生石灰激发赤泥-粉煤灰协同水泥固化Cu2+污染高岭土的电化学特性

采用生石灰激发赤泥-粉煤灰-水泥对Cu2+污染高岭土进行固化处理,对采用不同配比的赤泥和粉煤灰固化7 d后的Cu2+污染高岭土试件的无侧限抗压强度、浸出率和电化学阻抗谱进行测试.试验结果表明,当赤泥和粉煤灰质量比为7:3时,固化体的无侧限抗压强度最大,Cu2+浸出率最小,电化学阻抗谱法对固化效果的评价与强度和浸出率测试结果一致,说明电化学阻抗谱法是一种评价污染土固化效果的有效方法.     

水分迁移对高山草甸区非冻结路基土的影响

高山草甸区域内道路冻胀、翻浆等病害大量发生,水分迁移是产生冻胀翻浆病害的主要原因.为了研究初始含水率、细颗粒含量及入流通量对非冻结路基土中水分迁移的影响.依托拉妥至芒康公路改建工程,进行室内试验.结果表明:当土体处于最佳含水率时,不同细颗粒含量的土样毛细水上升高度不同;在一定细颗粒含量范围内,土体总入流量及入流通量随细颗粒含量的增加而增大;当初始含水率为11％时,细颗粒含量为19％的土样总入流量随时间变化曲线表现为"S"形,而细颗粒含量为22％的土样却表现为拱形,说明土样总入流量随时间变化曲线随着细颗粒含量的增加,土样同样出现滞后现象.土体总入流量及入流通量与初始含水率成反比,总入流量随时间变化曲线由拱形变化为"S"形.结果表明高山草甸区的最低路基填筑高度控制在1.5 m以上,能有效防治路基冻胀翻浆.研究成果可对西藏高山草甸区公路建设与养护提供科学的依据和指导意义.     

不同森林群落类型土壤蚯蚓数量和生物量的时空分布特征

【目的】明确不同森林群落类型对其土壤蚯蚓数量(密度)及生物量时空动态的影响。【方法】采用电击法研究了云南省昆明市3种森林群落类型的土壤蚯蚓密度与生物量的时空分布规律,用相关分析与方差分析方法,分析3种森林类型的样地土壤理化环境与蚯蚓密度及生物量变化的相关性。【结果】①森林群落类型显著影响蚯蚓密度(P=0.001)和生物量(P=0.006),各森林群落类型下土壤蚯蚓密度与生物量的大小顺序分别为:云南松群落>桉树群落>疏林群落、云南松群落>疏林群落>桉树群落。②蚯蚓密度和生物量时间变化总体上表现为:9月>10月>11月。垂直分布表现为:桉树群落与云南松群落蚯蚓及生物量主要分布在≥5～10 cm土层,而疏林群落主要集中于0～5 cm土层。③桉树群落土壤温度、pH及水解氮与蚯蚓密度和生物量呈显著正相关关系(P<0.05); 土壤含水量、有机质、全氮等与蚯蚓密度及生物量变化趋势基本一致,但它们与蚯蚓密度及生物量的相关性未达到显著水平; 云南松群落和疏林群落下蚯蚓密度及生物量与土壤温度显著相关(P<0.05),而与土壤含水量、有机质、全氮、水解氮等相关性不显著。【结论】3种森林群落类型中土壤蚯蚓密度及生物量的时空分布具有显著的差异性,这种差异性与样地土壤理化环境(温度、水分、pH、土壤氮等)的变化密切相关。     

