黄土丘陵区微地形梯度下草地群落植物与土壤碳、氮、磷化学计量学特征

论文以黄土丘陵区安塞实验站微地形（阳坡坡上、中、下部,坡顶,阴坡坡上、中、下部）条件下的草地群落为研究对象,测定群落叶片及不同土层根系和土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）含量,试图揭示微地形（坡向和坡位）对植物叶片、根系和土壤生态化学计量特征的影响。结果表明：研究区草本群落叶片C、N、P含量和C/N、C/P、N/P化学计量比的平均值分别为433.47、24.84、1.61 g/kg和18.18、320.36、17.41,叶片N/P值表明黄土丘陵区植物生长更易受P限制;根系C、N、P含量及C/N、C/P、N/P计量比的平均值分别为380.05、9.07、0.31 g/kg和49.61、1 326.64、30.73。叶片及根系C、N、P含量在不同坡向都表现出阴坡大于阳坡的现象。植物与土壤作为生物地球化学循环的不同环节,两者之间必然存在联系。论文相关分析表明：0~20、20~50、50~80、80~100 cm 4个分层的土壤C、N、P含量与叶片及根系化学计量特征之间都有不同程度的相关关系,特别是表层土壤C、N、P含量与叶片及根系C、N、P含量相关性较好。     

黄土丘陵区枣农复合系统土壤水分利用与竞争

探明黄土丘陵区农林复合系统植物土壤水分利用策略对评价其配置合理性与可持续性具有重要意义。论文以黄土丘陵区枣农（枣树+农作物）复合系统为对象,测定不同生育期植物木质部水和土壤水氧稳定同位素比率（δ¹⁸O）,利用IsoSource模型分析了复合系统中枣树与间作农作物（黄花菜和饲料油菜）土壤水分利用策略,判断两种复合系统作物间是否发生水分竞争。结果表明：枣树各时期对表层（0~20 cm）土壤水利用较少,在旱季主要使用中层（20~60 cm）和深层（60~200 cm）土壤水,雨季有显著降雨后主要利用中层土壤水。黄花菜、饲料油菜在旱季对低雨量有效降雨反应灵敏,但其仍主要利用中层土壤水,雨季显著降雨后两者对表层土壤水利用比例显著增加。总之枣树与黄花菜和饲料油菜土壤水分利用策略存在明显区别,但在较为干旱的5月和7月对中层和深层土壤水存在明显竞争。因此可在枣树株间修建深度为40 cm肥水坑,增加中层和深层土壤含水量,促进枣树根系向下生长,缓解水分竞争对枣树生长和产量造成的不利影响。     

陕北黄土丘陵区撂荒演替过程中的土壤水分效应

根据陕北黄土丘陵区17块不同撂荒年限样地土壤水分的普查和10块样地土壤水分的定位测定,利用多元回归分析和通径分析法研究了植被恢复过程中土壤水分的变化和各植被、土壤因子对土壤水分的作用效应:①农田撂荒后,随着植被的恢复,因群落生物量、植被盖度和土壤有机质等这些对土壤水分有直接作用因子的变化,而间接表现为随着撂荒年限的增加,土壤含水量越来越低,而土壤水分的波动却越来越大;②用地形因子(包括坡度、坡向和海拔)、土壤因子(地表土壤容重和有机质含量)和植被因子(地上生物量和植被盖度)可以较好地对土壤水分做出多元拟合,影响表层土壤水分含量和根系层水分波动的主导因子是植被盖度,而影响深层土壤水分波动的主导因子是地上生物量;③土壤水分两次测定期间深层储水量差值与累积降雨量成显著正相关,说明土壤水分测定下边界存在上渗与下渗运动,而且储水量差值多数为正值,说明是以下渗为主。因此O根据土壤水分来估算群落蒸散时会有正的系统误差。为此论文将深层储水量差值作为补偿调节因子自变量,以提高多元拟合精度。拟合结果说明群落蒸散可由群落生物量、群落盖度、坡度、坡向和土壤表层容重或坚实度来估计。在植被恢复过程中影响群落蒸散的最大因子是群落蒸腾,其次是植被盖度。     

萘和菲在黄土上的吸附动力学

研究了萘和菲在天然黄土和阳离子表面活性剂改性黄土上的吸附动力学过程。结果表明,萘和菲在阳离子表面活性剂改性黄土上吸附速率比在天然黄土上的快,同时吸附数据都能很好的符合一级动力学方程;吸附速率与起始浓度、温度及黄土本身的性质有关;萘和菲的吸附速率常数k与温度T成负相关。吸附反应的活化能分别为:-6.196~-1.172kJ/mol和-28.86~-15.70kJ/mol;萘和菲在天然黄土和阳离子改性黄土上的吸附速率由膜扩散和孔扩散过程控制,实验数据可以用扩散动力学方程拟合。本研究为理解多环芳烃在土壤中的迁移规律提供了理论基础,同时有助于理解土壤环境中石油污染物的迁移。     

