采用土壤水利用技术的冬小麦田土壤过氧化氢酶活性分析

本文以河北衡水试验场土壤水利用试验为例,讨论不同处理下土壤过氧化氢酶活性的时空变化规律。初步分析得出:(1)冬小麦拔节期,采用不同土壤水利用技术的冬小麦田浅层土壤过氧化氢酶活性差异明显,以沟播不盖秸秆处理的过氧化氢酶活性最强,缩行密植处理的最弱;(2)土壤过氧化氢酶活性随深度的变化趋势大体一致,呈反S形;(3)沟播不盖秸秆处理沟中土壤过氧化氢酶活性明显高于垄上;(4)土壤过氧化氢酶对于田间微生态环境具有指示作用,在一定程度上反映了土壤水利用技术对微生态环境的影响。     

甘南玛曲沼泽湿地土壤微生物量、理化因子与土壤酶活的关系

对甘南玛曲沼泽湿地6个样地的微生物量与土壤酶活性及其土壤理化性质之间的关系进行了研究.结果表明:纤维素酶活性在冬季达到高峰,其余5种土壤酶活性分别在春季和秋季达到高峰;硝化细菌数量与过氧化氢酶、纤维素酶、脲酶、碱性磷酸酶有较显著的负相关关系;微生物量与酶活性之间存在极显著相关关系,其中微生物量因子中的放线菌、氨化细菌、硝化细菌和土壤酶活性因子中的酸性磷酸酶、碱性磷酸酶、中性磷酸酶是引起相关性的主要因素;酸性磷酸酶活性与土壤含水率、pH值、硝态氮含量、氨态氮含量都有密切的关系,过氧化氢酶活性可以通过有机质的含量来反映,脲酶活性可以通过土壤的含水率来反映,碱性磷酸酶活性可以通过电导率来反映.     

花江喀斯特地区花椒人工林的土壤酶演变

研究了贵州花江喀斯特地区不同林龄花椒林下的土壤酶活性,结果表明蔗糖酶、淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性随着林龄的增加而呈上升趋势,蔗糖酶活性变化较大,变幅为13. 2～ 52. 3,淀粉酶、蛋白酶、过氧化氢酶活性变化小,变幅分别为0. 15～ 0. 24, 0. 32～ 0. 54, 5. 7～ 7. 3;脲酶活性在种植13年后下降;多酚氧化酶活性呈下降趋势,从1年生花椒林的0. 41到13年时的0. 08,除多酚氧化酶外,1年生花椒林土壤酶活性最低。从土壤生物学的角度看,花椒林目前不仅没有造成土壤质量退化,而且在经营得当的条件下,还可以在一定程度上改善土壤质量,对贵州喀斯特地区的植被恢复有一定的改善作用。      

土地整理对岩溶区土壤微生物生物量碳、氮及酶活性的影响——以重庆丰都县三坝乡为例

文章以重庆市丰都县三坝乡土地整理项目为例,分别对土地整理前（2012年12月）52个采集点和土地整理后（2013年3月）28个采集点,采用野外采样和室内分析相结合的方法,研究了土地整理对岩溶区土壤微生物群落结构、土壤微生物生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)及酶活性(过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶)的影响,结果表明:（1）土地整理对土壤微生物影响显著,土地整理后比整理前土壤中的放线菌数量降低,真菌数量增加。（2）在0～20 cm土层,整理前后SMBC和SMBN含量变化显著,SMBC含量整理后比整理前降低了20.33%,SMBN含量整理后比整理前减少了47.84%;土地整理改变了整理前SMBC、SMBN含量随土层深度变化递减的规律,使SMBC、SMBN含量分别在亚表层（20～40 cm）出现最小值68.34 mg/kg和最大值33.58 mg/kg。（3）整理前后土壤脲酶和过氧化氢酶均在0～20 cm和20～40 cm同一土层差异显著,蔗糖酶活性在各土层差异均显著。土地整理使土壤脲酶和过氧化氢酶活性降低,蔗糖酶活性提高。（4）有机质对表层SMBC、SMBN含量和脲酶活性呈显著正相关,pH值与土壤酶活性呈显著正相关。      

