大荔人遺址黃土-古土壤剖面巖石磁學(xué)性質(zhì)

13章第二節(jié)巖石和土壤 九亭中學(xué)孫啟航 【教學(xué)設(shè)計(jì)思路】 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有兩個(gè)方面。一是使學(xué)生知道巖石的分類及轉(zhuǎn)化關(guān) 系，二是掌握土壤的主要成分及其作用和理解土壤中的物質(zhì)循環(huán)。 本設(shè)計(jì)的基本思路是將一個(gè)活動(dòng)分解和增加成4個(gè)活動(dòng)。既“活動(dòng)一” 的觀察三種巖石：通過實(shí)物等各種直觀手段讓學(xué)生對(duì)巖石的分類有一個(gè)大致 的了解；“活動(dòng)二”的觀察土壤：按課本要求，結(jié)合多媒體手段更加清晰具 體的體現(xiàn)知識(shí)點(diǎn)。在活動(dòng)中明確了“控制變量”這一重要的科學(xué)思想，使學(xué) 生的科學(xué)素養(yǎng)得到加強(qiáng)；“活動(dòng)三”的土壤與水混合：在指導(dǎo)學(xué)生的親自動(dòng) 手操作中，讓學(xué)生的動(dòng)手能力得到鍛煉。同時(shí)也提高了直觀性和趣味性；“活 動(dòng)四”的土壤中的動(dòng)物和微生物：使學(xué)生理解土壤中動(dòng)物對(duì)植物的好處和壞 處；理解土壤中物質(zhì)循環(huán)。 本課土壤中的空氣、水分和養(yǎng)分的學(xué)習(xí)是大綱要求的重點(diǎn)，也是為今 后學(xué)習(xí)生物知識(shí)打下基礎(chǔ)。所以本設(shè)計(jì)

天然濕度下 平均容重 極限壓碎強(qiáng) 度 用輕鉆孔機(jī) 鉆進(jìn)1m 開挖方法及 工具 緊固系數(shù) kg/m3kg/cm2minf 砂1500 砂壤土1600 腐殖土1200 泥炭600 輕壤土和黃 土類土1600 潮濕而松散 的黃土，軟 的鹽漬土和 堿土 1600 平均15mm 以內(nèi)的松散 而軟的礫石 1700 含有草根的 密實(shí)腐殖土1400 －用尖鍬開挖?。?我國工程地質(zhì)科學(xué)工作者（科學(xué)院地質(zhì)所等）為了建立統(tǒng)一評(píng)價(jià)工程巖爆穩(wěn)定性的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為巖 土工程建設(shè)的勘察、設(shè)計(jì)、施工和編制定額提供必要的基本依據(jù)，經(jīng)過多年研究并制定頒布了我國工 程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（gb50218-94）。不僅可以確定爆破巖體的基本質(zhì)量級(jí)別，還可用于判斷巖體爆破 的難易程度。（巖體基本質(zhì)量級(jí)別分為ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ）級(jí)，巖石堅(jiān)硬程度的定性劃分為硬質(zhì) 巖，軟質(zhì)巖兩類5級(jí)；巖體完整程度的定性劃分為：

對(duì)福建三明某鋼鐵廠和火電廠附近的污染表土樣品進(jìn)行了多參數(shù)的巖石磁學(xué)測試分析,包括χt曲線、磁滯回線、等溫剩磁獲得曲線等.三明地區(qū)污染表土中的磁性礦物有磁鐵礦、赤鐵礦和磁黃鐵礦.樣品中磁性礦物的平均粒度較粗,為較大的準(zhǔn)單疇,甚至多疇,粒度明顯大于成土作用所產(chǎn)生的磁性顆粒.粗粒的磁鐵礦顆粒是污染物的主要磁性組分.雖然磁化率測量可以作為一種簡單、快速而且廉價(jià)的檢測污染土壤的方法,但同時(shí)輔以必要的巖石磁學(xué)測量將有利于提取更多的污染信息.對(duì)于低磁化率的污染土壤,亞鐵磁性硫化物的存在可以作為土壤可能被污染的證據(jù)之一.

深圳地區(qū)土壤及巖石分類

土壤及巖石(普氏)分類表格

1 土壤及巖石（普氏）分類表 2 3 4

通過巖石與土壤學(xué)的課程教學(xué)改革與實(shí)踐,不斷完善課程設(shè)置體系,優(yōu)化和更新教學(xué)內(nèi)容,強(qiáng)化和完善實(shí)踐教學(xué),構(gòu)建巖石與土壤學(xué)的人才培養(yǎng)新模式,為社會(huì)輸送具有高素質(zhì)和自主創(chuàng)新能力的復(fù)合型應(yīng)用和科研人才.

