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砾石覆盖对小麦玉米轮作农田碳排放强度的影响

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农业工程学报 2017年第17期33卷 208-215页

作者：王冬林冯浩刘晓青李毅张阿凤西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 河南省水利科学研究院郑州450000 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100 西北农林科技大学资源与环境学院杨凌712100

为研究砾石覆盖对农田土壤水热条件及温室气体排放的影响,探讨小麦-玉米轮作农田碳排放强度对砾石覆盖的响应,开展了基于静态暗箱-气象色谱法的小麦-玉米轮作田间试验,测定了土壤CO2、CH4和N2O 3种温室气体的排放,结合产量、全球增温潜... 详细信息

为研究砾石覆盖对农田土壤水热条件及温室气体排放的影响,探讨小麦-玉米轮作农田碳排放强度对砾石覆盖的响应,开展了基于静态暗箱-气象色谱法的小麦-玉米轮作田间试验,测定了土壤CO2、CH4和N2O 3种温室气体的排放,结合产量、全球增温潜势和碳排放强度等指标评估砾石覆盖的农田生态效应及固碳减排作用。试验在作物关键需水期设置0和50 mm 2个灌溉水平,土壤表面设置无覆盖和100%覆盖2个砾石覆盖度水平,形成无覆盖对照(W0M0)、灌溉对照(W1M0)、砾石覆盖(W0M1)和灌溉砾石覆盖(W1M1)4个处理。结果表明:1)砾石覆盖能有效改善土壤水热状况,显著增加作物产量。与对照处理W0M0相比,W1M0,W0M1和W1M1 3个处理的作物年际总产量分别增加了18.1%、32.6%和51.8%;2)各处理对3种温室气体排放的影响具体表现为,相比W0M0处理,W1M0,W0M1和W1M1 3个处理的CO2年际排放总量分别降低了7.8%、12.1%和18.0%,CH4年际吸收总量分别增加了32.5%、80.2%和124.3%,而各处理N2O年际排放总量差异不显著;3)砾石覆盖显著降低了农田温室气体碳排放强度,W1M0,W0M1和W1M1 3个处理的碳排放强度相比W0M0处理分别降低了14.9%、20.7%和33.6%。比较产量和碳排放强度,经济产量越高,固碳潜力越大,碳排放强度越小。双因素方差分析表明砾石覆盖结合农田灌溉使得作物产量达到最高,碳排放强度最小。综合考虑,砾石覆盖结合农田灌溉能有效改善土壤水热状况,有利于增加作物产量和降低农田温室气体碳排放强度,该研究为干旱半干旱地区实现稳定增产和固碳减排提供一种可行途径。

关键词：砾石土壤水分温度作物产量碳排放强度小麦-玉米轮作

砾石覆盖对土壤水热过程及旱作小麦玉米产量的影响

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农业工程学报 2017年第7期33卷 132-139页

作者：王冬林冯浩李毅西北农林科技大学水利与建筑工程学院杨凌712100 西北农林科技大学中国旱区节水农业研究院杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100

为了揭示砾石覆盖对农田土壤水热变化及作物产量形成的影响,2013—2015年采用小区试验法研究冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水分变化、温度效应以及作物生长和产量之间的相互作用关系。田间试验设置无覆盖(CK)、25%砾石覆盖(GM1)、50%砾... 详细信息

为了揭示砾石覆盖对农田土壤水热变化及作物产量形成的影响,2013—2015年采用小区试验法研究冬小麦-夏玉米轮作条件下土壤水分变化、温度效应以及作物生长和产量之间的相互作用关系。田间试验设置无覆盖(CK)、25%砾石覆盖(GM1)、50%砾石覆盖(GM2)、75%砾石覆盖(GM3)和100%砾石覆盖(GM4)5个处理。结果表明:砾石覆盖度与土壤水分呈显著正相关,100%砾石覆盖处理土壤贮水量最高;干旱胁迫条件下砾石覆盖度越高土壤的保水性越好,降雨条件下砾石覆盖度越高土壤截留雨水的能力越大。砾石覆盖具有明显的增温效应,4个砾石覆盖处理的土壤平均温度大于CK处理,GM4处理土壤平均温度最大;砾石覆盖处理可以认为是一种有效的温度调节方式,具体表现在低温(-5~0℃)条件下GM4处理较CK处理土壤温度增加5℃,高温(40~45℃)条件下GM4处理较CK处理土壤温度降低3.7℃;在寒冷气候和水分亏缺的情况下4个砾石覆盖处理增温能力均大于对照。此外,夏玉米叶面积指数随着砾石覆盖度增加而增大。100%砾石覆盖处理的2季冬小麦和夏玉米平均产量较对照处理分别增加了58.55%和22.50%。可见,砾石覆盖技术可以有效保持土壤水分、增加土壤温度、促进作物生长和提高产量,是干旱半干旱地区应对水分胁迫和气候变化、

