大荔人遗址黄土-古土壤剖面岩石磁学性质

13章第二节岩石和土壤 九亭中学孙启航 【教学设计思路】 本设计的主要内容有两个方面。一是使学生知道岩石的分类及转化关 系，二是掌握土壤的主要成分及其作用和理解土壤中的物质循环。 本设计的基本思路是将一个活动分解和增加成4个活动。既“活动一” 的观察三种岩石：通过实物等各种直观手段让学生对岩石的分类有一个大致 的了解；“活动二”的观察土壤：按课本要求，结合多媒体手段更加清晰具 体的体现知识点。在活动中明确了“控制变量”这一重要的科学思想，使学 生的科学素养得到加强；“活动三”的土壤与水混合：在指导学生的亲自动 手操作中，让学生的动手能力得到锻炼。同时也提高了直观性和趣味性；“活 动四”的土壤中的动物和微生物：使学生理解土壤中动物对植物的好处和坏 处；理解土壤中物质循环。 本课土壤中的空气、水分和养分的学习是大纲要求的重点，也是为今 后学习生物知识打下基础。所以本设计

天然湿度下 平均容重 极限压碎强 度 用轻钻孔机 钻进1m 开挖方法及 工具 紧固系数 kg/m3kg/cm2minf 砂1500 砂壤土1600 腐殖土1200 泥炭600 轻壤土和黄 土类土1600 潮湿而松散 的黄土，软 的盐渍土和 碱土 1600 平均15mm 以内的松散 而软的砾石 1700 含有草根的 密实腐殖土1400 －用尖锹开挖ⅰ－ 我国工程地质科学工作者（科学院地质所等）为了建立统一评价工程岩爆稳定性的分级标准，为岩 土工程建设的勘察、设计、施工和编制定额提供必要的基本依据，经过多年研究并制定颁布了我国工 程岩体分级标准（gb50218-94）。不仅可以确定爆破岩体的基本质量级别，还可用于判断岩体爆破 的难易程度。（岩体基本质量级别分为ⅰ、ⅱ、ⅲ、ⅳ、ⅴ）级，岩石坚硬程度的定性划分为硬质 岩，软质岩两类5级；岩体完整程度的定性划分为：

对福建三明某钢铁厂和火电厂附近的污染表土样品进行了多参数的岩石磁学测试分析,包括χt曲线、磁滞回线、等温剩磁获得曲线等.三明地区污染表土中的磁性矿物有磁铁矿、赤铁矿和磁黄铁矿.样品中磁性矿物的平均粒度较粗,为较大的准单畴,甚至多畴,粒度明显大于成土作用所产生的磁性颗粒.粗粒的磁铁矿颗粒是污染物的主要磁性组分.虽然磁化率测量可以作为一种简单、快速而且廉价的检测污染土壤的方法,但同时辅以必要的岩石磁学测量将有利于提取更多的污染信息.对于低磁化率的污染土壤,亚铁磁性硫化物的存在可以作为土壤可能被污染的证据之一.

深圳地区土壤及岩石分类

土壤及岩石(普氏)分类表格

1 土壤及岩石（普氏）分类表 2 3 4

通过岩石与土壤学的课程教学改革与实践,不断完善课程设置体系,优化和更新教学内容,强化和完善实践教学,构建岩石与土壤学的人才培养新模式,为社会输送具有高素质和自主创新能力的复合型应用和科研人才.

为从蒸散耗水角度对黄土区刺槐林地土壤水分剖面进行垂直分层,在山西吉县蔡家川流域刺槐林地布设频域反射仪对0～150cm土层分层连续测定土壤水分,综合利用灰关联分析法和有序聚类法对各土层、不同时间蒸散耗水特性进行研究。结果表明:从蒸散耗水角度,黄土区刺槐林地土壤水分可垂直划分为地表植物蒸散耗水层(0～10cm)、林下灌木蒸散耗水层(10～40cm)、刺槐蒸散耗水层(40～150cm);灰关联分析法和有序聚类法可以综合应用于土壤水分剖面垂直分层研究。分层方法数学理论基础较严密,取得的分层结果与现有相关研究结果基本一致,因此,有较高可信度,可为黄土区刺槐林地土壤水分研究提供参考。

以24个黄土高原石灰性耕层土壤样品数据为基础,运用分形模型研究了黄土高原石灰性耕层土壤颗粒的分形维数,探讨了利用土壤颗粒粒径分布的分形维数来定量表征黄土高原石灰性耕层土壤的特征。结果表明,24个黄土高原石灰性耕层土壤颗粒的分形维数d为2.5936～27094,分形维数表现为干润砂质新成土>黄土正常新成土>简育干润均腐土>土垫旱耕人为土;土壤颗粒分形维数与<0.001mm颗粒的含量呈显著正相关,土壤颗粒分形维数与土壤有机碳含量、全氮含量和碳/氮比相关性不显著;土壤有机碳含量与全氮含量呈显著正相关。

