切溝微地形土壤水分及大孔隙特征研究
發(fā)布時間：2021-09-09 06:30
黃土高原地區(qū)土壤侵蝕嚴重、水資源匱乏且生態(tài)環(huán)境脆弱,嚴重的水土流失問題制約著該區(qū)社會經(jīng)濟的發(fā)展。近年來,黃土高原地區(qū)開展了大規(guī)模的人工植被重建工作并取得巨大成效,水土流失問題得到了一定的控制。然而,人工植被對水分的過度消耗加劇了該區(qū)水資源的供需矛盾,土壤水分是黃土高原生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要考慮的重要因素。土壤孔隙結(jié)構(gòu)決定著土壤的持水性、滲透性和導(dǎo)水性等水力學(xué)性質(zhì),良好的孔隙結(jié)構(gòu)能夠有效提高土壤入滲量和儲水量,進而減少水土流失,提高土壤水庫儲水量。研究切溝微地形土壤水分及大孔隙特征有利于深入理解切溝中土壤水分的運動過程,為切溝中土壤水分與侵蝕過程等相關(guān)研究提供科學(xué)依據(jù)。本文以不同切溝微地形為研究對象,利用CT掃描技術(shù)量化分析土壤大孔隙結(jié)構(gòu)特征,對土壤結(jié)構(gòu)與水力學(xué)參數(shù)等物理性質(zhì)的基本分布特征與空間差異性進行了探討;通過野外定位觀測實驗分析了土壤水分垂直分布特點及土壤儲水量隨時間動態(tài)變化特征;此外,通過大量的野外實地調(diào)查對切溝內(nèi)陷穴的形態(tài)特征、空間分布特征進行分析,探究了陷穴發(fā)育與溝蝕擴展之間相互作用關(guān)系。主要結(jié)論如下:（1）切溝微地形土壤容重均值1.41 g·cm-3,不同...
【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：59 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
技術(shù)路線圖
~ 38°51' N），海拔 1094.0 ~ 1273.9 m。流域內(nèi)溝壑縱橫，是黃土高原典型的侵蝕區(qū)，蝕風(fēng)蝕交錯地帶。氣候特征屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫 8.4℃，≥10 ℃有溫 3232℃，無霜期 169 天；降水季節(jié)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%；年均蒸發(fā)量 785.4 mm，平均干燥度 1.8；該區(qū)域?qū)冱S土丘陵地帶，主要土壤類型為黃綿土、沙黃土、風(fēng)沙土及壩地淤土，土壤剖面含料姜石；土壤質(zhì)地較粗，以細砂粒、粉砂為主，土壤容重 1.26 ~ 1.65 g·cm-3；該植被屬森林草原向干旱草原過渡地帶，植被成分復(fù)雜且以灌叢草原為主，植被類型有檸條（Caragana korshinskii Kom.）、沙柳（Salix psammophila）、紫花苜蓿（Medicagoiva）、長芒草（Stipa bungeana）、冰草（Agropyron cristatum (Linn.) Gaertn.）、砂珍棘（ Oxytropis psamocharis ）、 狗 尾 草 （ Setaria viridis (L.) Beauv. ）、 牛 皮 消CynanchumauriculatumRoyleexWight.）、蘆葦（Phragmites australias Trin.）、沙打旺stragalus adsurgens Pall.）、華北白前（Cynanchum hancockianum）、達烏里胡枝子espedeza davurica）、角蒿（Incarvillea sinensis Lam.）、茵陳蒿（Artemisia capillaris）、蒿（Tripolium vulgare）、小葉楊（Populus simonii）、柳樹（Salix babylonica）、和山Prunus armeniaca）等（唐克麗等，1993；Jia et al，2014）。