关键词：砾石土壤水分温度产量响应机制冬小麦玉米

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岩石释光埋藏测年中砾石晒退程度的快速评估

第四纪研究 2022年第5期42卷 1462-1474页

作者：温佳洁欧先交李阳曾兰华李嘉燕邹晓君杨彩嘉应学院地理科学与旅游学院广东梅州514015 青海师范大学地理科学学院青海西宁810008

信号晒退是释光测年的前提。最近几年发展起来的岩石释光埋藏测年技术,可以依据释光-深度曲线判断砾石样品释光信号晒退程度,这是该技术的一大优势之一。已有的测年实践显示,在不均匀晒退的沉积环境中,可能仅有少数砾石释光信号晒退良好... 详细信息

信号晒退是释光测年的前提。最近几年发展起来的岩石释光埋藏测年技术,可以依据释光-深度曲线判断砾石样品释光信号晒退程度,这是该技术的一大优势之一。已有的测年实践显示,在不均匀晒退的沉积环境中,可能仅有少数砾石释光信号晒退良好,而大部分砾石年代高估。因此,非常有必要发展快速判断砾石释光信号晒退程度的方法,以提高测量效率。本文介绍了砾石释光信号晒退的几种常见情景及其筛选的理论基础,基于砾石释光信号由表及里晒退的事实,以及砾石表层剂量率变化大、测试深度需要、岩片平整度等的考虑,尝试将砾石表面约2 mm的释光信号与饱和释光信号进行对比,并结合统计分析方法(文中称“表_(-2 mm)/饱和信号法”),判断来自青藏高原东部横断山脉雀儿山北麓当子沟(32.1°N,98.9°E) 的典型不均匀晒退环境——冰川沉积的159个花岗岩冰水砾石的释光信号晒退程度。通过建立39根岩芯的完整释光-深度曲线,验证此方法可用于快速识别沉积前释光信号晒退良好的砾石。在此基础上,初步探讨了砾石释光信号晒退程度与沉积环境、砾石大小、磨圆度、球度、结构、砾石ab面方向间的关系,刻划释光信号晒退良好砾石的表观特征,以辅助岩石释光埋藏测年野外采样。

关键词：岩石释光埋藏测年后红外砾石不完全晒退非均质沉积

土工格栅横肋对加筋砾石强度与变形特性的影响

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岩土力学 2017年第8期38卷 2234-2240页

作者：王志杰 Felix Jacobs Martin Ziegler 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 亚琛工业大学岩土工程研究所北莱茵威斯特法伦州亚琛52074

土工格栅广泛应用于各类加筋土结构工程实践,在这些实际的加筋土结构中,加筋土体一般处于平面应变状态。为了更详尽地描述平面应变状态下土工格栅加筋土的复合力学性状,加深对土工格栅加筋机制的认识,通过以砾石和具有不同横肋数量的土... 详细信息

土工格栅广泛应用于各类加筋土结构工程实践,在这些实际的加筋土结构中,加筋土体一般处于平面应变状态。为了更详尽地描述平面应变状态下土工格栅加筋土的复合力学性状,加深对土工格栅加筋机制的认识,通过以砾石和具有不同横肋数量的土工格栅为研究对象,进行大型双轴压缩试验,探究了平面应变状态下土工格栅横肋对加筋土强度和变形特性的影响。试验结果表明:土工格栅显著提高了加筋土试样的最大轴向应力,最大轴向应力随土工格栅横肋数量的增加而增大;基于数字图像相关(DIC)技术,获得了同一围压下未加筋土和各加筋土试样土颗粒的位移和旋转情况,直观地展现了土工格栅的加筋效果;加筋土试样中土工格栅在双轴压缩荷载作用下的纵向拉伸应变分布规律呈现中部最大、朝格栅试样两端递减的规律;在相同轴向应变条件下,上层格栅的拉伸应变略大于下层格栅的拉伸应变;在相同轴向应力作用下,土工格栅的纵向拉伸应变随横肋数量的增加而减小。

关键词：土工格栅横肋砾石平面应变数字图像相关技术

位移幅值对砾石-格栅界面循环剪切特性的影响

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中国公路学报 2023年第5期36卷 58-64页

作者：刘飞禹李婧婷应梦杰童立红上海大学土木工程系上海200444 华东交通大学土木建筑学院江西南昌330013

由于加筋土结构经常受到动荷载的作用,因此筋土界面的动力剪切性能也越来越受到重视;但目前筋土界面的动力剪切试验往往循环次数很少,一般只有10多次,不能充分反映筋土界面的动力相互作用。采用大型动态直剪仪,在剪切位移幅值分别为1、2... 详细信息

