摘要：为给云南红壤作业条件下的触土部件设计与优化提供更精准的参数,选用EDEM中Hertz-Mindlin with JKR Co-hesion接触模型标定云南地区红壤数值模拟参数。首先,采用物理试验测定红壤的基本物性参数以及接触参数,以物理试验结果为基础,确定仿真试验参数范围,开展Plackett-Burman试验,对仿真试验进行显著性筛选,得到对堆积角影响显著的3个参数:红壤-红壤静摩擦因数、红壤-45^(#)钢板间恢复系数和JKR表面能。随之设计最陡爬坡试验,优化显著性参数的最优取值范围。之后开展Box-Behnken试验,以红壤在45^(#)钢板上的堆积角为响应值,对二阶回归方程进行优化,获得最优接触参数组合:红壤-红壤静摩擦系数为0.502、红壤-45^(#)钢板恢复系数0.464、JKR表面能4.938 J·m^(-2)。最后以最优接触参数组合进行仿真试验,得出结果与物理试验误差为1.7%,无明显差异。此结果表明标定的云南红壤的离散元仿真参数可靠度较高,可为云南地区红壤作业条件下的触土部件的设计与优化提供基础参数。

摘要：【目的】探究微塑料对不同富铁程度红壤结构和碳氮磷化学计量特征的影响,为指导红壤地区土壤质量提升和污染管理提供理论依据。【方法】以亚热带红壤为研究对象,通过室内培养试验添加0、0.1%、1.0%质量的低密度聚乙烯(M_(0)、M_(1)、M_(2))和0、10、20 g/kg质量的铁(Fe_(0)、Fe_(1)、Fe_(2))分别模拟微塑料的污染水平和红壤富铁程度,研究不同富铁条件下微塑料污染红壤的水稳性团聚体分布特征和碳氮磷化学计量特征。【结果】在Fe_(0)条件下,与M_(0)相比,M_(1)的粒径>0.25 mm团聚体含量(WSA)、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均降低,M_(2)的WSA、MWD、GMD均显著增高;在Fe_(1)条件下,M_(0)、M_(1)和M_(2)三者的团聚体稳定性指标均显示彼此之间没有显著性差异;在Fe_(2)条件下,M_(1)和M_(2)均可显著降低土壤团聚体的WSA、MWD和GMD。对碳氮磷含量及其化学计量特征而言,Fe_(0)条件下M_(1)和M_(2)可显著提高土壤有机碳含量(SOC);Fe_(1)和Fe_(2)条件下微塑料处理对SOC没有显著影响。土壤全氮含量(TN)则为Fe_(0)和Fe_(1)条件下M_(1)和M_(2)均显著降低,但Fe_(2)条件下微塑料处理对TN无显著性影响;土壤全磷含量(TP)均表现为M_(0)>M_(1)>M_(2)。土壤养分变化最终导致所有微塑料处理的C/N、C/P、N/P均显著升高(Fe_(0) M_(1)、Fe_(2) M_(1)和Fe_(2) M_(2)除外)。【结论】不同处理对土壤团聚体稳定性的影响效果不尽相同。在当前原状红壤条件下,低微塑料污染可以降低土壤团聚体的稳定性,高微塑料污染则可以增加土壤团聚体的稳定性。在相对轻富铁红壤条件下,低、高微塑料污染对土壤团聚体稳定性均无显著性影响。在相对高富铁的红壤条件下,低、高微塑料污染均可降低土壤团聚体稳定性。土壤团聚体结构的变化致使土壤的碳氮磷化学计量特征也产生了较明显的差异,总体呈现为微塑料污染可显著提升红壤的C/N、C/P、N/P。

摘要：为探究不同岩性成土母质红壤抗蚀性的变化特征,以江西红壤区的红砂岩、花岗岩、第四纪红黏土3种典型岩性红壤为研究对象,通过室内试验分析了其基本理化性质、土壤质地状况、团聚体稳定性和抗分散能力,并对江西红壤区不同岩性土壤抗蚀性的变化特征进行了深入研究,以期为江西省红壤丘陵区水土流失防治、科学调整土地利用方式、提高土壤抗蚀性及土壤质量提供科学依据。