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文端輕輕插入土壤中，然后使用橡膠錘及墊板將其垂直砸入土壤，土柱挖出后密封處做好標記。本次共采集 25 個原狀土柱樣品，采樣深度 0 ~ 250 mm。將采集樣品帶驗室后，利用飛利浦 16 通道螺旋 CT 掃描儀（Philips MX16）對土柱樣品進行掃描描峰值電壓設(shè)定為 140 kV，電流設(shè)定 200 mA，掃描時間設(shè)定為 21.4 s，掃描厚度 2 m辨率 512×512。為了避免原狀土柱在采集與運輸過程中擾動，對掃描結(jié)果產(chǎn)生干擾下各去除 10 mm，CT 掃描有效長度為 230 mm�？紫秴�(shù)提取通過 Fiji 軟件實現(xiàn)。首先將所得 CT 圖像（DICOM 格式）轉(zhuǎn)換為灰度圖像，利用矩形工具獲取感興趣區(qū)域（Region of interest，ROI），圖像尺寸 72 m72 mm。進行黑白反轉(zhuǎn)、校正光密度及對比度增強處理，中值濾波法去除圖像噪聲取圖像閾值并將其二值化，所得黑白二值圖像，白色部分為土壤基質(zhì)，黑色部分為孔隙，進而提取圖像輪廓線。所得土壤孔隙參數(shù)為：孔隙數(shù)量、孔隙度、成圓率、直徑。
本文編號：3391604
【文章來源】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】：59 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
技術(shù)路線圖
~ 38°51' N），海拔 1094.0 ~ 1273.9 m。流域內(nèi)溝壑縱橫，是黃土高原典型的侵蝕區(qū)，蝕風(fēng)蝕交錯地帶。氣候特征屬半干旱大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫 8.4℃，≥10 ℃有溫 3232℃，無霜期 169 天；降水季節(jié)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%；年均蒸發(fā)量 785.4 mm，平均干燥度 1.8；該區(qū)域?qū)冱S土丘陵地帶，主要土壤類型為黃綿土、沙黃土、風(fēng)沙土及壩地淤土，土壤剖面含料姜石；土壤質(zhì)地較粗，以細砂粒、粉砂為主，土壤容重 1.26 ~ 1.65 g·cm-3；該植被屬森林草原向干旱草原過渡地帶，植被成分復(fù)雜且以灌叢草原為主，植被類型有檸條（Caragana korshinskii Kom.）、沙柳（Salix psammophila）、紫花苜蓿（Medicagoiva）、長芒草（Stipa bungeana）、冰草（Agropyron cristatum (Linn.) Gaertn.）、砂珍棘（ Oxytropis psamocharis ）、 狗 尾 草 （ Setaria viridis (L.) Beauv. ）、 牛 皮 消CynanchumauriculatumRoyleexWight.）、蘆葦（Phragmites australias Trin.）、沙打旺stragalus adsurgens Pall.）、華北白前（Cynanchum hancockianum）、達烏里胡枝子espedeza davurica）、角蒿（Incarvillea sinensis Lam.）、茵陳蒿（Artemisia capillaris）、蒿（Tripolium vulgare）、小葉楊（Populus simonii）、柳樹（Salix babylonica）、和山Prunus armeniaca）等（唐克麗等，1993；Jia et al，2014）。
沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文端輕輕插入土壤中，然后使用橡膠錘及墊板將其垂直砸入土壤，土柱挖出后密封處做好標記。本次共采集 25 個原狀土柱樣品，采樣深度 0 ~ 250 mm。將采集樣品帶驗室后，利用飛利浦 16 通道螺旋 CT 掃描儀（Philips MX16）對土柱樣品進行掃描描峰值電壓設(shè)定為 140 kV，電流設(shè)定 200 mA，掃描時間設(shè)定為 21.4 s，掃描厚度 2 m辨率 512×512。為了避免原狀土柱在采集與運輸過程中擾動，對掃描結(jié)果產(chǎn)生干擾下各去除 10 mm，CT 掃描有效長度為 230 mm�？紫秴�(shù)提取通過 Fiji 軟件實現(xiàn)。首先將所得 CT 圖像（DICOM 格式）轉(zhuǎn)換為灰度圖像，利用矩形工具獲取感興趣區(qū)域（Region of interest，ROI），圖像尺寸 72 m72 mm。進行黑白反轉(zhuǎn)、校正光密度及對比度增強處理，中值濾波法去除圖像噪聲取圖像閾值并將其二值化，所得黑白二值圖像，白色部分為土壤基質(zhì)，黑色部分為孔隙，進而提取圖像輪廓線。所得土壤孔隙參數(shù)為：孔隙數(shù)量、孔隙度、成圓率、直徑。
本文編號：3391604
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