三峡库区消落带土壤化学性质变化

为研究三峡库区消落带水淹和未水淹区域土壤化学性质的差异,以及探讨水位涨落对消落带土壤化学性质影响,试验分别于2008年、2009年、2013年的9月,对消落带水淹和未水淹区域土壤(0-5,5-10,10-15cm)的养分含量和pH值进行测定。结果表明:(1)2008年、2009年、2013年消落带未水淹区域各层土壤的速效氮、速效磷、速效钾和有机质含量均大于水淹区域,2013年其含量差异的幅度较大,依次为6.06%~17.01%,40.55%~50.23%,26.90%~46.89%和14.64%~45.51%;较未水淹区域,水淹区域各层土壤的pH值呈缓慢上升趋势。(2)受不同水位涨落周年的影响,各层土壤速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、有机质含量均表现为:经历0次水位涨落区域1次水位涨落区域5次水位涨落区域,而土壤pH值变化趋势与其相反;受水位涨落影响后,土壤的全钾含量表现出一定程度的积累。研究表明,水位涨落可导致消落带土壤速效氮、速效磷、速效钾、全氮、全磷、有机质含量的大量流失和pH的显著增高。     

果树台田蓄水保土机理

果树台田与水土保持林地、荒地相比较,水土保持效果显著。其结论:果树台田采取水保措施时间越长,土壤稳渗速率越大。实验测得果树台田非毛管孔隙度为6.5%,林地为5%,荒地为3%。有台田措施的土壤毛管孔隙度比未修台田的提高了2.40%～5.59%。果树台田土壤蓄水量是荒地的2.17倍。随着果树台田修建时间的延长,土壤的有机质、全N、速效N、全P、速效P、全K、速效K含量表现递增趋势。     

深淹对狗牙根根际土壤酶活性及肥力的影响

以三峡库区消落带生境和非消落带生境生长的狗牙根(XC、FC)为试验材料, 研究了不同生境狗牙根经不同深度水淹胁迫后, 植株根际土壤酶活性和土壤肥力状况。结果表明: 未淹对照植株根际土壤的蔗糖酶活性明显大于不同深度淹水处理, 说明淹水处理不能给植物提供与未淹对照同样多的营养源; FC 根际土壤的脲酶和酸性磷酸酶活性都较XC 的高; 淹水处理后, FC 根际土壤的全氮含量明显低于XC; 淹水前FC 根际土壤的全磷含量明显高于XC, 表明在未进行淹水处理之前的生长时期, XC 可能较FC 利用更多的土壤营养进行生长, 储备更多的能量, 从而为淹水期间植株提供能量供应, 为增强其耐淹能力奠定较好的能量基础。以上结果说明不同生境狗牙根在不同水淹胁迫下, 植株根际土壤酶活性和土壤肥力的变化与其耐淹能力有关。     

天山南坡台兰河上游草地土壤理化性质与海拔的关系研究

通过野外调查、土样采集及室内分析,对托木尔峰自然保护区台兰河上游河谷不同海拔草地表层土壤理化性质进行研究。结果表明:(1)研究区样地土壤含水量、饱和含水率、容重、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度的范围分别为9.04%~44.7%,41.39%~114.9%,1.02~1.44 g cm~(-3),4.03%~7.45%,47.48%~58.53%,51.51%~65.85%,土壤含水量、饱和含水率、非毛管孔隙度、毛管孔隙度、总孔隙度随海拔上升而呈增加趋势;土壤容重则随海拔高度的增加而呈降低趋势。(2)草地表层土壤平均有机质含量、全N含量、全P含量、C/N、土壤p H的范围分别在3.64%~9.22%、0.23%~0.53%、0.13%~0.15%、9.00~14.10、7.91~8.20之间有机质含量、全N含量的最大值分别约为最小值的2.5倍和2.3倍;有机质含量、全N含量、全P含量、C/N的大小均随海拔高度增加而趋于增大;土壤p H则随海拔上升不断降低。台兰河上游河谷草地表层土壤理化性质受海拔高度这一重要环境因子的影响深远且规律性显著。     

