理化性质和土壤粒径分布的分形特征,阐明沙丘大小和微地形差异对固沙灌丛林土壤理化性质和土壤分形维数分布的影响规律.结果表明:(1)土壤含水率和全碳含量均表现为背风坡中部显著高于丘顶;土壤容重表现为迎风坡中部、丘顶和...     

广州市人行天桥叶面滞尘粒度特征及其来源

对2009 年广州城区36 座人行天桥上采集的植被叶面滞尘样品进行粒度分析,粒度结果显示：叶面滞尘多为沙质粉沙,粉沙、沙和黏土体积分数的平均值分别为53.99%、41.34%和4.67%;粒度频率分布呈三峰型,主峰态在10~200 μm 之间。4 个市辖区叶面滞尘的粒度特征都较为相似,说明整个广州城区的叶面滞尘在成因和来源上都较为一致。叶面滞尘中的总悬浮颗粒物（TSP≤100 μm）体积分数极高,PM2.5 和PM10 体积分数略低;PM2.5/PM10 的平均值为0.36,推测其更多来自道路扬尘与建筑扬尘等局地污染源。风沙动力研究指示：其物源主要是由城区30km范围内短距离悬浮搬运而来,属内源性颗粒物。     

风蚀影响因子的敏感性试验

 对风蚀模式的各重要影响因子进行了敏感性试验，结果表明：①随风力的增大，跃动沙粒的粒径范围迅速增大，从而会使更多、更大的尘粒因受到更强烈的撞击作用而释放于空中。但随土壤水分和植被覆盖度的增加，跃动沙粒粒径范围会变窄，较大的粒子很难被激发到空中。②各种土壤沙流通量及尘粒释放率随粒径的变化趋势Q(d)和F(d)与相应的地表土壤有效粒度分布Ps(d)具有相似的特征，说明前人用近地层沙尘粒度分布来代表地表土壤的有效粒度分布是合理的。③若以总沙流通量Q>0.5 g·m^-1·s^-1为风蚀过程开始发生的标准，在干燥、裸露的情况下，沙土、沙壤土、壤土、黏土和粉黏土表面发生风蚀的临界摩擦速度都约为0.3 m·s^-1。相同风力条件下（u*=0.6 m·s^-1），若地表干燥（w=0）并忽略小于0.1 g·m^-1·s^-1的总沙流通量，则抑制5种土壤发生风蚀的最小植被覆盖度分别约为：沙土0.35、沙壤土0.45、壤土0.45、黏土0.55、粉黏土0.55；若地表裸露，抑制风蚀发生的最小水分含量分别为：沙土0.15、沙壤土0.18、壤土0.3、黏土0.36和粉黏土0.33。④通常情况下沙土最不易起尘，它在各个粒径的尘粒释放率比其他土壤均约小3~5个量级。粉黏土最易起尘，且粒径较小，较容易传输到下游很远处。⑤总尘粒释放率F和总沙流通量Q随风力、地表条件的变化一般是同相的，即Q增大，F也会增大。⑥一般情况下F随摩擦速度u*的增大或植被覆盖度cf和土壤水分w的减小而增大；土壤拖曳系数sx和弹性压力垂直分量pye的增加会大大降低尘粒释放率。⑦通常风蚀情况下，5种土壤中粉黏土和沙壤土因聚合粒子破碎产生的尘粒释放率Fc最大，Fc随风力、地表条件变化的敏感度也最强；沙土的Fc最小，其对风力、地表条件的敏感度也最弱。     

塔克拉玛干沙漠腹地复合型纵向沙垄区近地层沙尘水平通量及粒度特征

利用BSNE梯度集沙仪采集塔克拉玛干沙漠腹地复合型纵向沙垄区近地层80m高度内秋季不同高度的沙尘物质,探讨沙尘天气下水平输沙通量差异及沙尘的粒度特征。结果表明：由于受到复合型纵向沙垄的影响,沙尘天气过程近地层沙尘水平通量并不遵循幂函数或指数函数分布,在20m以下随高度增加而降低,在32~63m随高度增加而增大,并且在24m和63m两个高度处出现转折点。各层沙尘平均粒径64~80μm,以极细沙为主,分选系数0.96~1.12,分选性中等偏差。粒径频率曲线呈双峰分布,主峰值出现在80~110μm,次峰值在10~12μm,反映了沙尘组成的复杂性,远源沙尘在各高度层的变化幅度较小,以局地和区域源为主。沙尘水平通量与沙尘粒度变化表明沙尘天气主导风速风向、强烈的上升运动及纵向沙垄是影响沙尘水平通量垂直差异的重要因素。     