通过室内培养实验来评估土壤含水量的变化对土壤枯落物层、不同深度土壤层及doc淋失后的土壤呼吸的影响。采集安塞纸坊沟31a刺槐林土样及林下混合枯落物,通过碱液吸收法测定100%,20%和2%含水量条件下3个深度土样(20,40和60cm);去除doc土样(仅100%含水量条件下);3种处理枯落物混合土样(林下混合枯落物、刺槐枯落物和草本类枯落物)培养过程中co2的累计释放量。结果表明,100%和20%含水量条件下各深度土壤co2释放量为20cm土样>60cm土样>40cm土样;20cm土样去除doc后co2释放量明显减少,40cm明显增加,60cm没有明显变化;混合枯落物土样在100%含水量条件下co2释放量最高;20%和2%含水量条件下刺槐枯落物co2释放量明显大于草类,而100%含水量条件下草类枯落物略大于刺槐枯落物。研究证明土壤含水量对soc组分含量和枯落物种类不同的土壤层呼吸强度存在差异性影响,强降水对doc的淋失可造成表层土壤呼吸的减弱。

简要总结了保水剂对土壤性质及对土壤微生物的影响研究概况,包括对根际微生物的影响,以探索保水剂影响土壤微生物的途径。

为了分析咸水灌溉的可行性,试验于衡水市开展连续多年的大田定位咸水灌溉试验。以2012年棉花生长季为例,研究采用不同矿化度咸水灌溉后,不同灌水技术对土壤理化性状、土壤酶活性和棉花产量的影响。结果表明,咸水畦灌和沟畦轮灌均造成土壤积盐,其中沟畦轮灌处理在沟灌时的脱盐效果比畦灌处理好。随灌溉水矿化度的增加,0-20cm土层的土壤盐度、容重和ph表现出增加的趋势;畦灌处理的土壤盐度和ph整体高于相应的沟畦轮灌处理,但土壤容重较低。畦灌处理的土壤有机质含量在试验初期和结束时分别比相应的沟畦轮灌处理高8.9%~16.0%和13.8%~19.4%。2种处理土壤转化酶的恢复能力表现最强,脲酶相对稳定;在相同的土壤盐度水平下,畦灌处理的土壤酶活性整体高于沟畦轮灌处理。随土壤盐度的增加,畦灌处理的籽棉产量先增加后减少,而沟畦轮灌处理线性降低。当土壤盐度低于0.8ds/m时,畦灌处理的籽棉产量高于沟畦轮灌处理,反之则低。由以上分析可知,咸水灌溉导致土壤积盐、土壤酶活性受抑、ph和表层土壤容重增加;与畦灌相比,沟畦轮灌处理的土壤盐度水平更低,且具有更好的脱盐效果,但是因种植方式差异导致耕层土壤容重增加,有机质含量和土壤酶活性降低,籽棉产量低于畦灌处理。

以黄土高原26年生人工刺槐(robiniapseudoacacia)林为对象,在调查了5个样地和测定125个碳含量数据的基础上,分析了造林后土壤有机碳密度的变化特征与造林对土壤碳增汇的效应。结果表明:在研究的0~80cm土层范围内,26年生刺槐林林地土壤有机碳密度(4.093kg.m-2)与荒地(4.533kg.m-2)相比,减少了0.440kg.m-2,说明黄土高原荒地刺槐造林不能提高土壤有机碳密度。对土壤分层研究表明:荒山刺槐造林明显改变了原土壤有机碳密度分布,表现为:在0~10cm土层范围,有机碳密度显著提高(33.4%);在10~30cm土层范围内,有机碳密度则明显降低(45.5%)。通过土壤层中总有机碳密度的研究显示,由于根系有机碳不断积累,林地总有机碳密度(5.214kg.m-2)比荒地(4.688kg.m-2)明显增加,土壤中总碳增汇率为11.2%,说明黄土高原刺槐造林具有显著的碳汇能力。

砂土类土壤黏土类土壤

研究贵州地区辣椒地土壤的理化性质,结果表明,各地土壤除非毛管孔隙度、全n、水解n、全p、速效k、有机质含量达到统计学上的差异水平外,容重、比重、总孔隙度、毛管孔隙度、自然水含量、缓效k、ph值均无显著差异。花溪茅草土壤非毛管孔隙度为37.37%,极显著高于其他地区,但土壤有效p含量最低,为6.5mg/kg。都匀土壤全n、水解n、有效p、有机质含量最高,分别为0.22%、178.12mg/kg、30.0mg/kg、5.80%。花溪果落土壤全p、速效k含量最高,分别为0.19%和950mg/kg。毕节土壤非毛管孔隙度、全n、全p、含量最低,分别为8.5%、0.13%、0.05%。遵义土壤水解n、有机质含量最低,分别为53.81mg/kg、1.61%。天柱土壤速效k含量最低,为160mg/kg。花溪茅草和花溪果落由于同属党武乡,性质相近。

