西南地区水耕人为土诊断层特性及其系统分类意义
文献类型：学位论文
| 作者 | 徐祥明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 何毓蓉 ; 朱波 |
| 关键词 | 西南地区 水耕人为土 诊断层特性 土壤特性动态 粘土矿物 微形态 超微形态 系统分类 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 本文研究了西南地区不同发育程度的典型水耕人为土，研究其诊断层特征、基本理化性质、诊断层土壤特性的动态变化、粘土矿物特征、微形态和超微形态特性等；并与同地区的不同土纲土壤特性进行了对比研究。取得了有益的研究结果，并有某些新进展。(1)我国是世界上最早种植水稻的国家，根据考古发现我国种稻历史已有7000多年。目前我国的水稻产量占世界的40％，稻田面积占世界的23％。我国是世界上最早研究水耕人为土的国家，在研究上有很多积累，并且研究水平处于国际前列。但在水耕人为土的基础研究上，有的学科领域我国还比较薄弱。特别是在水耕人为土的诊断层特征特性与土壤系统分类方面，还需要进一步加强和努力。西南地区是我国水稻主要种植区之一，具有山地丘陵区和山间平原稻田分布的特色。稻作历史悠久，成土条件复杂多样，形成的水耕人为土类型齐全且较为典型，十分有利于开展水耕人为土的基础研究。本文选择该地区典型水耕人为土作为研究对象，对其诊断层特征进行系统研究，所取得的初步研究结果具有重要的科学和实践意义。(2)本文模拟不同的水热条件，研究其诊断层土壤特性(pH、EC)的动态变化，并分析其与其它土壤理化性质的相关性。结果表明：①在不同的温度下，土壤的pH值有变化，但变化不显著。土壤的EC变化比较大，随着温度的升高，土壤的 EC增大。②水耕熟化和发育程度较高的水耕人为土的电导率较高(土壤呈强碱性的除外)，水耕表层的电导率比氧化还原层高。③土壤特性(pH、EC)与土壤粘粒含量呈正相关关系。④不同水热条件下水耕人为土土壤pH、电导率动态变化特征，可用动态变化函数方程进行拟合。(3)采用X-射线衍射分析技术，研究了西南典型水耕人为土主要诊断层的粘土矿物组成特征，粘土矿物组成主要是蛭石、高岭石、伊利石、混层矿物等。水耕人为土粘土矿物组成与旱地土壤相比有明显的差别。应用MDI Jade 5．0软件对各粘土矿物特征衍射峰进行半定量分析和计算，取得了水耕人为土主要剖面诊断层粘土矿物半定量含量数据。在对不同土壤类型、不同发育时间和水耕熟化程度的水耕人为土的粘土矿物特征对比的基础上，提出了水耕人为土某些粘土矿物组成特征在土壤系统分类中诊断指标的建议。(4)制取土壤薄片，在偏光显微镜下观察研究了水耕人为土诊断层主要的微形态特征：①在水耕表层耕作亚层中，发育时间悠久的水耕人为土可形成发育成熟的微团聚体和良好微结构类型。而在犁底亚层，除骨骼颗粒和基质排列紧密的特征外，还有一定量的微结构体和裂隙状、龟裂状微结构发育。②在水耕人为土的水耕氧化还原层，发现自成型光性定向粘粒。同时还发现继承性钙质形成物，其颗粒有溶蚀和方解石化特征。③通过水耕人为土的微形态研究，提出了一些在土壤系统分类上有意义的土壤微形态特征指标，如水耕表层湖泥化特征形成的壁状微结构>10％；P层虽然紧实，但有一定量的富含一定孔隙和有孔隙的微结构，有效性孔隙(大于20μm)>5％；Big层的剖面，铁锰形成物数量计>5％；Bir层，弱光性定向粘粒集合体>1％。这些特征与其它两个亚纲-干润富铁土和干润变性土的微形态特征有显著的区别。在进一步深入研究的基础上，可为中国土壤系统分类检索的修订提供土壤微形态指标的参考。(5)分析了颗粒组成分形维数与微结构(主要是粗粒质的数量、粗粒质与细粒质的比例等)的关系，尝试用分形维数来定量化土壤微结构。结果表明：颗粒分形维数Ds与微形态中粗粒质与细粒质之间的比值c／f_（20μm）以及骨骼颗粒的百分比呈显著负相关，土壤微团聚体分形维数Da与微结构的微团聚体、微孔隙的数量与类型有关。这对土壤微形态在水耕人为土系统分类中的应用有重要意义。(6)以扫描电镜(SEM)观察研究水耕人为土的土壤超微形态，可以看出土壤粗、细颗粒物质形态与矿物组成密切相关，如以薄片状、针条状等细粒物质为主的土壤，在水耕条件和外力作用下，易于定向、粘结聚合而引起土壤压实和板结。水耕人为土的微团聚体含量少而分散，对肥力的贡献有限。长期培肥的水耕人为土能够形成丰富的各类微孔隙和微结构类型，是调节土壤水、热、气和养分状况的主要机制。 |