Spatial trends of dustfall over northern China in the spring and their influencing factors

The spatial trends of dustfall of different sizes over northern China during April and May 2001,and March 2002,and their influencing factors,were analyzed.We divided the dustfall into seven grades based on particle size.Total dustfall and dustfall for each grade were highest in desert regions then in regions undergoing desertification,and the total dustfall,dustfall 100 μm and dustfall 250 μm were higher in western agricultural regions closer to desert areas than in eastern agricultural regions.The spatial trends in dustfall 300 μm in diameter were most strongly correlated with dust events,and the content of coarse particles increased with increasing severity of dust events.Because the spatial trend for dust events appears to be controlled by geomorphic conditions,vegetation coverage,soil moisture,and the distance from dust source,dustfall 300 μm in diameter appears to have the same controlling factors as dust events,but the control decreases with increasing particle size.Wind,the driving force for dust emissions,also influenced the spatial trends in dustfall 200 μm in diameter,and especially for dustfall 50 to 100 μm in diameter.Although dustfall 300 μm in diameter and precipitation were not strongly spatially correlated,there is some evidence that high precipitation decreased deposition by restraining blowing sand.The coarser the dustfall,the weaker the correlation with wind speed;however,transport of larger particles still occurs,and further research will be required to test the possibility that this dust is entrained mainly by the small-scale dust devils that are commonly observed in the study area.     

塔克拉玛干沙漠腹地沙尘气溶胶质量浓度垂直分布特征

 利用Grimm 1.108、Thermo RP 1 400 a以及TSP等仪器于2009年1月至2010年2月对塔克拉玛干沙漠腹地塔中不同高度沙尘气溶胶质量浓度进行连续观测,结合天气资料进行分析。结果表明:①80 m高度PM10质量浓度最高,80 m高度PM2.5和PM1.0质量浓度明显低于4 m高度PM10,80 m高度PM1.0质量浓度最低。频繁的沙尘天气是影响不同粒径的沙尘气溶胶浓度含量的主要因素。②夜间至日出,PM质量浓度逐渐降低,最低基本上出现在08:00,随后质量浓度逐渐增大,18:00前后浓度达到最高值,然后又逐步降低。其规律与风速的昼夜变化完全一致。③TSP月平均质量浓度高值主要集中在3—9月,其中4月和5月浓度最高,随后逐渐减低。3—9月也是PM月平均质量浓度的高值区域,4 m高度PM10月平均质量浓度最高发生在5月,其浓度为846.0 μg·m-3。80 m高度PM10浓度远高于PM2.5和PM1.0浓度,PM2.5和PM1.0浓度相差较小。风沙天气对大气中的不同粒径粒子的浓度含量影响较大,风沙天气越多,粗颗粒含量越高,反之则细颗粒越多。④沙尘天气过程中不同粒径沙尘气溶胶质量浓度变化具有晴天<浮尘天气<扬沙天气<沙尘暴天气的规律。各种沙尘天气中,PM10/TSP表现为晴好天气高于浮尘天气,浮尘天气远高于扬沙和沙尘暴天气。⑤沙尘天气过程中,沙尘气溶胶浓度随着粒径的减小,浓度逐渐降低。不同高度、不同粒径的沙尘气溶胶质量浓度每隔3~4 d形成一个峰值区,与每隔3~4 d出现沙尘天气强度增强过程直接相关。     

塔克拉玛干沙漠腹地不同种类植物叶面滞尘粒度特征

为了揭示不同种类植物叶面滞尘粒度特征,对塔克拉玛干沙漠腹地塔中沙漠植物园内10种阔叶植物的叶面滞尘和同一环境中集尘缸降尘进行取样,利用沉积物的粒度分析方法,研究了不同种植物叶面滞尘的粒度特征。结果表明：（1）植物叶面滞尘平均粒径为16～61 μm,以粉沙和极细沙为主,粉沙（65.85%）和黏土（7.77%）含量大于集尘缸降尘中的相应含量（32.01%,3.19%）;植物叶面滞尘分选性较差,分选系数为1.42～1.74;偏度属于近对称、正偏或极正偏;峰态中等偏窄,峰度值集中在1.019～1.375。与集尘缸降尘相比,植物叶面滞尘颗粒偏细,分选性偏差,整体正偏程度偏小,峰态偏宽。（2）10种植物叶面滞尘粒度也存在差异,平均粒径排序为灰杨<银沙槐<沙枣<小叶白蜡<沙冬青<枸杞<沙打旺<铃铛刺<胀果甘草<白刺,表明植物叶面对大气降尘的滞留和吸附具有很强的选择性,而这种选择性是植物叶面特性（是否有绒毛或褶皱等）、植物生活型（乔木、灌木、草本）以及与之相应的风沙流颗粒分布、近地表小气候特征等因素综合作用的表现。（3）粒度参数相关散点图表明10种植物叶面滞尘、集尘缸降尘沉积环境不同,而平均粒径与分选性对沉积环境变化响应最为敏感。     