為從蒸散耗水角度對(duì)黃土區(qū)刺槐林地土壤水分剖面進(jìn)行垂直分層,在山西吉縣蔡家川流域刺槐林地布設(shè)頻域反射儀對(duì)0～150cm土層分層連續(xù)測定土壤水分,綜合利用灰關(guān)聯(lián)分析法和有序聚類法對(duì)各土層、不同時(shí)間蒸散耗水特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明:從蒸散耗水角度,黃土區(qū)刺槐林地土壤水分可垂直劃分為地表植物蒸散耗水層(0～10cm)、林下灌木蒸散耗水層(10～40cm)、刺槐蒸散耗水層(40～150cm);灰關(guān)聯(lián)分析法和有序聚類法可以綜合應(yīng)用于土壤水分剖面垂直分層研究。分層方法數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)較嚴(yán)密,取得的分層結(jié)果與現(xiàn)有相關(guān)研究結(jié)果基本一致,因此,有較高可信度,可為黃土區(qū)刺槐林地土壤水分研究提供參考。

以24個(gè)黃土高原石灰性耕層土壤樣品數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),運(yùn)用分形模型研究了黃土高原石灰性耕層土壤顆粒的分形維數(shù),探討了利用土壤顆粒粒徑分布的分形維數(shù)來定量表征黃土高原石灰性耕層土壤的特征。結(jié)果表明,24個(gè)黃土高原石灰性耕層土壤顆粒的分形維數(shù)d為2.5936～27094,分形維數(shù)表現(xiàn)為干潤砂質(zhì)新成土>黃土正常新成土>簡育干潤均腐土>土墊旱耕人為土;土壤顆粒分形維數(shù)與<0.001mm顆粒的含量呈顯著正相關(guān),土壤顆粒分形維數(shù)與土壤有機(jī)碳含量、全氮含量和碳/氮比相關(guān)性不顯著;土壤有機(jī)碳含量與全氮含量呈顯著正相關(guān)。

通過室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)來評(píng)估土壤含水量的變化對(duì)土壤枯落物層、不同深度土壤層及doc淋失后的土壤呼吸的影響。采集安塞紙坊溝31a刺槐林土樣及林下混合枯落物,通過堿液吸收法測定100%,20%和2%含水量條件下3個(gè)深度土樣(20,40和60cm);去除doc土樣(僅100%含水量條件下);3種處理枯落物混合土樣(林下混合枯落物、刺槐枯落物和草本類枯落物)培養(yǎng)過程中co2的累計(jì)釋放量。結(jié)果表明,100%和20%含水量條件下各深度土壤co2釋放量為20cm土樣>60cm土樣>40cm土樣;20cm土樣去除doc后co2釋放量明顯減少,40cm明顯增加,60cm沒有明顯變化;混合枯落物土樣在100%含水量條件下co2釋放量最高;20%和2%含水量條件下刺槐枯落物co2釋放量明顯大于草類,而100%含水量條件下草類枯落物略大于刺槐枯落物。研究證明土壤含水量對(duì)soc組分含量和枯落物種類不同的土壤層呼吸強(qiáng)度存在差異性影響,強(qiáng)降水對(duì)doc的淋失可造成表層土壤呼吸的減弱。

簡要總結(jié)了保水劑對(duì)土壤性質(zhì)及對(duì)土壤微生物的影響研究概況,包括對(duì)根際微生物的影響,以探索保水劑影響土壤微生物的途徑。

為了分析咸水灌溉的可行性,試驗(yàn)于衡水市開展連續(xù)多年的大田定位咸水灌溉試驗(yàn)。以2012年棉花生長季為例,研究采用不同礦化度咸水灌溉后,不同灌水技術(shù)對(duì)土壤理化性狀、土壤酶活性和棉花產(chǎn)量的影響。結(jié)果表明,咸水畦灌和溝畦輪灌均造成土壤積鹽,其中溝畦輪灌處理在溝灌時(shí)的脫鹽效果比畦灌處理好。隨灌溉水礦化度的增加,0-20cm土層的土壤鹽度、容重和ph表現(xiàn)出增加的趨勢;畦灌處理的土壤鹽度和ph整體高于相應(yīng)的溝畦輪灌處理,但土壤容重較低。畦灌處理的土壤有機(jī)質(zhì)含量在試驗(yàn)初期和結(jié)束時(shí)分別比相應(yīng)的溝畦輪灌處理高8.9%~16.0%和13.8%~19.4%。2種處理土壤轉(zhuǎn)化酶的恢復(fù)能力表現(xiàn)最強(qiáng),脲酶相對(duì)穩(wěn)定;在相同的土壤鹽度水平下,畦灌處理的土壤酶活性整體高于溝畦輪灌處理。隨土壤鹽度的增加,畦灌處理的籽棉產(chǎn)量先增加后減少,而溝畦輪灌處理線性降低。當(dāng)土壤鹽度低于0.8ds/m時(shí),畦灌處理的籽棉產(chǎn)量高于溝畦輪灌處理,反之則低。由以上分析可知,咸水灌溉導(dǎo)致土壤積鹽、土壤酶活性受抑、ph和表層土壤容重增加;與畦灌相比,溝畦輪灌處理的土壤鹽度水平更低,且具有更好的脫鹽效果,但是因種植方式差異導(dǎo)致耕層土壤容重增加,有機(jī)質(zhì)含量和土壤酶活性降低,籽棉產(chǎn)量低于畦灌處理。