海淤建筑废料混合轻质土的配比优化

【目的】对海淤软土地基进行轻质化处理,制备具有轻质、高强特点的海淤建筑废料混合轻质土,可以减轻疏浚海淤地基的沉降。【方法】以疏浚海淤泥为原料土、水泥为固化剂、轻质建筑废料为轻质材料,采用优选配合比设计方法,研究组成材料对混合轻质土密度和强度的影响。同时以轻质高强、经济合理为原则,提出该混合轻质土的强度配比公式,并测试其耐久性指标水稳定性。【结果】水泥用量对混合轻质土密度影响较小,而轻质建筑废料用量对混合轻质土密度影响较大,随着轻质建筑废料用量的增加,混合轻质土密度降低; 水泥用量和轻质建筑废料用量对混合轻质土的无侧限抗压强度影响均较大,当轻质建筑废料用量不变时,随着水泥用量的增加,混合轻质土强度增加; 而当水泥用量不变时,随着轻质建筑废料用量的增加,混合轻质土的强度先增加后降低,存在一个峰值。【结论】不同的原料土、固化剂和轻质材料配比都会对轻质土的物理、力学性质产生影响,在实际工程应用中,在参考该研究提出的配比公式时,如混合轻质土的组分发生变化,还需要对其实用性进行验证。     

苏南丘陵山区森林中冬青幼苗更新影响因子研究

【目的】探究冬青幼苗更新与环境因子的相关关系,为苏南丘陵山区森林抚育和可持续经营提供参考。【方法】对江苏省溧水林场内4块有一定代表性的天然次生林样地进行详细调查,在分析不同群落中冬青幼苗的个体大小-密度分布特征的基础上,运用冗余分析(RDA)的方法对冬青幼苗更新状况与种内、种间、土壤因子的相关关系进行研究。【结果】随着群落中冬青重要值上升,冬青幼苗由“高密度-小株型”的分布特征,逐渐转变为“低密度-大株型”状态。3类环境因子对冬青幼苗更新总体表现为促进作用,但不同林层的林分结构因素间及不同种类的土壤因素间存在一定差异。当冬青重要值较高时,种内因子和种间因子组成的林分结构因素是主要影响因素,土壤因子影响较小,此时种间作用主要体现于上层高大乔木的影响。当冬青重要值较低时,土壤因子的影响超过林分结构因素,此时林分结构的影响主要表现为较强的更新层种间作用。【结论】在苏南丘陵山区森林中,不同类型群落中影响冬青幼苗更新的主导因子不同,林分结构和土壤因子对冬青幼苗更新的作用因群落中冬青重要值高低存在一定差异。     

帽儿山针阔混交林及纯林土壤碳代谢微生物群落特征研究

【目的】评价帽儿山地区纯林与混交林(红皮云杉纯林、长白落叶松纯林、胡桃楸和红皮云杉混交林、胡桃楸和长白落叶松混交林、水曲柳和红皮云杉混交林、水曲柳和长白落叶松混交林)土壤生态系统中参与土壤碳代谢的微生物群落特征。【方法】借助Biolog^MT技术,比较了纯林与混交林之间根际土壤微生物对不同碳源类型的利用情况。【结果】不同林型土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)呈现阔叶林高于针叶林,胡桃楸针-阔混交林型中针叶林土壤微生物AWCD值优于与水曲柳混交林型。胡桃楸针-阔混交林中,针叶林的Shannon指数显著地高于水曲柳针-阔混交林。Simpson优势度指数与Shannon多样性指数变化趋势较为相似。羧酸、氨基酸和糖类这3类碳源是导致微生物代谢呈现差异的主要碳源。长白落叶松、红皮云杉与水曲柳混交后对糖类、羧酸和氨基酸3种主要碳源的利用程度均有所下降,可能是导致AWCD值较低的原因之一。【结论】胡桃楸针-阔混交林比水曲柳针-阔混交林以及针叶纯林更有利于土壤微生物群落的碳代谢功能发挥。     

