土壤团聚体/铁锰结核的三维结构、形成过程及其环境意义
发布时间：2021-08-10 02:45
土壤团聚体中的孔隙结构对土壤的理化性质,功能以及发生在团聚体内的各种过程,如水气运移,溶质迁移,生物活动,固碳,土壤机械性质以及团聚体稳定性产生重要影响。然而,关于土壤团聚体的孔隙特征,可能的团聚机制,团聚体结构对改良剂的响应,以及团聚体中微生物的栖居空间等科学问题仍然认识不足。本研究应用了同步辐射先进成像技术、数字图像处理算法以及多维数据融合分析,对不同大小类型的团聚体和铁锰结核的孔隙结构进行了三维可视化和定量分析,充分揭示了土壤团聚体和铁锰结核的孔隙特征,阐明了土壤团聚体和铁锰结核内部孔隙的三维结构、形成过程及其对环境变化和土壤管理措施的响应。主要结果如下：1、以红壤和黑土团聚体为研究对象,综合应用了同步辐射显微CT（SR-mCT）和扫描电镜能谱技术,对两种土壤类型团聚体的胶结物质和孔隙特征进行了研究。应用数据融合分析方法,对同步辐射和电镜数据进行融合分析,建立了胶结物质与孔隙的相互关系。同步辐射显微CT研究表明,红壤团聚体的总孔隙度和孔隙各向异性显著低于黑土团聚体。不同大小红壤团聚体（5-10,2-5mm以及0.5-2mm）的孔隙大小分布规律较为相似,而不同大小黑土团聚体的孔隙大...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 土壤团聚体结构与环境过程的相互关系及研究进展
1.2 团聚体孔隙结构与环境相互关系的研究中的挑战和瓶颈
1.3 研究目、意义的及研究内容
1.3.1 研究目的与意义
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究技术路线图
第二章 研究方法
2.1 土壤基本理化性质测定
2.2 同步辐射显微CT扫描
2.3 数字图像处理
2.3.1 数字图像处理和孔隙定量分析
2.3.2 孔隙三维形貌和各向异性分析
2.3.3 团聚体中孔隙的空间分布
2.4 团聚体切片与扫描电镜观察
2.5 数据融合分析
2.6 统计分析
第三章 不同胶结物质对土壤团聚体结构的影响
3.1 研究材料
3.2 研究方法
3.2.1 小波分析
3.2.2 其他
3.3 不同大小的红壤及黑土团聚体的孔隙特征定量分析
3.3.1 团聚体的孔隙形貌与孔隙大小
3.3.2 团聚体的孔隙度分布
3.3.3 团聚体的孔隙空间分布特征
3.4 胶结物质的空间分布与多尺度特征分析
3.5 红壤和黑土团聚体可能的胶结过程
3.6 胶结物质对团聚体形成与孔隙结构的影响
3.7 小结
第四章 不同大小的土壤团聚体中微生物的生存空间分析
4.1 研究材料
4.2 研究方法
4.2.1 微生物分离及培养
4.2.2 先进图像可是化技术
4.2.3 其他
4.3 不同大小土壤团聚体的内部孔隙结构特征
4.4 不同大小团聚体中微生物的可生存空间分析
4.5 不同大小团聚体中微生物可能的分布情况
4.6 小结
第五章 不同生物碳改良剂对土壤团聚体结构的改良
5.1 研究材料
5.2 研究方法
5.2.1 土壤培养实验
5.2.2 基于灰度值累积法的数字图像分割技术
5.2.3 其他研究方法
5.3 生物碳改良剂对土壤团聚体孔隙形貌的影响
5.4 生物碳添加对土壤团聚体结构孔隙改良的定量分析
5.5 生物碳改良后,土壤团聚体中孔隙空间分布情况
5.6 秸秆生物碳在红壤和砂姜黑土团聚体中的空间分布
5.7 添加生物碳前后土壤团聚体中碳的空间分布
5.8 为不同的土壤选择合适的生物碳改良剂
5.9 小结
第六章 红壤中铁锰结核的三维结构,形成过程及环境意义
6.1 研究材料
6.2 研究方法
6.2.1 土壤中金属元素的测定
6.2.2 微束X射线荧光,微束X射线衍射以及微束X射线近边吸收谱分析
6.2.3 其他实验方法
6.3 铁锰结核的形貌和内部结构
6.4 铁锰结核内部的元素空间分布
6.5 铁锰结核的形成机理和形成过程
6.6 铁锰结核生长限制因子分析
6.7 铁锰结核形成过程重建
6.8 小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本研究创新点
7.3 不足与展望
参考文献
攻读博士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Elemental Composition and Geochemical Characteristics of Iron-Manganese Nodules in Main Soils of China[J]. TAN Wen-Feng, LIU Fan, LI Yong-Hua, HU Hong-Qing and HUANG Qiao-Yun College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070 (China). E-mail: tanwf@mail. hzau. edu. cn Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 (China). Pedosphere. 2006(01)