摘要：为探究桂西北喀斯特区石灰土与红壤坡地降雨产流及土壤水分变化特征,采用自制土槽模拟石灰土与红壤坡地,在自然降雨条件下对坡地产流过程及不同深度土层(10、30 cm)的土壤含水量进行监测,对比分析不同类型土壤降雨产流及土壤水分变化特征。结果表明:①石灰土坡地产流以壤中流为主,平均壤中流径流系数为0.087,红壤坡地产流以地表径流为主,平均地表径流系数为0.088;②石灰土坡地在中雨时地表才开始产流,随着降雨等级的增加地表径流系数无明显变化,壤中流径流系数随着降雨等级的增加,变化复杂,呈减小—增大—减小的过程,红壤坡地的地表径流系数随降雨等级的增加而增加,壤中流径流系数随降雨等级的增加呈减小趋势;③不同降雨等级下,石灰土坡地径流深与降雨量和降雨历时具有极显著相关性,红壤坡地径流深与降雨历时呈极显著相关关系;④石灰土坡地整体平均土壤含水量(24.77%)显著低于红壤坡地(25.15%),石灰土坡地土壤含水量对降雨的响应比红壤坡地更迅速。研究成果能够为喀斯特坡地降水资源优化配置提供参考和合理意见。

摘要：红壤黏性重,干湿交替容易结块和形成裂隙,通过土-水特征曲线研究重构红壤的持水保水能力具有一定的意义。为探明干湿交替下木纤维重构对红壤水力特性的影响,该研究应用4种添加量(0、0.5%、2.5%和5.0%)的木纤维重构红壤,采用滤纸法测定木纤维复合土的基质吸力,并利用Logistic模型拟合其土-水特征曲线。结果表明,随着木纤维添加量的增加,干湿交替作用对红壤基质吸力降幅和土-水特征曲线的滞后现象逐渐减缓,2.5%木纤维复合土是提高土壤持水能力最优配比;木纤维添加提高红壤进气值和残余值,干湿交替下残余值变化较大,随着干湿交替次数增加而残余值的降幅逐渐较小,2.5%木纤维复合土的斜率受干湿交替影响较小,其持水能力最优,体积含水率变化速率减小;添加木纤维后土-水特征曲线的决定系数均在0.97,说明Logistic模型适用于拟合木纤维重构的红壤土-水特征曲线。研究对于深入研究红壤区的土壤重构、边坡防护和生态恢复等具有重要的理论和工程实践意义。

摘要：【目的】向边坡土壤内加入改良剂会对土体水分产生较大影响,揭示此过程中土水特征曲线及吸附强度的变化规律可为采用改良剂进行边坡治理提供依据。【方法】通过测定不同配比的糯米胶、木纤维、糯米胶/木纤维混施的红壤土的基质吸力ψ和体积含水率θv,绘制土水特征曲线并分析典型特征参数变化;采用直剪试验测定不同改良剂红壤饱和状态的内摩擦角φ,结合Fredlund双应力变量抗剪强度理论,分析不同改良剂对红壤吸附强度τψ的影响。【结果】(1)糯米胶和木纤维能提高土体饱和含水率θs,混合改良剂反之;糯米胶和混合改良剂会降低土水特征曲线的残余含水率θr,木纤维只有在较低或较高掺量时才会降低残余含水率,反之增高;3种改良剂均能提高土水特征曲线的进气值ψa,混合改良剂>糯米胶>木纤维;糯米胶会降低土水特征曲线的残余值ψr,木纤维反而增加残余值,混合改良剂介于二者之间且高于素土;糯米胶的土水特征曲线斜率|k|最大,其次是混合改良剂和木纤维。(2)不同改良剂红壤随θv降低,ψ增加,吸附强度τψ增大,抗剪强度随ψ增加的速率减小。在23.73%~30.76%体积含水率区间,2.5%纤维和5.0%纤维的吸附强度相对较大,其次是素土、5.0%混合和2.5%混合,最后是2.5%胶、5.0%胶和0.5%胶。【结论】(1)糯米胶主要影响|k|值,致使土体水分散失速率加快;木纤维对θs、θr和ψr的影响最大,土体保水性好,水分不易流失;混合改良剂以提高ψa为最优,土体初期(边界效应阶段)不易失水,中后期受糯米胶成分的影响,持水能力减弱。(2)不同改良剂增大τψ的效果由强到弱依次为:木纤维>糯米胶>混施。