从适地适树到适钙适树的理论与例证

适地适树是造林学理论与实践的基本原则。实现树种和立地“配对”即适地适树的传统方法是:首先对有林地目标造林树种的生长指标(通常是树高)和根据经验所选定的立地指标(通常包括气候、地形地貌、土壤、植被等)进行相关分析; 然后根据相关结果选定主要立地指标,并依据这些指标对有林和无林地的立地质量进行分类; 最后划分该树种的最适宜、较适宜、一般适宜和不适宜生长的立地类型,以用于指导造林生产活动。但基于经验和相关分析对立地质量进行评价的方法中存在其立地指标因人、因地和因树的改变而无法重复的缺陷。为此,提出以土壤钙的供应潜力作为立地质量的统一指标,以树种最大生长对钙的需求作为树种的生物学特性指标,当树种最大生长的钙需求与立地钙供应潜力相吻合时,树种与立地则满足适地适树原则。依此原理,以辽东栎(Quercus liaotungensis Koidz)为例,建立了基于钙供给与需求平衡的理论数学模型。运用该模型计算造林树种的理论生长指数,通过理论生长指数与最大实际生长量的比值得到适钙适树指数。通过对适钙适树指数与实际生长量进行相关分析验证了适钙适树理论模型的可预测性和真实性。结果表明,用土壤钙供应潜力作为立地质量评价指标可以很好地在造林生产活动中贯彻适地适树原则。适地适树的本质即为适钙适树。     

苏北沿海地区不同土地利用类型下土壤动物群落结构特征

【目的】了解中国苏北沿海地区不同土地利用类型下土壤动物的多样性及其生态分布特征,为该地区土壤动物系统研究以及生态系统健康评价提供基础资料。【方法】采用手拣法和干漏斗法,对苏北沿海3种不同土地利用类型(杨树人工林、杨-农复合林、农田)下的土壤动物群落组成与多样性特征进行研究。【结果】土壤动物群落在杨树人工林、杨-农复合林、农田中均以蜱螨目(Acarina)、弹尾目(Collembola)动物为优势类群,占全部捕获量的82.48%,是组成该地区土壤动物群落的主体; 土壤动物个体数量随季节呈现一定规律性,即夏>秋>春>冬; 土壤动物垂直分布上,表聚性明显; 在群落多样性方面,杨树人工林土壤动物的Shannon-Wiener多样性指数与Pielou均匀度指数最高,杨-农复合系统土壤动物的丰富度(Margalef指数)最高,而农田土壤动物的Simpson优势度最高,多样性指数与均匀度指数最低。【结论】土地利用方式的转变影响了土壤动物的组成与多样性特征,复合经营和适度干扰可在一定程度上提高土壤动物的丰富度; 但是人为干扰强度较大时,会降低土壤动物的多样性和均匀度。     

斜桩加固下覆倾斜基底软土桩-网复合地基离心模型试验

通过2组相似比为1:100的土工离心模型试验,研究斜桩对既有下覆倾斜基底软土桩-网复合地基的加固效果。试验结果表明,采用斜桩加固既有下覆倾斜基底软土桩-网复合地基,可有效减小路堤顶面的工后位移(竖向、水平),控制路堤顶面两侧沉降差的发展;同时,斜桩加固能有效抑制既有复合地基中斜坡桩、摩擦桩的桩顶水平和竖向位移,防止土工格栅的破坏及复合地基非对称"盆状"沉降的产生和发展;此外,斜桩加固可显著减小既有复合地基中的水平向推力,提高地基刚度及稳定性。研究表明,斜桩是加固既有下覆倾斜基底软土桩-网复合地基的有效措施。     

污染土壤高压旋喷修复药剂迁移透明土试验及数值模拟

高压旋喷技术近几年开始应用于污染土壤修复,对所注入药剂的迁移扩散规律尚不明确,导致工程实践中缺乏可靠依据,同时为克服常规试验测试手段的不足,使用透明土材料开展了污染土修复药剂迁移的室内试验和数值模拟。在考虑分子扩散、机械弥散、对流等耦合情况下,建立了探究药剂在土壤中迁移特性的对流-弥散模型。研究结果表明:透明土试验技术能够直观地显示药剂迁移过程,可以应用于污染土修复药剂迁移特性的研究。在不同土壤压力条件下,存在最佳泥饼高度;相同土壤压力,泥饼高度越高,同一位置处浓度最大值越小;泥饼高度的选取关系到高压旋喷参数的设定,对修复效果及效率有重要影响。药剂的迁移以竖向迁移为主,水平向迁移不明显,因此为保证药剂以较高的浓度迁移至泥饼边缘,应使药剂在泥饼间隙水平方向上分布有较高且均匀的初始浓度。