以黃土高原26年生人工刺槐(robiniapseudoacacia)林為對(duì)象,在調(diào)查了5個(gè)樣地和測定125個(gè)碳含量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,分析了造林后土壤有機(jī)碳密度的變化特征與造林對(duì)土壤碳增匯的效應(yīng)。結(jié)果表明:在研究的0~80cm土層范圍內(nèi),26年生刺槐林林地土壤有機(jī)碳密度(4.093kg.m-2)與荒地(4.533kg.m-2)相比,減少了0.440kg.m-2,說明黃土高原荒地刺槐造林不能提高土壤有機(jī)碳密度。對(duì)土壤分層研究表明:荒山刺槐造林明顯改變了原土壤有機(jī)碳密度分布,表現(xiàn)為:在0~10cm土層范圍,有機(jī)碳密度顯著提高(33.4%);在10~30cm土層范圍內(nèi),有機(jī)碳密度則明顯降低(45.5%)。通過土壤層中總有機(jī)碳密度的研究顯示,由于根系有機(jī)碳不斷積累,林地總有機(jī)碳密度(5.214kg.m-2)比荒地(4.688kg.m-2)明顯增加,土壤中總碳增匯率為11.2%,說明黃土高原刺槐造林具有顯著的碳匯能力。

砂土類土壤黏土類土壤

研究貴州地區(qū)辣椒地土壤的理化性質(zhì),結(jié)果表明,各地土壤除非毛管孔隙度、全n、水解n、全p、速效k、有機(jī)質(zhì)含量達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異水平外,容重、比重、總孔隙度、毛管孔隙度、自然水含量、緩效k、ph值均無顯著差異?；ㄏ┎萃寥婪敲芸紫抖葹?7.37%,極顯著高于其他地區(qū),但土壤有效p含量最低,為6.5mg/kg。都勻土壤全n、水解n、有效p、有機(jī)質(zhì)含量最高,分別為0.22%、178.12mg/kg、30.0mg/kg、5.80%?；ㄏ渫寥廊玴、速效k含量最高,分別為0.19%和950mg/kg。畢節(jié)土壤非毛管孔隙度、全n、全p、含量最低,分別為8.5%、0.13%、0.05%。遵義土壤水解n、有機(jī)質(zhì)含量最低,分別為53.81mg/kg、1.61%。天柱土壤速效k含量最低,為160mg/kg?；ㄏ┎莺突ㄏ溆捎谕瑢冱h武鄉(xiāng),性質(zhì)相近。

文章研究了西樵山森林改造對(duì)林地土壤理化性質(zhì)(包括土壤物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)及微生物含量等)的影響。結(jié)果表明:森林改造后,林地枯落物增多,土壤容重、毛管持水量、總孔隙度及非毛管孔隙度等物理性狀都得到了改良;林地土壤有機(jī)質(zhì)含量增加,土壤全n、有效n及有效k等養(yǎng)分指標(biāo)普遍比對(duì)照樣地高;且隨著造林時(shí)間延長,效果越來越顯著。但林地土壤ph值、全p、全k及有效p等養(yǎng)分指標(biāo)規(guī)律性不明顯,土壤微生物含量差異不大,這可能與造林整地引起暫時(shí)的局部水土流失及林木生長年限尚短有關(guān)。

不同林型內(nèi)土壤的理化性質(zhì)存在差異,柞樹林內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)疏松,滲透能力強(qiáng),土壤物理性質(zhì)最好,其次為紅松林,雜木林內(nèi)最差,10～20cm土層深度滲透速率僅為0.57mm.min-1。從化學(xué)性質(zhì)來看,闊葉樹種土壤中養(yǎng)分含量較針葉林高,比較而言,柞樹林內(nèi)土壤各養(yǎng)分含量比雜木林內(nèi)高。作為針葉樹種的紅松林土壤內(nèi),其速效養(yǎng)分含量較其他林型高。