| 英文摘要 | 本文研究了西南地区不同发育程度的典型水耕人为土，研究其诊断层特征、基本理化性质、诊断层土壤特性的动态变化、粘土矿物特征、微形态和超微形态特性等；并与同地区的不同土纲土壤特性进行了对比研究。取得了有益的研究结果，并有某些新进展。(1)我国是世界上最早种植水稻的国家，根据考古发现我国种稻历史已有7000多年。目前我国的水稻产量占世界的40％，稻田面积占世界的23％。我国是世界上最早研究水耕人为土的国家，在研究上有很多积累，并且研究水平处于国际前列。但在水耕人为土的基础研究上，有的学科领域我国还比较薄弱。特别是在水耕人为土的诊断层特征特性与土壤系统分类方面，还需要进一步加强和努力。西南地区是我国水稻主要种植区之一，具有山地丘陵区和山间平原稻田分布的特色。稻作历史悠久，成土条件复杂多样，形成的水耕人为土类型齐全且较为典型，十分有利于开展水耕人为土的基础研究。本文选择该地区典型水耕人为土作为研究对象，对其诊断层特征进行系统研究，所取得的初步研究结果具有重要的科学和实践意义。(2)本文模拟不同的水热条件，研究其诊断层土壤特性(pH、EC)的动态变化，并分析其与其它土壤理化性质的相关性。结果表明：①在不同的温度下，土壤的pH值有变化，但变化不显著。土壤的EC变化比较大，随着温度的升高，土壤的 EC增大。②水耕熟化和发育程度较高的水耕人为土的电导率较高(土壤呈强碱性的除外)，水耕表层的电导率比氧化还原层高。③土壤特性(pH、EC)与土壤粘粒含量呈正相关关系。④不同水热条件下水耕人为土土壤pH、电导率动态变化特征，可用动态变化函数方程进行拟合。(3)采用X-射线衍射分析技术，研究了西南典型水耕人为土主要诊断层的粘土矿物组成特征，粘土矿物组成主要是蛭石、高岭石、伊利石、混层矿物等。水耕人为土粘土矿物组成与旱地土壤相比有明显的差别。应用MDI Jade 5．0软件对各粘土矿物特征衍射峰进行半定量分析和计算，取得了水耕人为土主要剖面诊断层粘土矿物半定量含量数据。在对不同土壤类型、不同发育时间和水耕熟化程度的水耕人为土的粘土矿物特征对比的基础上，提出了水耕人为土某些粘土矿物组成特征在土壤系统分类中诊断指标的建议。(4)制取土壤薄片，在偏光显微镜下观察研究了水耕人为土诊断层主要的微形态特征：①在水耕表层耕作亚层中，发育时间悠久的水耕人为土可形成发育成熟的微团聚体和良好微结构类型。而在犁底亚层，除骨骼颗粒和基质排列紧密的特征外，还有一定量的微结构体和裂隙状、龟裂状微结构发育。②在水耕人为土的水耕氧化还原层，发现自成型光性定向粘粒。同时还发现继承性钙质形成物，其颗粒有溶蚀和方解石化特征。③通过水耕人为土的微形态研究，提出了一些在土壤系统分类上有意义的土壤微形态特征指标，如水耕表层湖泥化特征形成的壁状微结构>10％；P层虽然紧实，但有一定量的富含一定孔隙和有孔隙的微结构，有效性孔隙(大于20μm)>5％；Big层的剖面，铁锰形成物数量计>5％；Bir层，弱光性定向粘粒集合体>1％。这些特征与其它两个亚纲-干润富铁土和干润变性土的微形态特征有显著的区别。在进一步深入研究的基础上，可为中国土壤系统分类检索的修订提供土壤微形态指标的参考。(5)分析了颗粒组成分形维数与微结构(主要是粗粒质的数量、粗粒质与细粒质的比例等)的关系，尝试用分形维数来定量化土壤微结构。结果表明：颗粒分形维数Ds与微形态中粗粒质与细粒质之间的比值c／f_（20μm）以及骨骼颗粒的百分比呈显著负相关，土壤微团聚体分形维数Da与微结构的微团聚体、微孔隙的数量与类型有关。这对土壤微形态在水耕人为土系统分类中的应用有重要意义。(6)以扫描电镜(SEM)观察研究水耕人为土的土壤超微形态，可以看出土壤粗、细颗粒物质形态与矿物组成密切相关，如以薄片状、针条状等细粒物质为主的土壤，在水耕条件和外力作用下，易于定向、粘结聚合而引起土壤压实和板结。水耕人为土的微团聚体含量少而分散，对肥力的贡献有限。长期培肥的水耕人为土能够形成丰富的各类微孔隙和微结构类型，是调节土壤水、热、气和养分状况的主要机制。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-02-21 |
| 源URL | [http://192.168.143.20:8080/handle/131551/4933]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐祥明. 西南地区水耕人为土诊断层特性及其系统分类意义[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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