本文编号：3333295
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 土壤团聚体结构与环境过程的相互关系及研究进展
1.2 团聚体孔隙结构与环境相互关系的研究中的挑战和瓶颈
1.3 研究目、意义的及研究内容
1.3.1 研究目的与意义
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究技术路线图
第二章 研究方法
2.1 土壤基本理化性质测定
2.2 同步辐射显微CT扫描
2.3 数字图像处理
2.3.1 数字图像处理和孔隙定量分析
2.3.2 孔隙三维形貌和各向异性分析
2.3.3 团聚体中孔隙的空间分布
2.4 团聚体切片与扫描电镜观察
2.5 数据融合分析
2.6 统计分析
第三章 不同胶结物质对土壤团聚体结构的影响
3.1 研究材料
3.2 研究方法
3.2.1 小波分析
3.2.2 其他
3.3 不同大小的红壤及黑土团聚体的孔隙特征定量分析
3.3.1 团聚体的孔隙形貌与孔隙大小
3.3.2 团聚体的孔隙度分布
3.3.3 团聚体的孔隙空间分布特征
3.4 胶结物质的空间分布与多尺度特征分析
3.5 红壤和黑土团聚体可能的胶结过程
3.6 胶结物质对团聚体形成与孔隙结构的影响
3.7 小结
第四章 不同大小的土壤团聚体中微生物的生存空间分析
4.1 研究材料
4.2 研究方法
4.2.1 微生物分离及培养
4.2.2 先进图像可是化技术
4.2.3 其他
4.3 不同大小土壤团聚体的内部孔隙结构特征
4.4 不同大小团聚体中微生物的可生存空间分析
4.5 不同大小团聚体中微生物可能的分布情况
4.6 小结
第五章 不同生物碳改良剂对土壤团聚体结构的改良
5.1 研究材料
5.2 研究方法
5.2.1 土壤培养实验
5.2.2 基于灰度值累积法的数字图像分割技术
5.2.3 其他研究方法
5.3 生物碳改良剂对土壤团聚体孔隙形貌的影响
5.4 生物碳添加对土壤团聚体结构孔隙改良的定量分析
5.5 生物碳改良后,土壤团聚体中孔隙空间分布情况
5.6 秸秆生物碳在红壤和砂姜黑土团聚体中的空间分布
5.7 添加生物碳前后土壤团聚体中碳的空间分布
5.8 为不同的土壤选择合适的生物碳改良剂
5.9 小结
第六章 红壤中铁锰结核的三维结构,形成过程及环境意义
6.1 研究材料
6.2 研究方法
6.2.1 土壤中金属元素的测定
6.2.2 微束X射线荧光,微束X射线衍射以及微束X射线近边吸收谱分析
6.2.3 其他实验方法
6.3 铁锰结核的形貌和内部结构
6.4 铁锰结核内部的元素空间分布
6.5 铁锰结核的形成机理和形成过程
6.6 铁锰结核生长限制因子分析
6.7 铁锰结核形成过程重建
6.8 小结
第七章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 本研究创新点
7.3 不足与展望
参考文献
攻读博士期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]Elemental Composition and Geochemical Characteristics of Iron-Manganese Nodules in Main Soils of China[J]. TAN Wen-Feng, LIU Fan, LI Yong-Hua, HU Hong-Qing and HUANG Qiao-Yun College of Resources and Environment, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070 (China). E-mail: tanwf@mail. hzau. edu. cn Institute of Geographical Sciences and Natural Resources Research, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100101 (China). Pedosphere. 2006(01)
本文编号：3333295
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3333295.html
