四川丘陵区不同类型边坡土壤的团体差异性研究

在四川丘陵区的遂渝铁路遂宁站附近,以自然边坡的自然边坡土、铁路切挖边坡的岩石源植生土、铁路切挖边坡的农田源植生土3种不同类型边坡土壤为对象,对不同类型边坡土壤的团聚体差异性进行了研究.结果表明:岩石源植生土的水稳性团聚体含量显著小于农田源植生土,土壤结构破坏率表现为岩石源植生土>自然边坡土>农田源植生土.岩石源植生土、农田源植生土和自然边坡土的分形维数分别为2.605,2.700和2.706,岩石源植生土的分形维数显著小于农田源植生土和自然边坡土,而农田源植生土与自然边坡土的分形维数之间无显著差异.土壤颗粒平均重量直径和几何平均直径在不同类型边坡土壤之间存在显著差异,均表现为岩石源植生土>自然边坡土>农田源植生土.     

福州江滨公园不同植被对土壤微团聚体组成及分形的影响

选择福州市南江滨公园内建植年龄(10 a)相当的阔叶树黄花槐(Sophora xanthantha C.Y.Ma)林、针叶树南洋杉(Araucaria cunninghamii)林以及较为常见的沟叶结缕草(Zoysia matrella)草坪为研究对象,以建园之前遗留林木番石榴(Psidium guajava Linn.)林为对照,采用吸管分散分离法提取土壤微团聚体,分析了城市公园不同植被土壤微团聚体组成、平均质量直径(MWD)、平均质量比表面积(MWSSA)等.结果显示:保留林土壤以粗微团聚体(0.25~2 mm)为主,而后建3种植被土壤以0.02 mm粒级的微团聚体为主体,保留林MWSSA和分形维数显著低于后建林地,MWD显著高于后建林地,大粒级颗粒含量越多,分形维数(D)越小.可见,公园绿化过程中若保留原有林木,可以保护土壤微团聚体稳定性.后建3种植被土壤的分形维数,阔叶林低于草坪和针叶林,但差异尚未达到显著水平,这可能与建植年龄还较短有关.不同植被类型土壤微团聚体的分形维数越低,土壤有机质和碱解氮含量越高,说明分形维数可以作为城市绿地土壤定量化描述土壤肥力水平的指标.     

不同框架形状切挖边坡土壤大量元素有效含量的差异性——以遂渝铁路遂宁车站区域为例

山区道路修建、矿山开采、水电开发等工程建设形成了数量巨大的切挖边坡,而不少切挖边坡通常需要采用框架护坡才能产生良好的生态治理效果.针对菱形框架、拱形框架、无框架的切挖边坡以及自然边坡,开展土壤碱解氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量的差异性研究.结果表明:菱形框架、拱形框架、无框架的切挖边坡与自然边坡相比,土壤碱解氮含量、土壤有效磷含量、土壤速效钾含量均显著降低.无论何种框架形状的切挖边坡还是无框架的切挖边坡,其土壤碱解氮含量均属于缺乏的范围,相互之间差异均不显著.菱形框架与拱形框架的切挖边坡之间土壤有效磷含量差异不显著,但都显著高于无框架切挖边坡土壤有效磷含量.菱形框架切挖边坡土壤速效钾含量显著高于拱形框架和无框架切挖边坡,但拱形框架切挖边坡与无框架切挖边坡之间土壤速效钾含量差异不显著.     

三峡库区典型消落带土壤粒径分布及分形特征

为揭示三峡库区典型消落带土壤的独特性,通过野外调查和实验室定量分析,研究了消落带典型区阶地土壤粒径分布和分形特征。结果表明：该典型消落带土壤分形维数在2.80左右;共有3种质地的土壤,分别是壤质黏土、粉砂质黏土、黏壤土,两种黏土的分形维数不存在显著差异,黏土和壤土的分形维数差异显著且分形维数以黏土的较大。土壤粒径随高程增加表现为由尖峰胖尾分布向尖峰分布变化,在降水和江水的双重作用下,较高高程处小颗粒土粒含量较低,而较低高程处小颗粒土粒含量较高。淹水年限为3 a和1 a的不同植被类型下消落带土壤分形维数不存在显著差异。     

采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征

分别通过二维光学图像法和三维X射线断层扫描法计算单一粒径土壤团聚体分形维值.土样采自重庆北碚西南大学稻田垄作免耕长期定位试验点,采用湿筛法对土样进行粒径分级,二维分形特征研究的团聚体粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.2 0 0,0.2 0 0~0.4 5 0,0.4 5 0~1.0 0 mm;CT扫描研究所用原状土样粒级分别为:0.0 5 3,0.0 5 3~0.0 2 5,0.0 2 5~1,1~2 mm.结果表明:二维光学图像法得到的单一粒径土壤团聚体孔隙分形维值介于1.1 7~1.5 4;三维X射线断层扫描结果显示团聚体中孔隙分形维值在1.3 5~1.6 5之间,团聚体的分形维数介于2.0 6~2.2 0之间,且分形维数随粒径增大而减小.采用二维光学图像和三维断层扫描均可用于定量研究不同粒径土壤团聚体中孔隙的分形特征,而采用三维X-射线断层扫描可以定量描述单一粒径土壤团聚体的分形特征.     

