内蒙古黄土丘陵地区生态农业试点建设途径初探

分析了内蒙古自治区和林格尔县羊群沟村生态环境特点及农业持续发展制约因素及潜力，总结了在黄土丘陵地区进行生态农业建设的措施和途径，对羊群沟村进行生态农业建设３年来所取得的综合效益进行了分析。     

Soil erosion types in the loess hill and gully area of China

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黄土丘陵区土地利用与土壤水分的时空关系

论文根据连续两年土壤水分的定点和观测数据,对黄土丘陵区不同土地利用类型及其结构与土壤水分的时空关系进行了分析。结果表明:①在欠水年,土地利用间土壤水分的差异显著,而在丰水年,土地利用间土壤水分的差异不显著;②在丰水年,土壤水分的年内变化只有灌木地为消耗型,间作地、果园、林地、草地、撂荒地和农地等6种土地利用类型为平衡型或增长型,欠水年所有土地利用均为消耗型;③从丰水年到欠水年,土壤水分的剖面结构类型降低型向波动型转化,波动型向增长型转化;④单一土地利用结构的土壤水分从坡顶到坡脚具有增长的趋势,而土地利用结构复杂的土壤水分沿坡面分布复杂。     

Study of elemental distribution in soil on the loess plateau of China

Instrument neutron activation analysis (INAA) has been employed in this study to determine 32 elements in soil on the loess plateau. The preliminary results suggest that geochemical characteristics of elements in the soil mainly retained those in the parent materials (loess). It has been found that fractional deposition among grain sizes in the process of loess transportation as well as the bioclimate in which the soil developed are main factors affecting the regional variations of elemental distribution in soil on the plateau. Contour maps of element concentrations plotted from the trend analyses exhibit the major patterns of the distributions and variations on the plateau. Furthermore, the study also provides evidence for the aeolian theory of the loess transportation in China.     

237Np和238Pu在黄土地下水中迁移的数值模拟

为了探索超铀核素在多孔介质中的迁移规律,为低中放固体废物近地表处置库的工程设计提供科学依据,在野外黄土试验场对237Np和238Pu进行了现场示踪试验,采用非平衡吸附模式的NESOR程序模拟了试验数据.结果表明,在含水层厚度6m以上更新世(Q3)马兰黄土中,土壤颗粒矿物以长石和石英为主,化学成分主要为SiO2,土壤颗粒以0.2~0.02mm为主的砂质黏壤土,干容重1.623t/m3,pH=8左右,总孔隙度0.42,阳离子交换容量12.17~28.26meq/100g的条件下,获得试验场黄土的纵向弥散度aL值为0.20~27.5cm,横向弥散度aT为0.05~1.0cm; 237Np的分配系数Kd值为198~451mL/g,238Pu的Kd值为450~1198mL/g;非平衡速率参数a范围为0.014~0.35d-1.     

饱和黄土中3H和Br-迁移的延迟特征

饱和黄土核素迁移实验表明 ,Br-的迁移速度比3 H快 ,这种现象对核素的迁移研究具有重要意义 ,但常用的模拟方法显然无法模拟出这种现象 .利用实验参数并以水流流速为已知参数 ,对实验数据进行了流速反推模拟 ,结果显示 ,3 H和Br-在饱和黄土的迁移中均存在延迟现象 ,且3 H的延迟大于Br-,模拟获得3 H的延迟因子为 1 95～ 2 0 5 ,Br-为 1 6 0～ 1 90 .对常用模拟法和流速反推法计算结果进行了比较 ,结果显示 ,采用常用模拟法获得的水流流速存在较大误差 .延迟因子的灵敏度分析结果显示 ,延迟因子对3 H和Br-在饱和黄土中的迁移具有较大影响     

黄土丘陵区土壤水分空间分布差异性探讨

在对黄土丘陵区典型区域多点土壤水分调查数据的分析的基础上,系统总结了研究区土壤水分分布的区域性和地块性差异特征及其发生分异的主要因子。文章认为,降水格局是土壤水分具有南、北向逐渐增加的区域分布特征的主导因子。热量、地貌、植被等的不同组合使得土壤水分发生地块尺度的分异。地域尺度土壤水分表现为南部好于中部,中部好于北部。在地块尺度内,则由于地貌、植被、土地类型等因素,土壤水分一般表现为:坡下部>坡中部>坡上部;阴坡>半阴-半阳坡>阳坡;隔坡梯田好于梯田;植被不同会造成土壤水分利用型差异。由于影响土壤水分的因素之间存在复杂的关系,其分布的差异性随季节、土壤层深度等不同而在表现程度上具有差异性。这一研究对黄土丘陵区植被恢复中合理利用土壤水资源具有十分重要意义。     

