發(fā)布時間：2017-12-21 09:15

  本文關(guān)鍵詞：利用CT掃描分析凍融作用對表層黑土和棕壤結(jié)構(gòu)的影響　出處：《沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：黑土和棕壤作為東北地區(qū)主要的旱地耕作土壤,開展其受凍融侵蝕影響機理的研究有助于為土壤凍融侵蝕的預(yù)防、制定合理的水土保持措施起到關(guān)鍵性的作用。本文以黑土和棕壤為研究對象,采用室內(nèi)模擬凍融循環(huán)與CT掃描技術(shù)相結(jié)合的方法,選取土壤初始含水率和凍融循環(huán)次數(shù)兩個因素,通過對CT數(shù)值及大孔隙特征的量化分析,結(jié)合凍融作用對水穩(wěn)性團聚體含量的影響來評價黑土和棕壤的可蝕性,得出以下結(jié)論:(1)在土壤斷面CT數(shù)方面,初始含水率及初始含水率與凍融循環(huán)的交互作用對黑土和棕壤的斷面CT數(shù)均有顯著影響,凍融循環(huán)次數(shù)對黑土斷面CT數(shù)的影響在0～5次顯著,對棕壤的斷面CT數(shù)的影響主要發(fā)生在5次凍融循環(huán)之后。當初始含水率接近凋萎系數(shù)時,土壤斷面CT數(shù)未發(fā)生明顯變化,凍融作用對土壤結(jié)構(gòu)影響不顯著;當土壤初始含水率逐漸增加至田間持水量時,土壤斷面CT數(shù)顯著減小,損傷變量為正值,凍融作用破壞土壤顆粒間的聯(lián)結(jié);當初始含水率持續(xù)增加至近飽和及過飽和時,損傷變量為負值,凍融作用加強土壤顆粒間的聯(lián)結(jié)。黑土初始含水率為40%時,凍融循環(huán)作用對土壤內(nèi)部5cm處的結(jié)構(gòu)破壞作用最大,棕壤初始含水率為30%時,凍融循環(huán)作用對土壤內(nèi)部6cm處的結(jié)構(gòu)破壞作用最大。(2)在土壤大孔隙特征方面,黑土在0～5次凍融過程中的大孔隙變化較為劇烈,在5～10次則表現(xiàn)的較為平緩;棕壤大孔隙的變化一般在凍融過程的0～5次較為平緩,在5～10次較為劇烈。初始含水率接近凋萎系數(shù)時,大孔隙的數(shù)目和面積均未發(fā)生顯著的變化,大孔隙度亦未發(fā)生明顯變化;土壤初始含水率接近田間持水量時,大孔隙的數(shù)目和面積均呈顯著增加的趨勢,大孔隙度顯著增加,對土壤的破壞加劇;當含水率近飽和或是過飽和時,斷面大孔隙的數(shù)目和面積呈減少的趨勢,大孔隙度減少,土粒之間的粘結(jié)力增加。土壤大孔隙的變化與土壤斷面CT數(shù)反映的變化趨勢一致。(3)在水穩(wěn)性團聚體含量方面,凍融作用對黑土團聚體水穩(wěn)性的影響在0～5次凍融循環(huán)時變化較為劇烈,在5～10次則表現(xiàn)的較為平緩;對于棕壤來說,則是在5次循環(huán)后才逐漸達到顯著水平。不同初始含水率的黑土和棕壤各徑級的團聚體水穩(wěn)性含量不同,凍融作用會使大粒徑組的水穩(wěn)性團聚體破碎,使小粒徑組的水穩(wěn)性團聚體含量增加。初始含水率接近凋萎系數(shù)的土壤,凍融作用可以降低水穩(wěn)性團聚體含量,但不能達到顯著性差異;隨著初始含水率的逐漸增加至接近田間持水量時,水穩(wěn)性團聚體含量呈減少趨勢,且含水率越高,對水穩(wěn)性團聚體的破壞越強烈;當初始含水率超過田間持水量達到近飽和或過飽和時,團聚體總量呈增加的趨勢,凍融作用促進團聚體的增加。(4)在團聚體、斷面CT數(shù)和大孔隙三者關(guān)系方面,當團聚體含量變化較小時,難以影響斷面CT數(shù)的變化,當團聚體的變化量增加到了一定程度,才會對斷面CT數(shù)產(chǎn)生影響。斷面CT數(shù)與大孔隙度呈負相關(guān)關(guān)系,且在含水率接近田間持水量及黑土 60%含水率時達到顯著相關(guān)水平;當初始含水率小于田間持水量時,大孔隙度與粒徑為5mm,5～2mm,2～1mm的水穩(wěn)性團聚體含量呈負相關(guān)關(guān)系,初始含水率大于田間持水量時,大孔隙度與5mm和5～2mm的水穩(wěn)性團聚體呈正相關(guān)關(guān)系,與2～1mm,1～0.5mm和0.5～0.25mm的水穩(wěn)性團聚體呈負相關(guān)關(guān)系,推測近飽和和過飽和含水率時斷面CT數(shù)的增加主要是由于大粒徑團聚體破碎成小粒徑團聚體的同時,小粒徑團聚體在外界的壓力及相互粘結(jié)的作用下形成稍大粒徑的團聚體所致。
【學(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S157

【參考文獻】

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本文編號：1315512