季冻区草炭土微观结构特性对生态环境的作用研究

发布时间：2021-04-06 12:28

　　文章通过扫描电子显微镜得到试样的SEM图像。定性分析了草炭土水平方向和竖直方向孔隙形态不同,水平方向孔隙杂乱无规则,竖直方向孔隙条状分布,土壤团聚颗粒以线对面接触方式为主,主要矿物成分为伊利石。结合IPP软件定量分析得到草炭土水平方向观察面与竖直方向观察面的孔隙率、孔隙面积、孔隙数量、孔隙扁平度和分形维数皆有差异,通过对草炭土微观结构特性研究,掌握了草炭土微观结构特性,可以更好地利用草炭对植物的生长,对绿色环境起到重要的作用。 

【文章来源】：环境科学与管理. 2020,45(06)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

草炭土不同放大倍数的SEM图像

在IPP(Image-Pro-Plus)软件中对选定的SEM图像用中值滤波处理噪点后,再结合锐化滤镜处理使图像灰度级配分布较合理[5]。用IPP软件自带的count/size功能,手动选取阈值对图像进行二值化分割,得到的二值化黑白图像中黑色代表草炭土植物残骸骨架和土颗粒,白色区域代表土壤结构中的孔隙。然后用IPP软件6.0版本对土样SEM图像选定区域进行微观结构参数的收集,再经过统计计算以实现定量分析[6]。(见图2)2.2.2 竖直和水平样孔隙特征

从图中可以看出,#B4的孔隙率均略大于#C2的孔隙率,#C2的孔隙平均面积均小于#B4的孔隙平均面积,这是由于草炭土的成因引起的。草炭土中的植物残骸是随着沉积时间的早晚顺序成层堆积的,在常年的缺氧富水的低温沉积环境下,层间植物残骸分解速度十分缓慢,层与层之间的堆积越来越紧密。而每一层自身的堆积植物残骸骨架却不会随时间产生明显变化,而且草炭土的结构疏松,透水性好,土壤颗粒也很难附着在植物残骸上。这些因素造成单层草炭土中水平方向结构疏松,大孔隙较多,竖直方向层与层之间结构相对紧密,单位孔隙面积相对较大。在250倍和1 000倍的SEM图片中#C2的有效孔隙数量大于#B4,在2 000倍的放大倍数下#C2小于#B4,两个试样表面孔隙率相差不大,由于草炭土竖直方向的结构紧密,孔隙数量大,孔隙面积会变小。而在2 000倍的放大倍数中出现水平方向孔隙数量反超,主要有两方面的原因,一是随着放大倍数的增加,水平方向松散结构的小裂隙被发现,竖直方向结构较密而产生的微裂隙较少;二是随着SEM图像倍数放大,观察的视野越小统计的数据有一定随机性和局限性,造成孔隙数量增加。2.2.3 孔隙扁平度

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于CT扫描技术的土壤孔隙定量表达优化[J]. 赵玥,韩巧玲,赵燕东.  农业机械学报. 2017(10)

博士论文
[1]草炭土及其人类工程环境效应的遥感判别研究[D]. 黄耀龙.吉林大学 2018
[2]吉林省东部地区沼泽草炭土的应力路径本构模型研究[D]. 苏占东.吉林大学 2015

硕士论文
[1]大连高城山地区粘性土微观结构研究[D]. 赵柯迪.辽宁师范大学 2019
[2]线路工程对季冻区草炭土湿地地下水环境效应影响研究[D]. 郑云超.吉林大学 2018
[3]线路工程对季冻区沼泽草炭土的土壤环境效应[D]. 汪之凡.吉林大学 2017
[4]路堤下草甸土地基应力分布及极限承载力模型试验研究[D]. 张益铭.北京交通大学 2016



本文编号：3121433