以城市3種香樟群落類型(土壤裸露的香樟純林,草本覆蓋的香樟純林和喬灌草搭配的香樟混交林)0~40cm土壤層為研究對(duì)象,探討不同的群落配置對(duì)土壤理化性質(zhì)變化規(guī)律的影響,旨在為城市園林綠化應(yīng)用提供依據(jù)。結(jié)果表明:(1)喬灌草搭配的香樟混交林對(duì)土壤容重、非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田間持水量影響顯著,分別是土壤裸露的香樟純林的0.88、1.86、1.17、1.15和1.17倍。(2)喬灌草搭配的香樟混交林對(duì)土壤有機(jī)碳、全氮和水解氮含量有顯著影響,分別是土壤裸露的香樟純林的2.29、1.99和2.15倍。(3)土壤容重與非毛管孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田間持水量和有機(jī)碳、全氮、全磷和水解氮呈顯著負(fù)相關(guān),有機(jī)碳與總孔隙度、最大持水量、毛管持水量、田間持水量和全氮、水解氮顯著正相關(guān)。復(fù)合結(jié)構(gòu)種植模式表現(xiàn)出良好的土壤通氣性和持水能力,且擁有較高的碳氮含量,有助于改善土壤理化性質(zhì)和促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)。

主要研究集約經(jīng)營和粗放經(jīng)營這2種措施對(duì)竹林土壤理化性質(zhì)的影響,研究結(jié)果表明,集約經(jīng)營措施下竹林土壤容重小于粗放經(jīng)營,且均隨著土層深度的增加而增加;集約經(jīng)營和粗放經(jīng)營2種經(jīng)營措施下竹林非毛管孔隙度為:6.83%、5.66%,毛管孔隙度為:44.95%、40.12%,總孔隙度為:51.11%、45.33%;集約經(jīng)營措施下土壤毛管持水量、最大持水量、最小持水量分別是粗放經(jīng)營的1.06、1.02、1.15倍;集約經(jīng)營措施的有機(jī)碳含量是粗放經(jīng)營措施的1.07倍,全氮含量則是1.18倍。通過研究表明,集約經(jīng)營措施對(duì)土壤的物理化學(xué)性質(zhì)有一定改善,可適用于竹林培育,以獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

為研究侵蝕紅壤區(qū)生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中土壤理化性質(zhì)分布特征,通過選取紅壤侵蝕區(qū)羅漢松、玉蘭、紅楓、茶花、梅花、竹柏6種植被下土壤為研究對(duì)象,分析其土壤理化性質(zhì)。結(jié)果表明:(1)土壤容重與最大持水量、毛管持水量、最小田間持水量、非毛管孔隙、總孔隙均達(dá)到顯著或極顯著水平的負(fù)相關(guān)關(guān)系。茶花土壤容重最大,土壤孔隙、持水能力較差,梅花、竹柏土壤容重較小,土壤孔隙、持水能力較好；(2)土壤ph介于4.60～5.20,呈酸性。竹柏土壤ph最小,酸性最強(qiáng),梅花0～20cm土層土壤ph最大,酸性較弱；(3)植被對(duì)土壤養(yǎng)分具有表聚作用。土壤有機(jī)質(zhì)含量為2.27～20.02g·kg~(-1)。全氮與有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān),玉蘭土壤磷素含量較高,速效鉀主要集中在表層土壤；(4)土壤綜合肥力指標(biāo)值分析結(jié)果表明,玉蘭植被下土壤質(zhì)量最高,恢復(fù)效果最好。不同植被下土壤理化性質(zhì)表現(xiàn)出明顯的差異性,玉蘭是改良土壤結(jié)構(gòu)、提升土壤肥力的優(yōu)勢植被品種。

以黃土殘塬區(qū)瀉溜紅土坡積體為研究對(duì)象,采用河沙、粉煤灰、鋸末和有機(jī)肥4種材料作為土壤改良劑,與瀉溜紅土按照不同配比混合制成試驗(yàn)基質(zhì),根據(jù)玉米生長狀況和收獲后的土壤理化性質(zhì)篩選出最適宜的改良劑及配比。研究結(jié)果表明:(1)加入改良劑后,玉米的苗高、地徑和生物量在不同配比組間均差異顯著,樣品+有機(jī)肥的苗高、地徑和生物量均顯著高于其他各組；(2)各配比組間土壤ph值差異不顯著,而土壤有機(jī)質(zhì)和全氮含量差異顯著；(3)加入改良劑后,各配比組土壤大團(tuán)聚體占比減小,而小團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體占比增大。綜上,土壤改良劑的加入對(duì)瀉溜紅土的改良產(chǎn)生了積極影響,土壤肥力是影響瀉溜紅土植物生長的最主要因素。

土壤是人類生存和發(fā)展的必要物質(zhì)基礎(chǔ),土地利用方式的改變直接影響土壤性質(zhì)。從土壤理化性質(zhì)和微生物特性兩個(gè)方面,綜述了土地利用變化對(duì)土壤性質(zhì)的影響,旨在為土地有效利用及可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。