植被恢复过程中土壤团聚体分形特征研究

通过野外调查和室内分析,运用分形理论,研究了典型黄土丘陵沟壑区安塞纸坊沟流域植被恢复过程中土壤团聚体含量及分形特征,以期为黄土高原植被恢复和生态建设提供科学指导.研究结果表明:(1)恢复早期(7年)有利于大团聚的形成,但0.16 mm粒级的团聚体含量在各恢复年限中都占有最大比例.(2)分形维数随年限在2.68~2.89间变化,其中恢复7年分形维数最小,但仅有15年和24年恢复年限差异显著.土层间分形维数值为2.75~2.83,以表层0~10 cm分形维数最小.(3)分形维数与平均质量直径和0.25 mm团聚体均呈极显著负相关,与0.16 mm团聚体含量呈极显著正相关关系.     

喀斯特石漠化地区退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响

探明贵州花江—关岭喀斯特石漠化地区不同退耕模式对土壤团聚体组成和稳定性的影响,为石漠化地区不同植被恢复模式的水土保持效益评估提供科学依据。选取喀斯特石漠化地区耕地(对照)、乔木林地和花椒林地土壤为研究对象,采用湿筛法测定0～40 cm土层土壤团聚体组成,计算0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)和分形维数(D)等团聚体指标。结果表明:1)耕地转变为乔木林地和花椒林地显著增加了粗大团聚体(2 mm)含量(P0.05),显著降低了2 mm粒径团聚体含量(P0.05);2)土壤R_(0.25)、MWD和GMD值表现为乔木林地花椒林地耕地,土壤分形维数D值则相反;3)退耕后土壤团聚体稳定性的增加主要与粗大团聚体含量增加有关,2 mm和0.25 mm粒径是土壤团聚化过程中关键的临界点;4)退耕后,土壤团聚体含量和稳定性指标的变化幅度随土层深度的增加而减小,表明表层土壤团聚体组成和稳定性对土地利用变化的响应更为敏感。     

漳州平原变性土粒径分布分形维数特征

 分形是许多自然事物和现象的客观特征之一。根据不同地形及土地利用/土地覆盖,从漳州平原不同地域分别采集22个0~60cm土层土壤样品,测定土壤各粒径质量分数,结果说明变性土土壤颗粒具有一定的分形特性。在此基础上,论述了漳州平原变性土粒径分布分形维数的变化特征以及土壤粒径分布分形维数与土壤性状间的关系。结果表明,漳州平原22个土壤样品粒径分布分形维数介于2.756~3.002之间,在垂直方向上,土壤粒径分布分形维数具有随着土层深度增加而增大的变异规律。通过回归分析发现,土壤粒径分布分形维数与各粒级颗粒质量分数明显呈线性关系,正负相关性以粒径r=0.1mm为界,即其分形维数与r>0.1mm的颗粒质量分数负相关,与r<0.1mm的颗粒质量分数正相关。土壤粒径分布分形维数随着植被覆盖度的增大而增加,并且土壤粒径分布分形维数随地形发生变化,表现为坡下>平地>坡上。     

不同治理措施下丘陵地茶园土壤团聚体的分布规律研究

该文以茶园土壤水稳性团聚体为研究对象,比较分析已治理茶园和未治理茶园的土体结构特性。结果表明:从粒径分布来看,不同治理措施茶园粒径分布有所差异,但只有2-1mm粒径级已治理茶园水稳性团聚体与未治理茶园水稳性团聚体质量占比差异达到显著水平(p=0.036),其他粒径级均为差异不显著;从山顶到山脚,R0.25、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)呈下降趋势,分形维数呈增大趋势;总体上,已治理茶园的R0.25、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GWD)大于未治理茶园,分形维数小于未治理茶园,其土壤结构优于未治理茶园。     