由于加筋土结构经常受到动荷载的作用,因此筋土界面的动力剪切性能也越来越受到重视;但目前筋土界面的动力剪切试验往往循环次数很少,一般只有10多次,不能充分反映筋土界面的动力相互作用。采用大型动态直剪仪,在剪切位移幅值分别为1、2、4、6 mm时,对砾石-格栅界面进行了2000次水平循环直剪试验,分析了剪切位移幅值对筋土界面剪切应力、竖向位移以及颗粒破碎的影响,揭示了筋土界面相互作用的机理。结果表明:在循环剪切过程中,界面平均峰值剪切应力先增加后减小;剪切位移幅值越大,达到界面峰值强度所需的循环次数越少,而达到界面残余强度所需的循环次数越多,较大的剪切位移幅值会使得砾石-格栅界面的剪切应力衰减现象更显著;随着剪切位移幅值的增大,试样最终剪缩量增大,但试样最终剪缩量增量逐渐减小;随着剪切位移幅值增大,界面剪切刚度逐渐减小,界面阻尼比却逐渐增大;通过对循环剪切试验后的砾石颗粒各粒组含量进行分析,发现剪切位移幅值越大,颗粒的相对破碎率也越大,相对颗粒破碎率与剪切位移幅值呈较好的对数关系,并与试验结果吻合较好。

关键词：道路工程筋土界面直剪试验砾石剪切位移幅值阻尼比相对破碎率

砾石在分析盆地物源区迁移与湖岸线演化中的作用

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古地理学报 2021年第3期23卷 507-524页

作者：高志勇石雨昕冯佳睿周川闽中国石油勘探开发研究院实验研究中心北京100083 提高石油采收率国家重点实验室(中国石油勘探开发研究院) 北京100083

中国中西部盆地的盆山结合部位,勘探程度较低、钻井少、地震成像复杂,致使利用传统的地震相、测井相、岩心资料等研究原型盆地岩相古地理特征较为困难。基于露头中巨厚砾岩发育层段对应盆地内储集层平面展布范围最广这一认识,运用"将今... 详细信息

中国中西部盆地的盆山结合部位,勘探程度较低、钻井少、地震成像复杂,致使利用传统的地震相、测井相、岩心资料等研究原型盆地岩相古地理特征较为困难。基于露头中巨厚砾岩发育层段对应盆地内储集层平面展布范围最广这一认识,运用"将今论古"方法,建立南天山前现代冲积扇、扇三角洲平原、河流等沉积体系中砾石与搬运距离关系,以及不同沉积相类型中砾石发育产状与湖岸线远近关系,定量计算了准噶尔盆地多条重点剖面侏罗系—白垩系现今位置与沉积物源区和湖岸线演化的距离,恢复了侏罗纪—白垩纪物源区范围与湖岸线演化过程。认为侏罗纪—早白垩世砂砾岩储集体向盆地内延伸范围最大时期的湖岸线,明显与现今盆地边缘线有一向西北方向敞开的夹角,该认识对在编制岩相古地理图过程中以盆地边缘线即为湖岸线的观念提出了不同见解,为恢复准南等低勘探程度区原型盆地的岩相古地理特征、预测有利储集体的展布提供参数依据。建立的刻画物源区变化和湖岸线迁移的定量评价方法与参数,是对传统沉积学研究的有益补充。

关键词：砾石从源到汇物源区湖岸线迁移侏罗纪—白垩纪准噶尔盆地南缘

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宁夏压砂地砾石元素淋溶影响因素研究

农业工程学报 2019年第19期35卷 152-159页

作者：李王成赵研王帅田军仓王霞王双涛李晨王兴董亚萍宁夏大学土木与水利工程学院银川750021 宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心银川750021 旱区现代农业水资源高效利用教育部工程研究中心银川750021

研究压砂地元素淋溶对宁夏回族自治区压砂地土壤环境维护以及健康发展至关重要。为研究宁夏中卫地区压砂地在不同补水量、盐分处理和温度下的元素淋溶规律,采用电感耦合等离子体发射光谱仪及电感耦合等离子体质谱仪,测定了宁夏回族自治... 详细信息