西北黄土对克百威的吸附特征

采用批量试验的方法研究了西北地区黄土对克百威的吸附动力学和热力学行为,并对相关影响因素进行了分析。结果表明:黄土对克百威吸附的最优动力学方程为准二级动力学方程;克百威在黄土中的吸附较好地符合Freundlich等温吸附方程;黄土吸附克百威过程中的吉布斯自由能ΔG■、焓变ΔH■及熵变ΔS■都小于0,表明黄土对克百威的吸附为自发进行的放热过程,并且吸附过程中体系混乱度减小,黄土吸附克百威的主要作用力为氢键力;pH值为4~10时,随pH值增大克百威的吸附容量减小,且pH值为4~8时减小趋势较平缓,p H值为8~10时减小趋势很大;随供试土样粒径减小,克百威在黄土中的吸附容量增大,当土壤粒径从0.45 mm减小到0.075 mm时,吸附容量由0.009 mg/g增加到0.049 mg/g;克百威在黄土中的吸附容量受其初始质量浓度影响很大,随克百威初始质量浓度增大,黄土对其的吸附容量相应增加,克百威初始质量浓度从20 mg/L增至110mg/L时,其在黄土中的吸附容量从0.080 mg/g增加至0.206 mg/g。     

我国西北黄土对阿特拉津的吸附行为及影响因素

为了探讨ATZ(阿特拉津)在黄土中的吸附/解吸行为及主要影响因素,以我国西北黄土为供试土样,采用批量试验法研究了黄土对ATZ的吸附动力学和热力学行为特征. 结果表明:黄土对ATZ的吸附动力学过程更符合准二级动力学模型,吸附热力学过程更符合线性分配的Henry吸附模型(R2>0.90),吸附过程中ΔGθ(吉布斯自由能)及ΔHθ(焓变)均小于0、ΔSθ(熵变)大于0,25～45 ℃温度范围内E(吸附平均自由能)为0.86～1.30 kJ/mol,表明黄土对ATZ的吸附过程以物理吸附为主,属于自发放热过程且导致吸附体系混乱度增加. 黄土对ATZ的吸附影响因素分析结果显示,随着系统温度的升高,ATZ在黄土中的饱和吸附量下降;pH在2～10范围内变化时,ATZ在黄土中的饱和吸附量随pH的增加呈明显降低趋势;初始ρ(ATZ)从2.5 mg/L增至10.0 mg/L时,黄土对ATZ的饱和吸附量也相应地从0.082 5 mg/g增至0.621 0 mg/g. 结果显示,ATZ在黄土中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程主要受到土壤有机质疏水性分配作用的影响.      

Experimental study on sediment-copper distributions in hyper-concentrated turbulent solid-liquid system

This study presents a special problem on vertical distribution for sediment and copper in hyper-concentrated turbulent solid-liquid system that is essentially different from the ordinary low-concentrated turbulent system. A resonance type turbulent simulation equipment is used for the experimental study in which a vertically uniform turbulent field of the mixture of loess and water is produced in a testing cylinder with a grille stirrer that moves up and down harmoniously with varying vibration frequencies, in order to compare the variations of the vertical profiles of sediment and copper in low- and hyper-concentratod solid-liquid system, different scenarios for input sediment content ranging from 5 to 800 kg/m^3 was considered in the experimental studies. It was found that solids copper content increases with input sediment content, So, and reaches its peak as So goes to 10 kg/m^3 and then decreases rapidly with increasing input sediment content. Such a behavior is possibly resulted from the joint effect of the specific adsorption of copper on loess, precipitation of carbonate and hydroxide of copper due to high carbonate content in the loess and the so-called ＂particulate concentration effect＂ due to the present of the sediment variation in water. The vertical sediment concentration distribution resulted from the uniform turbulence is generally uniform, but slight non-uniformity does occur as sediment concentration exceeds certain value. However, the vertical concentration distributions of soluble copper seem not to be affected much by the variation of sediment concentrations.