山东地区黄土沉积特征与环境意义及其与黄土高原的对比

黄土高原与我国东部地区等地广泛分布的第四纪以来的粉尘堆积,是古气候变化的良好记录。但是,将我国黄土堆积视为一个整体、从地质历史的角度来进行区域对比和定量分析粉尘堆积的动态过程及其驱动机制的研究较少。在系统的野外调查与地层对比的基础上,对末次冰期沉积的山东庙岛群岛长岛黄土剖面与宁夏中卫冰沟黄土剖面进行了样品采集,经彻底的前处理后,采用Malvern Mastersizer 2000激光粒度仪进行了粒度分析,结果表明两者在粒度特征上存在一定的相似性,但冰沟剖面粒度明显比长岛剖面粒度粗,在整个末次冰期的风成沉积中,冰沟剖面的中值粒径为48.23μm,而长岛剖面为28.36μm;冰沟剖面的砂粒的百分含量为52.34%,而长岛剖面仅为23.47%。两个剖面均记录了末次冰期可与反映全球冰量变化的SPECMAP曲线对比的阶段,尽管其反映的气候状况并不完全相同。两剖面所指示的环境意义可能也存在差异,冰沟剖面的粒度变化主要反映了古风场强度的变化和沙漠的进退,长岛剖面粒度变化除了指示古风场强度的变化信息外,还指示了粉尘源区环境的变化,在一定程度上还指示了海平面变迁的信息。     

黄土丘陵沟壑区农用地生态安全问题分析

黄土丘陵沟壑区本身生态环境较脆弱,加之人类活动对其产生的影响,使该区域农业用地生态安全进一步受到威胁。通过对案例区农用地现状和农用地生态现状的分析,提出了其目前存在的生态安全问题,并进行了分析。     

陇东高原全新世黄土古土壤沉积序列辐射环境研究

通过对泾河上游陇东高原两个全新世黄土古土壤沉积序列剂量率的分析,发现全新世剖面中剂量率值的变化分别受到了沉积粉尘物质组成的变化和易淋溶元素迁移的影响。前者对剂量率的影响非常微弱;后者的影响相对较大。同时剖面内部剂量率的绝对值变化较小。Fe/Al值的变化也表明了整个全新世黄土古土壤剖面中沉积粉尘的物质组成变化极小,指示了研究区域沉积物源在全新世近万年时间尺度内是相对较稳定的。     

黄土沟壑区小流域不同地形下土壤微量元素分布特征

研究了黄土沟壑区小流域塬面、坡地、梯田和沟道土壤微量元素的剖面分布特征,以揭示不同地形条件下微量元素的有效性及地球化学特性.结果表明,不同土层土壤全量微量元素的变异系数均小于15%,为小变异土壤性质,有效态和吸附态铁和锰的变异系数均高于36%,为高度变异土壤性质;有效态和吸附态锌和铜属于中到高度变异.全量铁、锰和铜以沟道土壤较高,全锌、有效态和吸附态微量元素含量以塬面土壤较高.不同形态微量元素的剖面分布趋势取决于地形条件.不同地形下成土过程及不同地形条件所对应的土地利用方式造成了全量微量元素的差异,而土壤有机质含量的差异是不同地形条件下有效态和吸附态微量元素剖面分布特征不同的主要原因.     

伊犁盆地黄土分布、年代及粉尘来源分析

本文根据最新的研究资料,结合野外考察对处于西风区的伊犁黄土的分布、年代和粉尘来源进行了分析总结,并探讨了伊犁盆地黄土堆积的空间差异性。研究结果表明,伊犁黄土主要分布在山前丘陵和高阶地上,这些地貌部位堆积厚度最大,黄土沉积受地形和气候影响明显;已有的剖面年代学研究表明伊犁黄土主要形成于末次冰期,与新疆其它地区黄土开始大范围堆积的时间大体一致,但还可能有比中更新世更老的黄土存在;粒度分布和矿物表面形态特征表明伊犁黄土可能是近源物质与远源粉尘沉积作用叠加的结果,不同地区黄土在堆积过程所受到动力条件可能存在明显的差异;伊犁黄土中粘土组分可能主要来自中亚荒漠和伊犁河中、下游地区,西风带来的粉尘对伊犁盆地不同地区黄土的贡献率不同。     

哈尔滨地区风尘黄土重矿物特征及物源分析

哈尔滨地区分布有很多第四纪以来的风尘黄土沉积物。风尘黄土已被证实为干冷天气条件下,大风吹扬起来的沙尘沉积而形成的。针对这些沙尘物质的来源问题,采用从源到汇的物源示踪方法,采集了哈尔滨地区具有代表性的风尘黄土沉积物,以及松花江及其主要支流的河流沉积物、科尔沁沙地沉积物以及吉林地区的黄土沉积物作为主要研究对象,利用沉积物中重矿物组合、特征矿物,重矿物的百分含量、稳定系数、石英/长石、ZTR指数、ATi指数和GZi指数等多项指标进行分析,并结合东北地区岩性分布以及亚洲季风特征。研究结果显示,哈尔滨地区各地分布的风尘黄土各项重矿物指标具有很好的一致性,且与近源的松花江等河流沉积物相同;哈尔滨地区沿松花江干流河谷分布的风尘黄土沉积物物源主要来自于近源的松花江流域内的大小兴安岭及东部山地广泛分布的花岗岩类的风化碎屑。