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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

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

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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

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添加砾石对崩岗岩土无侧限抗压强度的影响

农业工程学报 2020年第24期36卷 118-124页

作者：杨彩迪牛玉华张晓明卫杰左知灵张睿钰华中农业大学资源与环境学院武汉430070 浙江大学环境与资源学院杭州310058 农业农村部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

崩岗是中国南方红壤地区常见的一种土壤侵蚀类型,该研究对砾石含量、形状和直径三因素进行正交设计,分析不同组合的砾石对崩岗岩土无侧限抗压强度的影响。结果表明,崩岗4层土体的无侧限抗压强度均值由大到小依次为淋溶层A、黏化层Bt、... 详细信息

崩岗是中国南方红壤地区常见的一种土壤侵蚀类型,该研究对砾石含量、形状和直径三因素进行正交设计,分析不同组合的砾石对崩岗岩土无侧限抗压强度的影响。结果表明,崩岗4层土体的无侧限抗压强度均值由大到小依次为淋溶层A、黏化层Bt、淀积层B、母质层C,效果较好的处理分别为:淋溶层A,质量分数15%,直径2~4 mm,圆砾;黏化层Bt,质量分数15%,直径5~7 mm,圆砾;淀积层B,质量分数15%,直径5~7 mm,圆砾;母质层C,质量分数15%,直径5~7mm,圆砾。4层土体的轴向应力随轴向应变均呈急剧上升、急剧下降、减速衰减和衰减稳定4个阶段,但砾石复合土高于未加砾石土。4层土体在较好处理下的无侧限抗压强度分别比未加砾石土提高59.56%、71.70%、49.51%和83.64%,且二者呈线性递增函数关系(R2=0.99)。添加砾石的土柱在受压时破坏程度较小,其中淋溶层A和母质层C主要集中为下部破碎,黏化层Bt和淀积层B主要为土柱一侧破碎。该研究可为崩岗侵蚀预防和分层治理提供理论依据。

关键词：砾石土壤相关崩岗无侧限抗压强度应力-应变破坏形态

年轻冰川沉积砾石的晒退特征及其对岩石释光埋藏测年的启示

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冰川冻土 2022年第4期44卷 1395-1405页

作者：李阳欧先交温佳洁杨婉宜曾兰华姚盼赖忠平青海师范大学地理科学学院青海西宁810008 嘉应学院地理科学与旅游学院广东梅州514015 汕头大学海洋科学研究院广东汕头515063

不完全晒退/晒退不均现象是冰川沉积物释光测年所面临的巨大挑战,这一问题限制了传统颗粒沉积物释光方法在冰川沉积物测年方面的应用。最新发展的岩石释光埋藏测年技术,可以根据释光-深度曲线判断砾石是否经历过充分曝光,是解决冰川沉... 详细信息

不完全晒退/晒退不均现象是冰川沉积物释光测年所面临的巨大挑战,这一问题限制了传统颗粒沉积物释光方法在冰川沉积物测年方面的应用。最新发展的岩石释光埋藏测年技术,可以根据释光-深度曲线判断砾石是否经历过充分曝光,是解决冰川沉积晒退不均问题的有效途径之一。本工作选择青藏高原东部硬普沟现代冰川前沿为研究对象,采集130个年轻冰川沉积砾石样品,包括93个现代样品和37个小冰期样品,其中20个现代样品采自地表。首先,运用表_(-2 mm)/饱和信号法区分不同冰川沉积环境中砾石样品的晒退程度;再基于SAR和SGC法初步估算样品的等效剂量及其高估情况;然后,统计砾石样品的特征(磨圆度、球度、颜色、晶粒大小、晶粒相对大小、砾石大小等)与晒退程度的关系,找寻晒退良好的砾石及其特征。结果表明大部分采样点的砾石样品呈现了被晒退的特征,平均20.6%的埋藏砾石的岩芯晒退良好,剂量高估程度低;不同沉积类型样品的晒退程度不一,侧碛垄顶部砾石样品晒退程度最好,冰水阶地和现代冰河砾石样品次之,现代冰川后退碛垄间洼地的冰水沉积砾石样品晒退程度最差,剂量高估较严重;磨圆度较差、球度较低、浅色的花岗岩砾石晒退程度较好。综上,冰川沉积砾石的晒退程度与沉积环境、沉积过程、搬运距离、砾石特征等相关,在进行岩石释光埋藏测年采样时,应综合考虑上述情况。

