切沟微地形土壤水分及大孔隙特征研究
发布时间：2021-09-09 06:30
黄土高原地区土壤侵蚀严重、水资源匮乏且生态环境脆弱,严重的水土流失问题制约着该区社会经济的发展。近年来,黄土高原地区开展了大规模的人工植被重建工作并取得巨大成效,水土流失问题得到了一定的控制。然而,人工植被对水分的过度消耗加剧了该区水资源的供需矛盾,土壤水分是黄土高原生态环境建设需要考虑的重要因素。土壤孔隙结构决定着土壤的持水性、渗透性和导水性等水力学性质,良好的孔隙结构能够有效提高土壤入渗量和储水量,进而减少水土流失,提高土壤水库储水量。研究切沟微地形土壤水分及大孔隙特征有利于深入理解切沟中土壤水分的运动过程,为切沟中土壤水分与侵蚀过程等相关研究提供科学依据。本文以不同切沟微地形为研究对象,利用CT扫描技术量化分析土壤大孔隙结构特征,对土壤结构与水力学参数等物理性质的基本分布特征与空间差异性进行了探讨;通过野外定位观测实验分析了土壤水分垂直分布特点及土壤储水量随时间动态变化特征;此外,通过大量的野外实地调查对切沟内陷穴的形态特征、空间分布特征进行分析,探究了陷穴发育与沟蚀扩展之间相互作用关系。主要结论如下:（1）切沟微地形土壤容重均值1.41 g·cm-3,不同...
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
~ 38°51' N），海拔 1094.0 ~ 1273.9 m。流域内沟壑纵横，是黄土高原典型的侵蚀区，蚀风蚀交错地带。气候特征属半干旱大陆性季风气候，年均气温 8.4℃，≥10 ℃有温 3232℃，无霜期 169 天；降水季节分配不均，年均降水量 437.4 mm，雨季（6 ~）降水量占全年降水量的 77.4%；年均蒸发量 785.4 mm，平均干燥度 1.8；该区域属黄土丘陵地带，主要土壤类型为黄绵土、沙黄土、风沙土及坝地淤土，土壤剖面含料姜石；土壤质地较粗，以细砂粒、粉砂为主，土壤容重 1.26 ~ 1.65 g·cm-3；该植被属森林草原向干旱草原过渡地带，植被成分复杂且以灌丛草原为主，植被类型有柠条（Caragana korshinskii Kom.）、沙柳（Salix psammophila）、紫花苜蓿（Medicagoiva）、长芒草（Stipa bungeana）、冰草（Agropyron cristatum (Linn.) Gaertn.）、砂珍棘（ Oxytropis psamocharis ）、 狗 尾 草 （ Setaria viridis (L.) Beauv. ）、 牛 皮 消CynanchumauriculatumRoyleexWight.）、芦苇（Phragmites australias Trin.）、沙打旺stragalus adsurgens Pall.）、华北白前（Cynanchum hancockianum）、达乌里胡枝子espedeza davurica）、角蒿（Incarvillea sinensis Lam.）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、蒿（Tripolium vulgare）、小叶杨（Populus simonii）、柳树（Salix babylonica）、和山Prunus armeniaca）等（唐克丽等，1993；Jia et al，2014）。
沈阳农业大学硕士学位论文端轻轻插入土壤中，然后使用橡胶锤及垫板将其垂直砸入土壤，土柱挖出后密封处做好标记。本次共采集 25 个原状土柱样品，采样深度 0 ~ 250 mm。将采集样品带验室后，利用飞利浦 16 通道螺旋 CT 扫描仪（Philips MX16）对土柱样品进行扫描描峰值电压设定为 140 kV，电流设定 200 mA，扫描时间设定为 21.4 s，扫描厚度 2 m辨率 512×512。为了避免原状土柱在采集与运输过程中扰动，对扫描结果产生干扰下各去除 10 mm，CT 扫描有效长度为 230 mm。孔隙参数提取通过 Fiji 软件实现。首先将所得 CT 图像（DICOM 格式）转换为灰度图像，利用矩形工具获取感兴趣区域（Region of interest，ROI），图像尺寸 72 m72 mm。进行黑白反转、校正光密度及对比度增强处理，中值滤波法去除图像噪声取图像阈值并将其二值化，所得黑白二值图像，白色部分为土壤基质，黑色部分为孔隙，进而提取图像轮廓线。所得土壤孔隙参数为：孔隙数量、孔隙度、成圆率、直径。
本文编号：3391604
【文章来源】：沈阳农业大学辽宁省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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~ 38°51' N），海拔 1094.0 ~ 1273.9 m。流域内沟壑纵横，是黄土高原典型的侵蚀区，蚀风蚀交错地带。气候特征属半干旱大陆性季风气候，年均气温 8.4℃，≥10 ℃有温 3232℃，无霜期 169 天；降水季节分配不均，年均降水量 437.4 mm，雨季（6 ~）降水量占全年降水量的 77.4%；年均蒸发量 785.4 mm，平均干燥度 1.8；该区域属黄土丘陵地带，主要土壤类型为黄绵土、沙黄土、风沙土及坝地淤土，土壤剖面含料姜石；土壤质地较粗，以细砂粒、粉砂为主，土壤容重 1.26 ~ 1.65 g·cm-3；该植被属森林草原向干旱草原过渡地带，植被成分复杂且以灌丛草原为主，植被类型有柠条（Caragana korshinskii Kom.）、沙柳（Salix psammophila）、紫花苜蓿（Medicagoiva）、长芒草（Stipa bungeana）、冰草（Agropyron cristatum (Linn.) Gaertn.）、砂珍棘（ Oxytropis psamocharis ）、 狗 尾 草 （ Setaria viridis (L.) Beauv. ）、 牛 皮 消CynanchumauriculatumRoyleexWight.）、芦苇（Phragmites australias Trin.）、沙打旺stragalus adsurgens Pall.）、华北白前（Cynanchum hancockianum）、达乌里胡枝子espedeza davurica）、角蒿（Incarvillea sinensis Lam.）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、蒿（Tripolium vulgare）、小叶杨（Populus simonii）、柳树（Salix babylonica）、和山Prunus armeniaca）等（唐克丽等，1993；Jia et al，2014）。
沈阳农业大学硕士学位论文端轻轻插入土壤中，然后使用橡胶锤及垫板将其垂直砸入土壤，土柱挖出后密封处做好标记。本次共采集 25 个原状土柱样品，采样深度 0 ~ 250 mm。将采集样品带验室后，利用飞利浦 16 通道螺旋 CT 扫描仪（Philips MX16）对土柱样品进行扫描描峰值电压设定为 140 kV，电流设定 200 mA，扫描时间设定为 21.4 s，扫描厚度 2 m辨率 512×512。为了避免原状土柱在采集与运输过程中扰动，对扫描结果产生干扰下各去除 10 mm，CT 扫描有效长度为 230 mm。孔隙参数提取通过 Fiji 软件实现。首先将所得 CT 图像（DICOM 格式）转换为灰度图像，利用矩形工具获取感兴趣区域（Region of interest，ROI），图像尺寸 72 m72 mm。进行黑白反转、校正光密度及对比度增强处理，中值滤波法去除图像噪声取图像阈值并将其二值化，所得黑白二值图像，白色部分为土壤基质，黑色部分为孔隙，进而提取图像轮廓线。所得土壤孔隙参数为：孔隙数量、孔隙度、成圆率、直径。
本文编号：3391604
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