基于煤层气井生产数据的储层含气量校正新方法

勘探实践发现沁水盆地潘庄、潘河区块及鄂尔多斯盆地保德区块煤层气井累计产量远远大于原始计算的地质探明储量。该现象对体积法计算的煤层气资源储量提出了挑战,同时为全面“上储增效”提出了新的方向。在采用体积法计算煤层气储量时,含气面积、含气量的准确性以及煤岩密度与煤层厚度的非均质特征都会对储量参数的准确性产生影响。其中,由于取心测试过程的局限性,煤层含气量的数值常存在一定的误差。本次研究基于鄂尔多斯盆地和沁水盆地的煤层气井生产数据并结合等温吸附实验结果提出了计算储层临界最低含气量的方法(临界最低法)。将校正后的临界最低含气量与实测含气量(基于美国矿业局直接法(USBM)和史密斯-威廉姆斯法)进行对比,并剖析含气量测试损失量的地质控制机理。结果表明:在中低至中高煤阶(R_o=0.7%~2.1%)范围,临界最低法计算的含气量总体高于其它两种方法计算的含气量,临界最低法在中低煤阶至中高煤阶具有较强的适应性。在高煤阶(R_o=2.1%~2.8%)范围,临界最低法计算结果可以与取心测试结果相互验证。总体上,煤层含气量测试(USBM法)损失量受不同煤阶煤岩孔裂隙发育特征、煤体结构、含气饱和度及逸散时间的影响。含气量测试损失量与孔渗发育特征、构造煤发育程度、含气饱和度及逸散时间呈正相关。此外,针对未取心的煤层气井,可以采用钻井岩屑测试等温吸附参数进而利用临界最低法求取储层含气量,为煤层气进一步的勘探开发提供数据基础。     

水平电极发射光谱法测试多目标生态地球化学土壤样品中的钼

以K2SO4、S粉、C粉、聚三氟氯乙烯粉、Al2O3、MgO混合物作为缓冲剂,以Sb为内标,电极发射光谱法测试多目标地球化学土壤样品中的钼。方法的检出限为0.28μg/g(3S),方法的精密度(RSD)为7.25%~8.66%。测试了国家一级地球化学标准物质,结果与标准值相符合。该方法已用于10000多件土壤样品的分析,并取得满意的结果。     

互花米草入侵下福建漳江口红树林湿地土壤生态化学变化

采集了福建云霄漳江口米草入侵下红树林自然湿地保护区内红树林群落、米草群落、红树林-米草交互群落以及光滩的剖面土壤样品,分析了土壤的总养分库、有效养分库及微生物活性等指标.结果表明,不同植被群落下土壤理化性质均存在明显差异.土壤有机质、全氮、全磷、阳离子交换量和微生物生物量碳、氮在同一深度的含量变化为:红树林＞红树林-米草混作＞米草＞光滩;土壤蔗糖酶、脲酶、磷酸酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶等酶活性指标也表现出相似的变化趋势.从深度变化而言,上述各项土壤质量指标均随剖面深度而降低.米草入侵后土壤的各项养分指标均有明显下降,湿地土壤生态化学性质发生了明显的退化.土壤有机碳、土壤微生物生物量碳、氮含量以及土壤蔗糖酶与磷酸酶活性对滨海湿地土壤退化的反映最为强烈,可以作为指示性指标.     

青藏高原水力侵蚀定量研究进展

青藏高原生态环境脆弱,土壤侵蚀是严重的生态问题.定量监测和评价水力侵蚀是生态建设和水土保持规划的基础.为系统掌握青藏高原水力侵蚀定量研究现状,在查阅大量文献资料的基础上,系统整理了81篇相关文献.发现青藏高原定量评价方法包括基于坡面侵蚀模型、137Cs核素示踪法、径流小区和水文站观测3种类型,但总的来说研究明显不够.坡面侵蚀模型主要有美国修正通用土壤流失方程和中国土壤流失方程2种.基于修正通用土壤流失方程、中国土壤流失方程、137Cs核素示踪法、径流小区监测和水文站观测小流域得到的青藏高原土壤侵蚀模数分别为大于30、1～8、小于10、0～109和2～3 t/(hm2.a).经过分析发现,青藏高原土壤侵蚀定量研究存在4个方面的问题:模型计算中参数的选择存在问题,137Cs核素示踪法方面背景值不确定性太大,径流小区和小流域监测资料奇缺,没有全区评价结果.今后需要加强小区小流域自动化监测、137Cs背景值采样测试和综合评判以及137Cs核素示踪法土壤侵蚀测定.在这两项定量测定的基础上对全青藏高原土壤侵蚀进行定量评价,为水土保持规划和生态文明建设服务.     

