基于CT的煤矿区复垦土壤微结构特征研究

发布时间：2021-10-20 06:32

　　采矿和复垦过程都会对土壤的环境效应产生扰动,对复垦土壤理化特性和生物条件都产生巨大的影响,因而,复垦土壤综合质量一直是国内外学者关注的焦点。土壤结构是土地利用在微观尺度上的直观表现,其蕴含有诸如矿物组合、物质迁移、耕作方式、土壤肥力、土地利用方式等丰富的信息,土壤结构与性质是表征土壤肥力的一个重要指标。不同的土壤因颗粒的组成结构和孔隙状况不同,持水与持肥特征也不一样。因此,研究复垦土壤颗粒机械组成和孔隙状况是一个极具现实意义的研究课题与研究方向。本研究选取济宁邹城市未塌陷和不同复垦年限下（1年、3年、5年、10年）典型复垦项目区,同时建立不同复垦模式下的模拟复垦试验区,利用非破坏性成像技术,即计算机X射线计算机断层摄影（computerized tomography,CT）快速获取原状土体孔隙结构特征,利用winner2000激光颗粒仪获取复垦土壤颗粒分布状况,同时室外采样用于土壤容重、土壤养分等其它物理化学性质的测定。利用分形几何学来定量分析不同复垦条件下的土壤结构变化模型并建立其与土壤其他物理化学性状的数量关系。研究结果表明:（1）不同复垦年限下土壤微结构特征随着复垦年限的增加,土... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 选题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容与研究方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
    1.4 小结
2 研究区概况和试验设计
    2.1 研究区概况
        2.1.1 野外试验区概况
        2.1.2 模拟试验区概况
            2.1.2.1 自然条件
            2.1.2.2 试验设计
    2.2 分形理论基础
    2.3 小结
3 试验采样及数据处理
    3.1 试验样品采样
    3.2 试验样品分析
    3.3 CT扫描
    3.4 图像等数据处理
        3.4.1 土壤颗粒分形数据处理
        3.4.2 CT图像处理
    3.5 小结
4 不同复垦年限下，土壤微结构特征
    4.1 土壤基本物理性状变化特征
    4.2 各层次土壤养分变化特征
    4.3 土壤组成颗粒特征
        4.3.1 土壤颗粒含量变化特征
        4.3.2 土壤颗粒分形维数垂直剖面梯度变化
        4.3.3 垂直剖面尺度土壤颗粒分形维数与其理化性质的相关性分析
        4.3.4 时间尺度上土壤分形维数与其理化性质的相关性分析
    4.4 土壤孔隙分形特征
        4.4.1 土壤孔隙度、成圆率
        4.4.2 土壤孔隙分形维数
        4.4.3 土壤孔隙分形维数与其他理化性质的相关性分析
    4.5 小结
5 不同复垦机械作用下，土壤微结构特征
    5.1 土壤组成颗粒特征
        5.1.1 土壤粒径组成变化
        5.1.2 土壤颗粒均匀度变化分析
        5.1.3 土壤颗粒分形维数变化及其相关性分析
        5.1.4 物理性粘粒含量特征
            5.1.4.1 自卸汽车复垦土壤物理性粘粒分析
            5.1.4.2 履带式推土机复垦土壤物理性粘粒分析
    5.2 土壤孔隙分形特征
        5.2.1 土壤孔隙度、成圆率
        5.2.2 土壤孔隙分维特征
    5.3 小结
6 不同施工工艺下，土壤微结构特征
    6.1 土壤机械组成分析
        6.1.1 机械组成特征
        6.1.2 土壤粒径分布的分形特征
    6.2 土壤孔隙变化特征
        6.2.1 不同填充材料复垦下土壤孔隙复杂度
        6.2.2 不同填充材料复垦下土壤孔隙分形维数
    6.3 小结
7 结论与创新
    7.1 结论
    7.2 创新之处
    7.3 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的主要学术成就
    发表论文情况
    参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CT图像的土壤孔隙结构三维重建及水力学性质预测[J]. 程亚南,刘建立,吕菲,张佳宝.  农业工程学报. 2012(22)
[2]黄河三角洲滩地土壤颗粒分形特征及其与土壤有机质的关系[J]. 吕圣桥,高鹏,耿广坡,张杰,夏江宝.  水土保持学报. 2011(06)
[3]基于多重分形理论的农田土壤特性空间变异性分析[J]. 管孝艳,杨培岭,吕烨.  应用基础与工程科学学报. 2011(05)
[4]基于多重分形的土壤粒径分布与土壤物理特性关系[J]. 管孝艳,杨培岭,吕烨.  农业机械学报. 2011(03)
[5]乌鲁木齐市青格达湖乡蔬菜大棚土壤粒径分析[J]. 吉恒莹,陈铃铃.  新疆师范大学学报(自然科学版). 2010(02)
[6]黄土高原植被演替下土壤孔隙的定量分析[J]. 赵世伟,赵勇钢,吴金水.  中国科学:地球科学. 2010(02)
[7]运用Image J软件分析土壤结构特征[J]. 毕利东,张斌,潘继花.  土壤. 2009(04)
[8]土壤结构定量化研究进展[J]. 周虎,吕贻忠,李保国.  土壤学报. 2009(03)
[9]基于CT数字图像的土壤孔隙分形特征研究[J]. 何娟,刘建立,吕菲.  土壤. 2008(04)
[10]微观尺度上土壤孔隙及其分维数的SEM分析[J]. 张季如,黄丽,祝杰,黄文竞.  土壤学报. 2008(02)



本文编号：3446422