王朗自然保护区表层土壤颗粒粒径分布的分形特征

以王朗自然保护区7种土壤为对象,运用分形模型研究了该区表层土壤颗粒粒径分布的分形维数,分析了分形维数与土壤理化性质如有机质含量、全氮、全磷、pH及容重的关系.结果表明,王朗自然保护区表层土壤颗粒的分形维数Dp为2.679 6～2.741 4;各土壤颗粒粒径与累积重量的对数相关系数R2＞0.85(p＜0.05);通过逐步多元回归分析,土壤颗粒的分形维数仅与粒径为0.001～0.005 mm和小于0.001 mm土壤颗粒含量呈显著正相关(p＜0.05);此外,土壤颗粒的分形维数与土壤有机质、全氮、全磷和容重的关系不显著,然而土壤有机质含量与土壤全氮含量呈显著正相关(p＜0.05).通过对王朗自然保护区表层土壤颗粒粒径分布的分形维数的探究发现,该区土壤颗粒的分形维数偏低,土壤结构相对松散,易发生水土流失,需要加强该区生态建设.     

藏东南高寒区尼洋河河谷地带不同土地利用方式土壤抗蚀性研究

土壤抗蚀性是评价土壤侵蚀潜在发生可能性的重要综合性指标,研究高寒河谷地带不同土地利用方式土壤抗蚀性为土地利用模式优化和资源整合提供理论依据.本文应用主成分分析法对藏东南高寒区尼洋河流域5种不同土地利用方式下的3大类、13个土壤抗蚀性指标进行分析研究.研究结果表明:土壤团粒类指标和有机质能很好地反映土壤抗蚀性,0.25 mm水稳性团聚体质量分数、0.5mm水稳性团聚体质量分数、0.25 mm非水稳性团聚体质量分数、水稳性指数、平均重量直径、团聚体结构破坏率、有机质7个指标对土壤抗蚀性的影响最为明显,是表现不同土地利用方式土壤抗蚀性的最佳指标.各抗蚀性指标值基本表现出(0～15)cm(16～30)cm规律.通过建立权重求和模型发现0～15 cm表层土壤抗蚀性能远远大于16～30 cm;最终,通过叠加法得出不同土地利用类型土壤抗蚀性评价从强到弱顺序为:灌木林地(SL)、天然林地(NF)、农耕地(CL)、河滩林地(BL)、人工林地(AF).     

路堑边坡土钉支护的稳定性

为了研究岩质边坡土钉支护后路堑边坡的稳定性效果,在广东梅县梅江河右岸坡麓段路堑右侧采用了土钉墙支护方案.应用PhaseⅡ程序建立了分析模型,并运用非线性有限元法对岩质边坡土钉支护稳定性进行了数值计算.结果表明,土钉支护岩质边坡的稳定性好,而且经济可行,安全可靠.     

皖西大别山区土壤侵蚀空间分布特征及与地形的关系

基于修正的通用土壤流失方程和GIS空间分析方法,定量分析了皖西大别山区土壤侵蚀空间分布特征,讨论了侵蚀强度与海拔、坡度、坡向等因子的关系.基于信息熵模型评价地形因子与土壤侵蚀强度的空间相关性结果表明:(1)皖西大别山区2010年土壤侵蚀总量为1844.30×10~4t,平均侵蚀模数为1415.05t/km~2·a.区域以微度和轻度侵蚀为主,分别占总面积的52.95%和31.99%,侵蚀强度由东南至西北逐渐加剧.(2)坡度和海拔主导着区域内土壤侵蚀强度的空间分布.随着坡度和海拔增加,侵蚀强度不断加剧,强度侵蚀的面积比例增加,微度侵蚀的面积减少;在坡度15-25°区域、海拔200-500m区域的土壤侵蚀总量最大.坡向对土壤侵蚀强度的影响较小,土壤侵蚀强度在东南坡向较其它坡向略强.(3)地形因子与土壤侵蚀强度的空间相关性强弱为:坡度海拔坡向.坡度是安徽省大别山区土壤侵蚀强度的主导因子.     

土质堤防边坡稳定安全系数影响因素研究

坡体内外水的作用,会改变影响边坡稳定性安全系数的因素.借助Geo-Studio Slope/W和Seep/W软件模块,建立均质土堤防边坡模型.选择不同的坡角、内摩擦角、黏聚力、坡顶荷载、水位及土体渗透性等参数,研究在内外初始水作用下堤防边坡稳定安全系数的变化规律.结果表明:内摩擦角、黏聚力、坡顶荷载对堤防边坡安全系数影响明显:水位骤变方式不同,坡体内侵润线变化规律明显不同,对安全系数的影响也有差异.土体的渗透系数,尤其是渗透系数各向异性对安全系数的影响特别显著.     