筒测给水度存在的问题

自一九八二年以来,黄、淮、海平原的予、皖、苏、鲁、冀诸省,先后推广了土壤给水度μ值的一种简易测定方法——筒测法。我们在井口试验站也做了试验研究。实验结果表明,该法存在问题颇多。首先是方法的本身在理论上似乎有些欠妥,其次是在测定过程中也有易出毛病的地方。归纳起来有以下几点: 1.由气液界面产生的表面张力使土体内     

非火山地热区玛旁雍热田土壤CO_2脱气研究

地热活动是地球脱气的重要形式之一,其过程常伴随大量温室气体排放。选取非火山地热区西藏玛旁雍热田作为研究对象,基于菲克扩散定律对地热田区土壤CO_2脱气量进行评估。结果表明:该区一般土壤CO_2脱气通量为0.167~0.771 kg/(m2·a),含喷气孔区域土壤CO_2脱气通量为2.054~7.877 kg/(m2·a),含喷气孔地区的土壤CO_2脱气通量是一般土壤脱气量的18.9倍;与全球火山区土壤脱气量(0.001~2.25 Mt/(m2·a))相比,其值显著偏低;但比青藏高原高寒草原生态系统土壤的CO_2排放量(187.46 g/(m2·a))大。结合区域地质背景推测地热系统中的CO_2含量主要来源于岩浆脱气和热液同长石等围岩矿物的蚀变反应。区内土壤CO_2的低脱气通量受透水性较差的碎屑岩沉积盖层约束。     

柴达木盆地土壤湿度的遥感反演及对蒸散发的影响

土壤水分是地下水-土壤水-大气水循环系统的核心与纽带,蒸散是该系统的重要驱动力。从区域尺度上研究土壤含水量的分布特征及土壤含水量对蒸散的影响对干旱区的生态环境保护具有重要意义。基于MODIS数据和GLDAS数据,应用表观热惯量法对GLDAS地表0~10 cm土壤湿度数据降尺度处理,估算柴达木盆地平原区2014年间6—9月的月均土壤湿度,并结合归一化植被指数(NDVI)和实测土壤湿度数据对反演结果进行验证;利用地表能量平衡系统(SEBS)模型对平原区9个子流域的日均蒸散量进行计算,分析了土壤湿度与日均蒸散量之间的关系。结果表明：反演得到的表观热惯量(ATI)与GLDAS地表0~10 cm土壤含水量数据相关性较好,决定系数R2整体在07以上;利用ATI对GLDAS数据降尺度处理,得到的土壤含水量与NDVI和实测土壤湿度的决定系数R2分别为0954和0791,因此使用ATI法对GLDAS土壤含水量数据降尺度反演柴达木盆地平原区土壤湿度是可靠的。平原区日蒸散量与土壤湿度呈明显的正相关关系,决定系数R2整体在096以上,在影响蒸散的各考虑因素中,土壤湿度对蒸散的影响远大于其他因素。     

轻烃及硫化物气体测量找寻多金属隐伏矿方法试验

挥发性有机化合物及硫化物气体作指标勘查金属矿床的工作国内外均处于初试阶段。近几年我们用硫化氢、二氧化硫及轻烃气体(C₁—C₄烷烃和烯烃)作指标对十个不同景观条件不同地区的铅锌矿、铜钼矿、金矿、铜镍等多金属矿床进行了土壤及地表岩石测量勘查隐伏矿的方法试验,取得很好的结果。表明该方法是寻找多金属隐伏矿的一种有效的气体测量方法,它可用于寻找覆盖厚度几米到400多米运积物覆盖区隐伏矿及基岩面下埋藏400多米盲矿的地表土壤和岩石测量以及岩体评价找矿工作。试验结果还表明该方法用于岩石测量的效果优于土壤测量。     

土力学的现状及其数值分析方法中某些问题的讨论

概括性地论述了土力学目前的状况,指出土力学仍然处于半理论、半经验的发展水平。论述了土力学数值分析方法在工程应用中存在的问题,并对如何正确地使用土力学的数值分析方法和改变土力学数值分析在工程应用中的不利状况进行了讨论。另外,就如何改善这种状况提出了一些措施。从这些讨论可以得到以下结论,土力学还处于发展的初期阶段,随着土力学的理论及其数值分析方法的不断发展,以及其使用经验的不断积累,计算土力学在工程实践中将会得到越来越多的应用,它必将成为岩土工程分析中的有力工具。     

粘性土(红土)中游离氧化铁含量对其工程地质性质的影响

通过试验, 本文就游离氧化铁在粘性土尤其是红土中富积含量的变化对土体工程地质性质产生的影响及其规律性做了初步研究。     

软土的一维次固结双曲线流变模型研究

软土的次固结对于软土的变形量非常重要。在软土次固结计算中,通常以次固结系数作为计算参数,但该系数不能反映荷载变化的影响,而且只适用于正常固结土。由于工程中所遇到的大都为超固结土,对超固结土的次固结计算还缺少合理的方法。通过室内试验开展了软土次固结沉降相关研究,进行了多组原状软土试样的分级加载次固结试验,试验结果表明,对于软土次固结计算,建议从次固结应变与时间关系的角度,采用双曲线形式进行拟合,并分别对正常固结和超固结状态的次固结应变参数进行分析,建立了一维次固结的经验模型公式,提出了一种考虑压力对次压缩影响的次固结沉降计算方法,并将该方法应用于现场工程项目,验证了该方法可以适用于正常固结土和超固结土,使得软土次固结沉降量的计算能够更好地反映实际工程问题。     

