Effects of rainfall intensity fluctuations on infiltration and runoff: rainfall simulation on dryland soils,Fowlers Gap,Australia

Small plots and a dripper rainfall simulator were used to explore the significance of the intensity fluctuations (‘event profile’) within simulated rainfall events on infiltration and runoff from bare, crusted dryland soils. Rainfall was applied at mean rain rates of 10 mm/h. Fourteen simulated rainfall events each involved more than 5000 changes of intensity and included multipeak events with a 25‐mm/h peak of intensity early in the event or late in the event and an event that included a temporary cessation of rain. These are all event profiles commonly seen in natural rain but rarely addressed in rainfall simulation. A rectangular event profile of constant intensity, as commonly used in rainfall simulation experiments, was also adopted for comparative purposes. Results demonstrate that event profile exerts an important effect on infiltration and runoff for these soils and rainfall event profiles. ‘Uniform’ events of unvarying intensity yielded the lowest total runoff, the lowest peak runoff rate and the lowest runoff ratio (0.13). These parameters increased for ‘early peak’ profiles (runoff ratio 0.24) and reached maxima for ‘late peak’ profiles (runoff ratio 0.50). Differences in runoff ratio and peak runoff rate between the ‘uniform’ event profile and those of varying intensity were all statistically significant at p ≤ 0.01. Compared with ‘uniform’ runs, the varying intensity runs yielded larger runoff ratios and peak runoff rates, exceeding those of the ‘uniform’ events by 85%–570%. These results suggest that for small‐plot studies of infiltration and erosion, the continued use of constant rainfall intensity simulations may be sacrificing important information and misrepresenting the mechanisms involved in runoff generation. The implications of these findings for the ecohydrology of the research site, an area of contour‐aligned banded vegetation in which runoff and runon are of critical importance, are highlighted. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

不规则网土壤测量在水系沉积物异常查证中的应用

在大兴安岭森林沼泽景观区,植被茂盛、土壤表层腐殖质发育,且通视条件差,运用传统的规则网土壤测量方法进行1/5万水系沉积物异常查证,工作周期长、劳动强度大;采用不规则网土壤测量方法进行异常查证,取得了快速评价异常、追踪异常源,缩短找矿周期的效果。     

基于RS和USLE的红壤丘陵区小流域水土流失量估算

采用野外调查采样、室内分析测定、遥感(RS)技术、数学模型等研究方法,以湖南省资兴市东江水库上游光河桥小流域为例,计算出了美国通用土壤流失方程(USLE)中各单项因子值,对该流域水土流失量进行了估算.结果表明:该流域的土壤可蚀性因子(K值)介于0.14～0.42 t·hm2.h.hm-2.MJ-1.mm-1之间,平均为0.27 t·hm2.h.hm-2.MJ-1,mm-1,属于中等可侵蚀性土壤;土壤侵蚀模数在0 ～3 817 t·hm-2·a-1之间,平均侵蚀模数为78 t.hm-2.a-1,处于强度侵蚀等级,流域的土壤侵蚀量达到292 266 t·a-1.     

Spatial variability of soil nutrients in Punta Fort William,Greenwich Island,maritime Antarctic

This study aims to report baseline soil nutrients, specifically the organic carbon, nitrogen and phosphorus profile, in soil samples collected from Puntta Fort William on Greenwich Island in maritime Antarctic. Samples were collected along two transect lines during the early summer of 2008. Ward＇s method of hierarchical agglomerative clustering was employed to group the sampling points based on their physico-chemical properties. In this context, the soil samples can be grouped into three major clus- ters： （1） Samples with intensive biological activities, （2） samples from the area recently exposed by glacial retreat and （3） samples from barren and dried areas. Nutrient contents in Punta Fort William are driven by the intensity of biological activities as well as melt water from the Qnito glacier.     

石灰改良高液限土强度特性的函数模型研究

针对广西荔玉高速路基沿线产生的大量高液限土弃方问题,采用生石灰对高液限土进行改良处理。选取弃土场的高液限土,分别配制不同初始含水率、不同石灰掺量的试样进行侧限压缩试验和快剪试验,采用基本初等数学函数模型拟合不同饱和状态、不同初始含水率下石灰掺量对试件压缩特性和抗剪强度影响。结果表明：(1)高液限土的压缩系数随石灰掺量增加呈指数形式减小;(2)不同饱和状态试件的黏聚力和内摩擦角随石灰掺量增加呈二次函数形式变化;(3)高液限土具有水敏性,饱和素土试件最大抗剪强度对应的含水率较击实试验最大干密度对应的含水率高3%～6%;(4)当初始含水率不高于26.73%时,建议石灰掺量不低于6%,否则改良高液限土的石灰掺量不低于8%,可在满足经济性的前提下达到较好的改良效果。     