关键词：岩石释光埋藏测年冰川沉积砾石现代样品晒退程度

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

西南喀斯特区砾石对石灰土土壤孔隙及水分入渗的影响

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水土保持学报 2024年

作者：黄光灵王星徐勤学敖利满秦湛博张帅普桂林理工大学广西岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心广西壮族自治区水利科学研究院桂林理工大学广西环境污染控制理论与技术重点实验室

[目的]砾石是影响土壤孔隙和水分入渗的重要因素,明确砾石通过改变哪些土壤孔隙特征进而影响水分入渗具有重要意义。[方法]以西南喀斯特地区砾石含量高的石灰土为研究对象,采用CT扫描和室内一维土柱入渗试验,对比分析2种砾石粒径(2.0～5... 详细信息

[目的]砾石是影响土壤孔隙和水分入渗的重要因素,明确砾石通过改变哪些土壤孔隙特征进而影响水分入渗具有重要意义。[方法]以西南喀斯特地区砾石含量高的石灰土为研究对象,采用CT扫描和室内一维土柱入渗试验,对比分析2种砾石粒径(2.0～5.0,5.0～12.5 mm)和5种砾石含量(0,10%,20%,30%,40%)条件下的土壤孔隙特征及水分入渗特性,并使用结构方程模型探究土壤孔隙特征与入渗特性之间的耦合关系。[结果](1)含砾石土壤的大孔隙度、孔隙连通率、孔隙形状因子、孔隙表面积和孔隙体积均高于无砾石土壤;且当砾石含量为20%和30%时,孔隙连通率与孔隙形状因子和无砾石土壤之间存在显著性差异(p砾石改善了土壤入渗性能,粒径为2.0～5.0 mm时,砾石含量从10%到40%的稳定入渗率分别是无砾石土壤的4.02,5.00,2.88,5.14倍,累积入渗量分别是1.67,1.76,2.49,2.39倍;粒径为5.0～12.5mm时,土壤稳定入渗率分别是无砾石的2.20,2.67,4.78,2.78倍,累积入渗量分别是1.42,1.75,2.46,2.02倍。(3)在结构方程模型中砾石含量与孔隙连通率、孔隙等效直径呈正相关关系,孔隙连通率对稳定入渗率的影响最大,孔隙等效直径对累积入渗量的影响最大。[结论]砾石含量主要通过增加土壤孔隙连通率和孔隙等效直径促进水分入渗,研究结果可为深入认识西南喀斯特地区含砾石土壤的水文过程提供科学依据与理论参考。

关键词：砾石 CT 土壤孔隙入渗结构方程模型

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哈尔滨居仁砂砾石剖面沉积特征及其环境意义

沉积学报 2023年第2期41卷 472-484页

作者：冷宇坤谢远云康春国迟云平孙磊吴鹏魏振宇魏春艳哈尔滨师范大学地理科学学院哈尔滨150025 哈尔滨师范大学寒区地理环境监测与空间信息服务黑龙江省重点实验室哈尔滨150025 哈尔滨学院地理系哈尔滨150086

前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层(居仁剖面)视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,... 详细信息

前人将黑龙江宾县居仁镇的砂砾石层(居仁剖面)视为罗家窝棚组,成因类型为早更新世早期的冰碛物堆积。然而,居仁剖面和罗家窝棚组的研究极为薄弱,极大限制了该地层所记录的区域构造—地貌—气候—水系演化信息。选择居仁剖面为研究对象,对其沉积学、矿物学和元素地球化学特征进行研究。结果表明,居仁剖面砾石风化程度较低、分选差、磨圆较好、无定向性,砾石成分以陆源碎屑岩(43%)、花岗岩(28%)和石英质(26%)为主,凝灰岩和流纹岩少量出现。重矿物组成以绿帘石(42%)和锐钛矿(9.9%)占绝对优势,其次为白钛石(8.7%),重晶石(15.2%)、黄铁矿(14.5%)和萤石(11.3%)在个别样品中大量出现,其他重矿物含量较少。元素地球化学揭示了居仁剖面沉积物弱—中等的化学风化程度,大部分沉积物经历了首次循环以及其长英质的母岩属性。与罗家窝棚组标准地层的沉积学特征对比,沉积物的颜色、固结程度、沉积物结构、地层结构、沉积物成因类型以及地貌特征等都存在显著差异。因此,居仁剖面不是罗家窝棚组,成因类型为湖滨或河流入湖三角洲沉积。上述研究对于哈尔滨地区第四纪地层的划分和早更新世区域环境的重建有重要意义。

关键词：地球化学化学风化砾石罗家窝棚组居仁剖面

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