摘要：为探究桂西北喀斯特区石灰土与红壤坡地幼龄橘园的降雨侵蚀特征,通过室内人工模拟降雨试验,研究3种降雨强度(30,60,90 mm/h)下,石灰土与红壤坡地幼龄橘园的产流产沙特征。结果表明:(1)降雨强度为30,60 mm/h时,红壤橘园的产流总量分别为石灰土橘园的2.46,1.83倍,且红壤橘园主要以地表产流为主,石灰土橘园主要以壤中流产流为主;当降雨强度为90 mm/h时,二者产流总量无显著性差异(p>0.05),均以地表产流为主。(2)石灰土橘园与红壤橘园地表径流强度随降雨强度增大而增大;但随着降雨强度增大,石灰土橘园的壤中流径流强度呈先增大后减小趋势,红壤橘园壤中流径流强度却在减小。(3)降雨强度为60 mm/h时,红壤橘园产沙总量为石灰土橘园的3.74倍,当降雨强度为90 mm/h时,石灰土橘园产沙总量为红壤橘园的2.86倍;在降雨过程中,石灰土橘园产沙量随着降雨历时增大上下波动较为剧烈,红壤橘园产沙量随降雨历时增大波动幅度较小。(4)当降雨强度≥60 mm/h时,石灰土橘园与红壤橘园累积产沙量与累积产流量存在显著线性关系,且降雨强度越大线性关系越明显。研究结果可为喀斯特地区石灰土与红壤坡地幼龄橘园水土流失防治提供参考。

摘要：为了掌握红壤多点源滴灌条件下水分溶质运移规律,为红壤丘陵地区脐橙滴灌灌溉设计和管理提供参考,建立了5个不同红壤容重下滴灌水分和硝态氮运移的数学模型。借助Hydrus-3D模型模拟了不同红壤容重、同一滴头流量和施氮量时土壤水分溶质分布特征和湿润锋推移和交汇过程。模拟结果与试验对比表明:模拟的湿润锋运移交汇过程、湿润体内土壤含水率以及NO_3^--N含量与实测值之间的偏差均在9.5%以内;模拟值和实测值具有很好的一致性,并显示在湿润锋交汇处土壤含水率和NO_3^--N含量低于同一深度滴头下方的土壤,另外高容重红壤阻碍湿润锋的推进速度。总体而言,Hydrus-3D可以用于红壤滴灌施肥灌溉条件下湿润体范围以及水分和氮素运移和分布的模拟。

摘要：地表径流、壤中流和地下径流都是坡地径流的组成部分,对流域径流产生、养分流失等都有重要的影响。为了深入了解红壤坡地各层产流特征,利用大型土壤渗漏装置,通过2010-2012年的连续3 a观测试验,对覆盖、敷盖和裸露3种处理下红壤坡面径流垂向分层输出特征进行分析。结果表明:在自然降雨条件下,总径流量敷盖处理最大,裸露处理次之,覆盖处理最小;覆盖和敷盖处理的地表径流远小于裸露处理,分别为裸露处理的7.9%和9.8%;壤中流量最小的为裸露处理,分别为覆盖处理和敷盖处理的56.4%和35.6%;覆盖和敷盖处理3 a的地下径流量占总径流量90%以上,裸露处理占68.4%;在小尺度上,不论是年度还是月份的径流量,3种措施下红壤坡地径流输出主要途径是地下径流,而壤中流和地表径流则与地面有无覆盖直接相关;采取覆盖和敷盖措施可以使地表产流量减小,增加入渗,将地表水转化为地下水。该研究可为减少水土流失,充分利用红壤坡地水土资源提供参考。

摘要：以土壤颗粒组成数据为基础，运用分形模型，分析了红壤丘陵山区林地土壤颗粒的分形维数。结果表明：84个耕层土壤颗粒的分形维数D为2．568～2．828，其中紫色土2．722，红壤2．700，棕红壤2．693，黄红壤2．670，黄壤2．713。D随土壤质地的变细而增大。从空间分布上看，研究区域的西部和东南部D值较大，而西南部和北部D值较小，D在2．7～2．8的面积最大，为1171km^2，占总面积的47．0％，D在2．8以上的面积最小，为48km。，占总面积的1．9％。土壤分维数和坡向、海拔之间呈显著正相关关系，而与坡度、平面曲率、剖面曲率之间无明显的相关关系。