火山岩与地形联合约束下海岛土壤稀土元素地球化学空间分布异质性——以广西涠洲岛为例

海岛土壤地球化学特征的研究对于认识海岛表生地质环境有重要意义。本研究以我国最大的第四纪火山海岛——涠洲岛为案例,重点研究亚热带海岛环境下火山岩风化土壤的稀土元素（REE）地球化学特征,并探讨影响其空间分布的关键因素。结果表明,涠洲岛土壤REE总量（ΣREE）自然变化范围较大,介于59.07~575.30 mg/kg,平均值为285.53 mg/kg,高于中国大陆土壤背景值（163.86 mg/kg）,指示火山岩风化海岛具有较高的土壤REE丰度。反距离权重插值法（IDW）分析指示,岛内土壤的REE含量高低变化呈现出以带状和斑块状为主体形态的空间分布不均一性,推断其成因与母质岩石类型和地形位置等因素密切相关。3种不同岩性的成土母岩的ΣREE含量变化序列为：玄武岩（236.66 mg/kg）>火山碎屑岩（215.58 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物（18.99 mg/kg）,对应的土壤ΣREE含量具有类似变化规律,即玄武岩土壤（307.20 mg/kg）>火山碎屑岩土壤（297.46 mg/kg）>含生物碎屑海滩沉积物土壤（89.73 mg/kg）。该证据指示母岩是控制岛内土壤REE含量变化的首位因素,玄武岩整体上易形成具有较高REE丰度的土壤,火山碎屑岩次之,而含生物碎屑海滩沉积物反之。此外,本研究还发现火山碎屑岩单一岩性区内,发育的土壤REE含量也会随地形地貌差异而出现显著变化,其原因是地形地貌制约了土壤矿物和化学风化程度,海蚀丘陵比海积平原更利于海岛土壤中REE次生富集作用的发生。

     

超声提取-气相色谱法测定覆盖区土壤中的六六六和滴滴涕

将超声波提取技术引入到覆盖区土壤样品六六六、滴滴涕组分的预处理中,建立了超声提取,磺化法净化,气相色谱测定的分析方法。对被测组分在超声波提取中的稳定性进行了试验,对超声提取时间、提取温度、提取溶剂用量以及磺化净化过程可能导致组分损失的各种相关条件逐个试验筛选,采用样品加标回收法对六六六、滴滴涕的8种组分进行了两种浓度的精密度和准确度试验,RSD值均小于10％,平均回收率92．5％-103．9％。方法对各种异构体的六六六、滴滴涕的最低检测浓度为0．30-3．89ng／g。     

山东省桓台地区土壤F的地球化学特征及其影响因素

为研究土壤氟的地球化学特征及其影响因素,选取山东省桓台地区为研究区,系统采集了70件表层土壤样品,并测试分析了其中F元素、有机碳含量、pH值等共计8项指标。绘制了元素地球化学图,掌握了该区F元素含量的空间分布特征。研究结果表明,表层土壤F含量范围为466.30~793.40 mg/kg,平均F含量为621.31 mg/kg,显著高于山东省背景值和全国背景值,具有潜在环境生态风险。研究区总面积70%的土壤F含量较高,其中F含量过剩的土壤相对集中分布在城镇附近;研究区东南部青银高速附近和北部呈零星分布的土壤中氟为适中及边缘含量水平。土壤中F含量主要受控于土壤pH、有机碳含量和施肥。该研究结果为改善研究区环境质量,防止地方性氟中毒提供了基础数据和科学依据。     

基于地质建造的西南山区成土母质分类方案——以大凉山区为例

为适应生态地质调查和评价工作对成土母质研究的要求,以四川大凉山区为例,提出基于地质建造的成土母质分类方案,即以地质构造演化和地质建造环境为依据,结合残坡积物的成因类型对成土母质进行分类。大凉山区的成土母质可划分为第四纪冲洪积物、新近纪—第四纪砂泥岩类残坡积物、侏罗纪—白垩纪泥质岩类残坡积物、三叠纪砂泥岩类残坡积物、中生代中酸性岩类残坡积物、二叠纪基性—超基性岩类残坡积物、震旦纪—三叠纪砂泥岩类残坡积物、震旦纪—三叠纪碳酸盐岩类残坡积物、元古宙中酸性岩类残坡积物、元古宙火山碎屑岩类残坡积物、元古宙基性—超基性岩类残坡积物、元古宙变质岩类残坡积物等12类。研究表明,大凉山区成土母质和土壤存在差异性,但同一成土母质上的不同土壤类型具有一定相似的地球化学特征,不同成土母质形成的同一种土壤类型存在较大的地球化学差异。因此,基于地质建造的成土母质分类方案既能有效反映不同构造背景和成岩环境下的成土母质差异,又能有效表征成土母质与其上土壤的内在联系。     

青藏公路多年冻土区冻土工程研究新进展

系统回顾了青藏高原多年冻土区公路工程冻土研究的过程和研究的内容 ,重点阐述了 90年代开展的冻土研究的研究成果 ,从冻土工程地质、路基下冻土温度场、冻土环境的影响、冻土工程分类、地理信息系统 5个侧面 ,来反映近年来在青藏公路研究中所取得的研究成果 ,这些成果为青藏铁路建设中重大冻土工程技术问题和工程设计提供了解决问题的科学依据