文章研究了西樵山森林改造对林地土壤理化性质(包括土壤物理性质、化学性质及微生物含量等)的影响。结果表明:森林改造后,林地枯落物增多,土壤容重、毛管持水量、总孔隙度及非毛管孔隙度等物理性状都得到了改良;林地土壤有机质含量增加,土壤全n、有效n及有效k等养分指标普遍比对照样地高;且随着造林时间延长,效果越来越显著。但林地土壤ph值、全p、全k及有效p等养分指标规律性不明显,土壤微生物含量差异不大,这可能与造林整地引起暂时的局部水土流失及林木生长年限尚短有关。

不同林型内土壤的理化性质存在差异,柞树林内土壤结构疏松,渗透能力强,土壤物理性质最好,其次为红松林,杂木林内最差,10～20cm土层深度渗透速率仅为0.57mm.min-1。从化学性质来看,阔叶树种土壤中养分含量较针叶林高,比较而言,柞树林内土壤各养分含量比杂木林内高。作为针叶树种的红松林土壤内,其速效养分含量较其他林型高。

主要研究集约经营和粗放经营这2种措施对竹林土壤理化性质的影响,研究结果表明,集约经营措施下竹林土壤容重小于粗放经营,且均随着土层深度的增加而增加;集约经营和粗放经营2种经营措施下竹林非毛管孔隙度为:6.83%、5.66%,毛管孔隙度为:44.95%、40.12%,总孔隙度为:51.11%、45.33%;集约经营措施下土壤毛管持水量、最大持水量、最小持水量分别是粗放经营的1.06、1.02、1.15倍;集约经营措施的有机碳含量是粗放经营措施的1.07倍,全氮含量则是1.18倍。通过研究表明,集约经营措施对土壤的物理化学性质有一定改善,可适用于竹林培育,以获得更高的经济效益。

为研究侵蚀红壤区生态系统恢复过程中土壤理化性质分布特征,通过选取红壤侵蚀区罗汉松、玉兰、红枫、茶花、梅花、竹柏6种植被下土壤为研究对象,分析其土壤理化性质。结果表明:(1)土壤容重与最大持水量、毛管持水量、最小田间持水量、非毛管孔隙、总孔隙均达到显著或极显著水平的负相关关系。茶花土壤容重最大,土壤孔隙、持水能力较差,梅花、竹柏土壤容重较小,土壤孔隙、持水能力较好；(2)土壤ph介于4.60～5.20,呈酸性。竹柏土壤ph最小,酸性最强,梅花0～20cm土层土壤ph最大,酸性较弱；(3)植被对土壤养分具有表聚作用。土壤有机质含量为2.27～20.02g·kg~(-1)。全氮与有机质含量呈极显著正相关,玉兰土壤磷素含量较高,速效钾主要集中在表层土壤；(4)土壤综合肥力指标值分析结果表明,玉兰植被下土壤质量最高,恢复效果最好。不同植被下土壤理化性质表现出明显的差异性,玉兰是改良土壤结构、提升土壤肥力的优势植被品种。

土壤是人类生存和发展的必要物质基础,土地利用方式的改变直接影响土壤性质。从土壤理化性质和微生物特性两个方面,综述了土地利用变化对土壤性质的影响,旨在为土地有效利用及可持续发展提供科学依据。

为了探索不同深度土壤对枯落物腐解的影响差异,通过对3个刺槐林样地c1、c2、c3的野外培育试验和室内培养试验,研究分析了添加枯落物后土壤有机碳(soc)、颗粒态有机碳(poc)和总氮(tn)周期为4个月的两个阶段的含量变化以及3个深度土样59d的co2累计释放量。结果表明,soc、poc及tn在两个阶段的变化量呈增减互补趋势,其变化幅度随深度增加而减小,表明枯落物腐解速率降低;室内培养试验中,soc组分的差异造成了co2累计释放量为20cm>60cm>40cm。

根据自然界中碎石存在的2种形式,布设碎石覆盖和土石混合2个试验,利用中子仪定期监测土壤水分变化,研究碎石对黄土高原农田土壤水分的影响,以期为黄土高原地区农业灌溉提供参考依据。结果表明,碎石覆盖及无碎石覆盖处理土壤含水量均随土层深度的增加呈先增加再缓慢减少的趋势,但碎石覆盖处理土壤含水量减小幅度明显低于无碎石覆盖处理,且随着碎石覆盖量的增加土壤含水量减小幅度变小;土石混合处理土壤含水量呈波浪式增加趋势,尤其是碎石含量高的处理,而无碎石混合处理呈平缓增加趋势,且其土壤含水量明显低于土石混合处理。总之,碎石覆盖和碎石镶嵌在土壤中均可以提高土壤含水量,其中碎石覆盖于地表可以有效抑制表层土壤水分蒸发,增加水分入渗深度;碎石镶嵌在土壤中可以改变土壤物理性质,增加土壤入渗率和大孔隙数量,且碎石含量越高,其对土壤物理性质的影响程度越大。