一维冻结土体冻胀曲线的分形优化

分形几何理论作为研究自然界具有自相似性质的非线性问题的主要手段，被广泛应用于岩土工程中。土体的冻结涉及到土体本身的性质、温度场、水分场和应力场的共同作用，采用数值解法又必须对其进行大量的简化，使其所求得的数值解或拟解析解与实际值存在较大差距。采用神经网络方法研究表明，在冻胀初期系统难以稳定，同时对于低含水量的土体误差也较大。近年来，通过国内外学者的大量研究，发现土体冻结过程中同样存在分形现象。通过分析土体冻胀特征，提出采用分形插值方法研究一维冻结土体的冻胀问题。采用Douglas-Peuker算法和随机中点移位法相结合的方法对一维冻结土体的冻胀曲线进行了优化。研究结果表明，采用该方法对冻胀曲线进行优化，既可保留其原有的宏观结构特征也可以反映微观结构动态；经过插值处理后，曲线的特征点和特征形状并无变化；但细节部分随着分形维数的增加，逐步得到细化。由此真实地反映了冻胀过程，为研究土体的冻胀过程提供了一种新的方法。     

两种不同试验模式下人工冻结土强度与变形的对比分析

两种试验模式下的冻土应力-应变曲线均呈双曲线型,但其变形过程明显不同,FC模式 (传统冻土力学试验模式)下的屈服强度明显小于K₀DCF模式 (深土冻土力学试验模式)下的.FC模式下,加载应力路径下的破坏变形明显大于K₀DCF模式下的,而减载应力路径下的破坏变形小于K₀DCF模式下的.在试验围压范围内,两种试验模式下的莫尔包络线均满足莫尔 -库仑准则,且无论是加载还是减载应力状态,K₀DCF模式下的剪切强度总是大于FC模式下的,且随着σ的增大,K₀DCF模式下加载与减载下剪切强度的差值比FC模式下τ的差值小.通过一定的对应关系可将两种模式下的强度与变形联系起来.     

对欠固结土的超固结比的探讨

欠固结土是在自重作用下尚未固结完成的土,欠固结土的超固结比（overconsolidation ratio,简称OCR）取值在现有文献中可见两种不同的表述,分别是等于1和小于1,这容易导致概念混淆和超固结比取值误用等问题。对国内外使用较为广泛的土力学教材中超固结比相关内容进行了整理,发现超固结比有两种不同的定义表达式,这两种表达式中分母的不同是导致欠固结土超固结比取值差异的根源。采用知识图谱法,对超固结比和欠固结土的概念内涵、历史源头和研究应用等进行了综合分析,结果表明：研究欠固结土相关问题时,采用固结度或固结状态参数作为分析变量可完全替代超固结比的作用;将超固结比定义为前期固结应力与现有有效应力的比值（即OCR = p_c /p′₀,p_c为前期有效固结压力,p′₀为竖直有效应力）,契合应力历史对土体工程特性影响的内在机制,也符合概念的历史渊源。     

Lagrangian meshfree particles method (SPH) for large deformation and failure flows of geomaterial using elastic–plastic soil constitutive model

Simulation of large deformation and post‐failure of geomaterial in the framework of smoothed particle hydrodynamics (SPH) are presented in this study. The Drucker–Prager model with associated and non‐associated plastic flow rules is implemented into the SPH code to describe elastic–plastic soil behavior. In contrast to previous work on SPH for solids, where the hydrostatic pressure is often estimated from density by an equation of state, this study proposes to calculate the hydrostatic pressure of soil directly from constitutive models. Results obtained in this paper show that the original SPH method, which has been successfully applied to a vast range of problems, is unable to directly solve elastic–plastic flows of soil because of the so‐called SPH tensile instability. This numerical instability may result in unrealistic fracture and particles clustering in SPH simulation. For non‐cohesive soil, the instability is not serious and can be completely removed by using a tension cracking treatment from soil constitutive model and thereby give realistic soil behavior. However, the serious tensile instability that is found in SPH application for cohesive soil requires a special treatment to overcome this problem. In this paper, an artificial stress method is applied to remove the SPH numerical instability in cohesive soil. A number of numerical tests are carried out to check the capability of SPH in the current application. Numerical results are then compared with experimental and finite element method solutions. The good agreement obtained from these comparisons suggests that SPH can be extended to general geotechnical problems. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.