研究压砂地元素淋溶对宁夏回族自治区压砂地土壤环境维护以及健康发展至关重要。为研究宁夏中卫地区压砂地在不同补水量、盐分处理和温度下的元素淋溶规律,采用电感耦合等离子体发射光谱仪及电感耦合等离子体质谱仪,测定了宁夏回族自治区中卫市环香山地区2种压砂砾石的元素含量,并根据当地多年降雨灌溉资料以及气象温度水质等数据,通过室内试验分析不同补水量、盐分及温度对压砂砾石元素淋溶的影响,同时运用多元回归法分析各影响因子对元素淋溶量变化的贡献率。结果表明:1)水分的参与对压砂砾石元素淋溶有促进作用。随着补水量的增加,绿色板岩各元素淋溶量呈波动增加趋势,红色砂岩Na、Si、Cl元素淋溶量随补水量的增加逐渐增大,Mn、Ba元素淋溶量在补水量为397 mL时出现峰值,随后淋溶量减小,通过拟合方程发现压砂砾石元素淋溶量与补水量呈对数函数关系,且拟合度较高(R2>0.99)。2)随着矿化度的增加,元素淋溶量呈现先增大后减小的趋势,且在矿化度为3 g/L左右时的NaCl溶液处理下元素淋溶量达到最大值,然后逐渐减小。且通过拟合方程发现,压砂砾石元素淋溶量与盐分呈2次多项式关系。3)影响宁夏中卫地区元素淋溶量影响因子中,补水量对其元素淋溶量的影响最大,温度次之,盐分最小。研究可为压砂地土壤健康发展与可持续利用提供依据。

关键词：砾石元素淋溶盐分补水量

砾石对马尾松人工林土壤有机碳密度评估的影响

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应用生态学报 2023年第8期34卷 2073-2081页

作者：简尊吉雷蕾倪妍妍朱建华曾立雄肖文发中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所/国家林业和草原局森林生态环境重点实验室北京100091 南京林业大学南方现代林业协同创新中心南京210037 林草碳汇研究院北京100091 中国科学院武汉植物园武汉430074

砾石(>2 mm)是估算土壤碳库的主要参数之一。为评估砾石对马尾松人工林土壤容重和有机碳密度的影响,本研究基于不同方法(剔除砾石前后)估算马尾松人工林分布区131个样地0~10、10~20和20~40 cm土层土壤容重和有机碳密度,并检验不同方法... 详细信息

砾石(>2 mm)是估算土壤碳库的主要参数之一。为评估砾石对马尾松人工林土壤容重和有机碳密度的影响,本研究基于不同方法(剔除砾石前后)估算马尾松人工林分布区131个样地0~10、10~20和20~40 cm土层土壤容重和有机碳密度,并检验不同方法间的差异。结果表明:剔除砾石后各土层容重分别为0.58~1.57、0.60~1.67和0.59~1.75 g·cm^(-3),显著低于剔除砾石前容重,砾石总体上将容重提高了6.5%~6.8%;剔除砾石前各土层土壤有机碳密度分别为8.93~65.97、7.63~59.08和8.79~94.53 t·hm^(-2),高于剔除砾石后估算的土壤有机碳密度,忽视砾石总体上使土壤有机碳密度被高估4.9%~11.8%;随砾石含量增加,不同方法间土壤容重和有机碳密度的相对偏差增加,当砾石含量高于20%时,0~40 cm土层估算的土壤有机碳密度在忽视砾石与剔除砾石间差异显著,前者比后者高29.7%~47.4%。综上,砾石显著影响土壤容重和有机碳密度,推荐用剔除砾石容重且考虑砾石作为修正因子的方法来估算土壤有机碳密度(尤其是砾石含量高于20%时),以避免土壤碳库被高估。

关键词：砾石容重有机碳密度相对偏差人工林

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含砾石土壤降雨入渗过程模拟

水科学进展 2010年第6期21卷 779-787页

作者：朱元骏邵明安西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

在室内模拟降雨试验的基础上,利用多重相互作用连续体(MINC)组件,对含砾石土壤降雨入渗过程进行了数值模拟,以期深入理解含砾石土壤中的水土过程。研究结果表明,土壤中砾石的存在能够导致土壤水分饱和度增加,使得土壤总入渗量以及降雨... 详细信息

在室内模拟降雨试验的基础上,利用多重相互作用连续体(MINC)组件,对含砾石土壤降雨入渗过程进行了数值模拟,以期深入理解含砾石土壤中的水土过程。研究结果表明,土壤中砾石的存在能够导致土壤水分饱和度增加,使得土壤总入渗量以及降雨入渗深度降低。含砾石土壤中存在一个陡的湿润锋面,在湿润锋面上土壤水分饱和度急剧下降。MINC组件可以很好地模拟含砾石土壤降雨入渗过程,其对含砾石土壤湿润锋和土壤含水率变化的模拟值与实测值吻合较好。降雨期间土壤水分饱和度沿土壤剖面的变化可用来解释含砾石土壤降雨入渗深度降低的原因。

关键词：砾石土壤水分降雨入渗过程模拟饱和度湿润锋面入渗深度入渗过程模拟降雨试验土壤湿润锋含水率变化组件相互作用土壤剖面数值模拟土壤总实测值入渗量连续体水土