黄土中矿物元素的淋溶释放研究

选取我国西北地区广泛分布的黄土进行模拟降水淋溶实验,研究了在动态淋溶系统中盐基离子和ＳｉＯ２、Ｃｌ－等黄土主要组份的释放规律及淋出液的ｐＨ值变化特点,在此基础上对黄土中各矿物元素的淋溶释放机制进行了探讨。结果表明,黄土中的Ｎａ＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｃｌ－主要通过快速的无机盐溶解过程淋失,而Ｋ＋、ＳｉＯ２的淋溶释放则与缓慢的硅酸盐矿物风化有关。粗略的通量计算结果显示,在黄河流域,降水淋溶侵蚀作用每年可从黄土中淋失盐基离子４０．７ × １０９ｍｏｌ,占黄河溶解态物质入海通量的近２０%。     

伊犁尼勒克黄土石英颗粒微形态特征及其成因与物源意义

石英颗粒表面微形态分析是判断沉积物成因和来源的重要方法之一。对伊犁盆地尼勒克黄土石英颗粒表面微形态特征进行了研究,并将其与冰川、河流、沙漠样品进行比较,结果表明尼勒克黄土石英颗粒磨圆较差,冰川和水流作用的微形态特征明显,系近源风力搬运沉积。通过对比分析讨论了石英粉砂的可能产生机制,认为流水和寒冻风化作用为伊犁黄土的形成提供了重要动力来源。尼勒克黄土的物质来源和匈牙利黄土类似,而与黄土高原黄土有较大差别,这主要表现在经受风力搬运-沉积的次数上或者风力搬运的距离上。该研究为解译伊犁地区黄土的古气候环境意义提供了重要基础。     

黄土丘陵小流域沟坡水热条件及其生态修复初探

在黄土丘陵沟壑区,沟坡是小流域尺度上水土流失最为活跃的部分,对其水热条件的了解是进行综合治理的基础。论文以黄土丘陵区甘肃定西安家沟小流域为例,观测了沟坡不同地形部位和植被类型土壤水分季节动态和剖面变化特征,同时观测了光照、大气湿度、温度和风速等小气候条件,并探讨了沟坡生态修复方式。结论与建议如下。①历次取样中,0～100cm平均土壤水分均以沟道灌木林地最高,沟坡中的阳坡和阴坡的草地和灌木林地次之,梁峁坡农地最低,且6种类型样地间有显著差异(P<0.01);对于相同的植被类型来说,阳坡的林草植被土壤水分均要小于阴坡,但没有显著差异(P>0.05);而在同一坡向,草地的土壤水分要显著高于灌木林地(P<0.01);和梁峁坡农地的土壤水分季节变化特征相比,沟坡植被土壤水分的季节变化不明显。②对于梁峁坡农地和阴坡的灌木林地来说,土壤水分在剖面内随着深度变化平缓,而其它4种类型样地土壤水分在剖面内随着深度呈增加的趋势。对于这6种类型样地,土壤水分剖面差异格局与0～100cm平均含水量相似;且随着深度的增加,6种类型样地间土壤水分的差异性增大。③对于梁峁坡和沟坡来说,4～5月份风速均是观测期内最大的,但沟坡风速要小于梁峁坡坡面;在观测期内,高湿期出现在5月,且沟坡大气相对湿度高于梁峁坡;和     

黄土丘陵小流域土地利用的时空分布及其与地形因子的关系

采用航片解读、实地调查、土地规划和基于GIS的统计分析相结合的方法,从土地利用面积和地形分布格局的变化分析入手,研究了黄土丘陵小流域土地利用的时空分布格局及其影响因子。研究结果表明,黄土丘陵区大南沟小流域的土地利用变化可以分成两个阶段,第一阶段从1975、1998年到25°退耕,林地/灌木地面积增加,荒草地、休闲地和耕地的面积减少,果园/经济林地的面积变化不明显;第二阶段即3种土地利用规划方案,包括25°、20°和15°退耕方案,林地/灌木地和荒草地的面积保持不变,耕地和休闲地逐渐被果园/经济林地所替代。汇总与相关分析表明,这5种土地利用类型的地形分布格局也发生相应的变化。研究指出,近20年来,大南沟小流域土地利用格局日趋优化,3种土地利用规划方案体现了土地持续利用的生态、经济和社会效益,具有很强的操作性。     

同步荧光法同时测定黄土中的菲和萘

建立了同时测定菲和萘混合液中二组分的固定波长同步荧光光谱法.菲和萘的线性范围分别为0.001～0.101mg/L和0.0025～0.25mg/L,检出限分别为0.47ng/mL和0.14ng/mL,相对标准偏差分别为0.48%和0.89%(n=12).此方法可用于研究黄土对菲、萘混合液吸附平衡后上清液中的菲和萘的同时测定.结果表明,黄土对菲和萘的吸附曲线满足Freundlich方程,为预测和治理土壤污染提供了一种快速简便的测试手段.     

