利用黑龙江省水利科学研究院水利试验研究中心综合实验观测场2011年11月-2012年4月整个冻结融化期的实测野外黑土耕层土壤温度和水分数据,对中-深季节冻土区黑土耕层土壤冻融过程中冻结和融化特征分阴、阳坡进行了分析,研究了冻融过程中不同深度土壤水分的变化情况,并探讨了降水对不同深度耕层土壤含水量变化的影响.结果表明:黑土耕层土壤冻结融化过程分为5个阶段,历时164 d,约5.5个月.阶段I,秋末冬初黑土耕层土壤开始步入冻结期;阶段II,黑土耕层土壤整日处于冻结状态,阴坡比同样深度的阳坡土壤温度低;阶段III为黑土耕层土壤稳定冻结期;阶段IV,黑土耕层土壤步入昼融夜冻的日循环交替状态,冻融循环的土层逐渐向深部发展,阳坡比阴坡融化得更深、更早,阴坡比阳坡经历冻融循环次数更多;阶段V为稳定融化期,在融化过程不存在冻融交替的现象,直到整个冻层内的土壤全部消融.各深度位置阴坡土壤温度的最高值出现时间比阳坡晚约0.5h.经过整个冻结融化期后,阴、阳坡各层土壤含水量均大于冻结前,阴坡土壤含水量比阳坡整体偏低.在整个冻结融化期,阳坡地下1 cm、5 cm、10 cm及15 cm处含水量最大值出现在地下5 cm;阴坡的含水量整体趋于平稳且在融化期受降水影响明显.
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。
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