边坡稳定性预报的MEP分类预测算法

鉴于传统方法和数值分析方法的局限性,引入了密切影响边坡稳定性的若干参数,运用多表达式程序设计方法建立边坡稳定性评价模型.基于已有的边坡事例,对该模型进行训练和自我学习,然后用样本训练后的优化模型对新的土质边坡数据集进行预测评价.数值实验表明:多表达式程序设计算法在建立边坡稳定性评价模型中具有较高的可信度.     

边坡土钉支护动力有限元分析

为了研究边坡土钉支护在地震作用下的动力特性和工作性能,运用大型有限元软件ADINA,对支护结构建立了整体三维有限元计算模型,并进行了动力有限元模拟分析,研究内容包括水平地震作用下支护结构的土钉轴力响应、位移响应、加速度响应.计算结果表明:(1)地震使每排土钉轴力增大,且每根土钉轴力最大处增幅明显;(2)地震没有改变边坡潜在滑移面的位置;(3)地震作用下,坡顶的水平峰值位移和峰值加速度最大,说明坡顶附近土层的地震响应最激烈,所受的地震力也最大,较容易发生破坏.这些结论可为边坡土钉支护的抗震设计提供参考.     

埋入式双排桩在土质滑坡治理工程中的应用

埋入式双排桩由于具有整体刚度大、抗侧移刚度大及抗滑能力强且受力合理等优点,因而被广泛应用在深基坑支护与大型滑坡治理工程中.以某土质滑坡为例,利用MIDAS/GTS分别对未治理的土质滑坡和采用埋入式双排桩支护后的土质滑坡进行数值模拟分析,从坡体稳定安全系数、坡体位移变形及剪应变三个方面进行了对比分析.研究表明:采用埋入式双排桩对该滑坡进行治理后,坡体的稳定安全系数由1.087 5提高到1.487 5,边坡达到稳定状态.同时坡体的大位移变形区域和最大位移量也有大幅度减小、剪应变带明显消失且剪应变大小得到有效控制,边坡治理效果明显.     

基于GIS的小流域土壤侵蚀评价研究

以珠江上游九溪河小流域为研究区域 ,采用美国通用土壤流失方程 (USLE模型 )为评价模型 ,以地理信息系统软件ARCVIEW 3 .2为分析平台 ,并在ARC/INFO 7.1 1及VisualFoxpro 6.0支持下 ,进行小流域土壤侵蚀评价。通过建立数字高程模型、TIN模型 ,数字化土地利用类型、植被类型、土壤类型等矢量图层 ,空间数据与属性数据连接 ,矢量、栅格数据转换 ,地图代数运算等操作步骤 ,获取基于栅格数据的小流域土壤侵蚀量。经分析 ,在不同的土地类型中 ,裸岩区及荒地的土壤侵蚀量最大 ,是有林地的 8倍以上。在各种植被类型中 ,经济林的土壤侵蚀量最大 ,而其它植被类型的差异不显著。影响小流域土壤侵蚀量最显著的因素是坡度因子 ,2 5°以上的坡度土壤侵蚀量是平地的 54倍以上。最后 ,找出了小流域水土流失治理的关键因子是坡度和植被 ,并提出相应治理措施     

Soil Organic Carbon Loss under Different Slope Gradients in Loess Hilly Region

Based on field runoff plots observation and sample analysis, the effect of slope gradient on soil organic carbon loss was studied under natural rainfall conditions in loess hilly region. The results showed that with slope gradient increasing （from10° to 30°）, the changing trend of soil erosion intensity （A） was A20°〉A30°〉A15°〉A10°〉A25°, suggesting that slope gradient between 20° and 25° was a critical degree ranger to exist. Soil organic carbon loss was mainly influenced by soil erosion intensity, appearing the same trend as did soil erosion intensity with increasing slope gradient. Soil erosion results in organic carbon enrichment in sediment. Average enrichment ratios of five runoff plots varied from 2.27 to 3.74, and decreased with increasing erosion intensity and slope gradient. The decrease of surface runoff and soil erosion is the key to reduce soil organic carbon loss.     

降雨及坡体组成对堆积型边坡稳定性的试验研究

滑坡灾害是常见地质灾害之一,人类工程数量和规模的发展,致使堆积体滑坡灾害在滑坡灾害中的比重不断增大,如何保障堆积体稳定性值得研究。本文通过试验测试的方法,从堆积体材料的组成出发,对比分析不同降雨强度、不同含土率、不同骨料比例对堆积体稳定性的综合影响。试验结果表明：（1）堆积体的含土率对滑坡规模影响较大;（2）降雨强度与堆积体破坏程度成正比关系;（3）堆积体的临界坡度越大其稳定性越好。在工程实际中,为确保人工堆积体边坡具有较好的稳定性,应合理规划堆积体的材料组成,降雨期间应着重监测含土率较大、临界坡度较小的堆积型边坡。