植被对黄土高原沟壑区坡地土壤有机碳的影响

选取高原沟壑区王东沟流域内典型的治理坡段,研究不同植被条件下土壤有机碳、氮的含量变化和坡面分布特征。结果表明:与荒草(白羊草)群落相比,油松群落条件下,土壤有机碳含量提高9.3%(P>0.05),而果园土壤有机碳含量降低40.1%(P<0.05)。沙棘、侧柏和刺槐群落下,土壤有机碳含量虽低于荒草群落,但尚未达到显著水平(P>0.05)。果园和刺槐群落下坡面有机碳变化趋势不明显;杏树群落下表现为坡中部含量高,上部和下部低;白羊草群落下坡面有机碳含量从上到下逐渐增加。不同植被条件下土壤全氮与土壤有机碳存在极显著(R²=0.925)的相关关系。     

黄土高原丘陵沟壑区小城镇建设的生态经济学意义及其特点

论述了小城镇建设与区域小流域治理之间的相互关系，阐明了小城镇建设在黄土丘陵沟壑区的生态经济学意义，即发展小城镇，不仅能促进和加快区域产业结构调整，缓解人口对土地的压力，有利于小流域生态环境的恢复和保护；而且还将大大提高流域的各种基础设施建设水平，加强流域与外部的经济活动联系，促进区域经济发展。进一步讨论了黄土丘陵沟壑区小城镇建设的特点：以小流域为基础的小城镇建设呈“袖珍型”发展状态；在很长一段时间内以加工业和制造业为主；建设中心城镇，加强区域小城镇之间的联系。     

黄土隧道WSS注浆数值模拟及现场监测分析

以西安地铁一号线朝阳门到康复路区间黄土隧道为例,在分析了二重管无收缩注浆技术(WSS工法)原理的基础上,制定了具体的施工方案,确定了技术参数和质量保证措施,并建立了FLAC三维数值模型,对注浆效果进行了验证分析,证明了其可行性.现场监测结果表明,在黄土地区采用该工法进行注浆加固止水,能够保证掌子面的干燥作业.该方案施工注浆效果明显,达到了治理隧道地下水患的目的,同时也减小了地面沉降(仅为17.4mm).     

微生物矿化作用(MICP)‑铺砂联合提高黄土抗侵蚀性试验研究

采用微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)?铺砂联合技术对黄土进行改性,通过开展降雨冲刷实验对其提高黄土抗侵蚀特性的可行性进行了验证。结合微型贯入和碳酸钙含量测定试验,进一步阐明了 MICP?铺砂提高黄土抗侵蚀特性的作用机理。结果表明：(1)纯 MICP 处理能提高黄土抗侵蚀性,而 MICP?铺砂联合技术相比纯 MICP 处理能更进一步提高黄土抗侵蚀性。未经 MICP 处理的土体在降雨条件下发生大面积侵蚀的时间最早,其次为纯 MICP 处理的土体,而 MICP?铺砂联合处理的土体仅表面部分土体发生侵蚀,其它部分较为完整。(2)MICP?铺砂联合改性机理是通过微生物砂防护层的高强度和被防护边坡黄土硬化壳的低渗透性有机结合,发挥砂防护层抗雨滴击溅和径流冲刷以及黄土硬化壳减渗的共同作用,从而提高黄土的抗侵蚀能力。(3)纯 MICP 处理和 MICP-铺砂联合处理土体流出液的化学指标值相差不大。(4)纯 MICP 处理和 MICP?铺砂联合处理土体的结构强度远高于未经处理的土体。(5)纯 MICP 处理和 MICP?铺砂联合处理土体的碳酸钙含量均呈现随深度增加而逐渐降低的趋势, 二者的平均碳酸钙含量相差不大。     

污泥改性黄土对胡麻生长及Cd、Ni、Pb的吸收实验

通过堆肥污泥改性黄土盆栽胡麻实验,研究了不同污泥施入量对胡麻幼苗生长及植株Cd、Ni、Pb吸收的影响。实验结果表明,随着污泥施入量的增加,混合基质中有机质、TN、TP和重金属的含量均有不同程度提升,p H逐渐减小并趋于中性;污泥施入量为1%时胡麻种子的发芽时间明显缩短、发芽率提高、幼苗株高增加,且F_1相比对照实验胡麻幼苗F_0生物量增加了3.79%,该条件下幼苗茎秆茎干对中Cd、Ni、Pb的吸收率分别为9.30%、1.29%和1.43%;施入量超过25%后胡麻种子的发芽和生长受到严重抑制。得出:堆肥污泥施入量控制在6.75~7.5 t/hm~2可以有效改善黄土性土壤的种植条件,有望提高该地区胡麻的产量。