青海苏干湖表层沉积物粒度分布模式与大气粉尘记录

位于干旱区柴达木盆地具有年纹层的苏干湖是以地下水补给为主的内陆封闭湖泊, 其表层沉积物粒度具有多组分峰态分布特征, Weibull 函数的拟合结果发现, 其粒度分布全部具 有4 个基本组分: 超细粒组分, 众数粒径在1 μm 上下; 细粒组分, 众数粒径在5~10 μm; 粗粒组分, 众数粒径在50~100 μm; 砂组分, 众数粒径在500 $m 左右。粒度主峰出现在细 粒组分或者粗粒组分。直接来自大气粉尘的冬季湖泊冰面样品及当地尘暴样品的Weibull 函数粒度拟合也显现出了相似的分布模式, 冰面样品的粒度主峰位于众数粒径在15~20 μmm 的 细粒组分, 砂组分(众数粒径452.9μm) 的出现指示出砂粒在冬半年沿冰面而进入湖泊中心。 尘暴降尘样品在尘暴季节(5 月份) 和非尘暴季节(11 月份) 的粒度分布普遍具有3 个组分, 缺少砂组分, 强沙尘暴事件样品则由4 个组分组成, 粒度主峰均位于众数粒径在100~200 μm 的粗粒组分。结果显示, 苏干湖湖泊沉积能够较好记录当地大气粉尘, 砂组分与湖泊周边干旱地表经历的近地面强沙尘活动有关, 粗粒组分记录了区域性的尘暴事件, 细粒组分主要反映 流域径流状况, 超细粒组分代表干旱区的大气背景粉尘和气溶胶。研究表明, 苏干湖内陆湖 泊沉积客观记录了区域大气粉尘和尘暴事件, 具有重建干旱区大气粉尘变化历史的潜在优势。     

基于土壤粒度分析的草原风蚀特征探讨

对放牧、开垦和围封下内蒙古典型草原地表覆盖状况、土壤粒度与有机碳含量进行测定,分析人类活动对草原风蚀的影响。结果表明,与围封草地相比,过度放牧草地的群落盖度及高度分别降低了44.23%和80.71%,根系生物量下降了37.83%。由于植被覆盖及根系密度的降低,过度放牧草地土壤表现出明显的风蚀特征,表层土壤粗粒化明显,表层土壤平均粒径比围封草地增加了约1倍。而开垦造成的风蚀程度则更为严重,开垦使表层土壤颗粒平均粒径增加2.5倍。因此,过牧与开垦下的典型草原已形成为一个重要的沙尘源。土壤颗粒粗化直接引起土壤有机碳含量的下降,土壤中小于0.1 mm颗粒组分每被吹蚀1%,其有机碳含量将减少0.2546 g·kg-1。     

沙尘事件对兰州河谷大气环境PM10的影响

利用1999—2001年兰州河谷大气中空气污染物的监测数据,结合河西地区沙尘事件频次,分析了兰州河谷大气环境PM10含量的季节变化特征及其成因。结果表明,源于河西地区的沙尘暴对兰州市空气中PM10含量有重要影响,PM10浓度在冬春季较高,在夏季较低。1985—2001年16 a来河西走廊中东部沙尘事件年均约为37.6 d,兰州河谷年均沙尘事件约为24.4 d,两者表现出显著的相关性（R=0.67,P=0.003）。2001年兰州河谷1 h平均沙尘PM10浓度统计分析显示:PM10含量大于1.0 mg·m-3 的峰值,主要由河西地区沙尘暴过程引起,而PM10含量0.5~1.0 mg·m-3之间的峰值,主要由工业污染物SO2、NOx及颗粒物的排放引起。要长期有效地改善兰州市大气环境质量,不仅要科学地制定本地污染物的减排措施,还要考虑周围地区生态环境的建设。