不同土地利用方式下土壤入渗特征及其影响因素

采用野外测定与室内分析相结合的方法,对红叶李林、李园、梨园、桃园的入渗特征及其影响因素进行了研究。结果表明,红叶李林与李园、梨园和桃园相比,砂粒含量分别增加5.78%,16.17%和19.59%,粘粒含量分别减少5.34%,10.46%和13.57%,其土壤有机质含量、总孔隙度和非毛管孔隙度是4种土地利用方式中最高的;4种土地利用方式下土壤入渗特征差异明显,土壤渗透性能表现为红叶李林李园梨园桃园,这表明红叶李林能够有效延缓地表径流的发生;不同土地利用方式下土壤入渗能力与砂粒含量、有机质含量、非毛管孔隙度及总孔隙度呈正相关,与粉砂粒含量、粘粒含量、土壤容重和毛管孔隙度呈负相关,且4种土地利用方式的土壤入渗过程均可通过考斯加可夫公式进行高精度拟合。     

托木尔峰自然保护区台兰河上游不同海拔灌木土壤理化性质研究

通过野外调查、土样采集及室内分析,对托木尔峰自然保护区台兰河上游河谷不同海拔灌木表层土壤理化性质进行研究。结果表明:(1)研究区灌木样地土壤含水率的大小范围为8.37%~71.02%,饱和含水率为49.17%~186.99%,容重为0.54~1.20 g cm~(-3),非毛管孔隙度为7.43%~13.73%,毛管孔隙度为33.79%~57.68%,总孔隙度的范围则在41.24%~68.85%之间,土壤自然含水率和饱和含水率及孔隙度均随海拔高度的增加表现为递增趋势;土壤容重则随海拔上升而呈降低趋势。(2)灌木表层土壤平均有机质含量、全N含量、全P含量、C/N、土壤pH的范围分别为3.03%~17.69%、0.22%~0.51%、0.15%~0.18%、7.15~20.07、7.73~8.03,有机质含量、全N含量的最大值分别约为最小值的5.84倍和2.32倍;有机质含量、全N含量、全P含量、C/N的大小均随海拔高度增加而趋于增大;土壤pH则随海拔上升不断降低。     

火力楠和红苞木幼林的土壤肥力研究

对选定的火力楠幼林和红苞木幼林的土壤物理性质、土壤养分特点、微生物和酶活性进行了对比研究.结果表明,火力楠林的土壤容重显著小于对照,土壤毛管孔隙和总孔隙的比例及土壤毛管持水量显著大于后者.红苞木林的土壤容重是火力楠林的115%,土壤毛管孔隙、总孔隙的比例及毛管持水量分别为后者85%,87%和76%,而二者的非毛管孔隙相近.2种林分的土壤有机质、全N、全K和水解N含量均显著大于对照,而全P、速效P和速效K含量显著小于后者.二者的土壤pH值相近,均呈强酸性.火力楠林的土壤有机质、全N、全P、全K、水解N、速效P和速效K含量分别为红苞木林的1.29,1.26,1.17,1.02,1.20,1.33和1.51倍.火力楠林的土壤细菌、真菌和放线菌数量及土壤脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性分别为红苞木林的1.63,1.18,1.72,1.19,1.06和1.24倍;2种林分的3种微生物数量和3种酶活性显著大于对照.     

森林火灾对贵州喀斯特山区土壤理化性质的影响

通过比较贵州喀斯特山区森林火烧迹地不同坡位表层土壤和未受火灾区域表层土壤的理化性质可以看出,较大森林火灾、重大森林火灾以及特别重大森林火灾下的土壤含水量、田间持水量、毛管孔隙度以及土壤通气度均降低,土壤容重和非毛管孔隙度增加,而火灾后土壤化学性质的改变因火灾等级的不同而有所不同,总体上火烧迹地土壤有机质和全氮含量均显著低于未受火灾区域,而在重大森林火灾和特别重大森林火灾下,火烧迹地的速效磷含量大幅增加。     

三峡库区柑橘园土壤重金属行为特征研究

试验研究三峡库区奉节县、忠县、长寿湖和江津市柑橘园土壤重金属行为特征结果表明,0~30cm土层土壤全Cd、有效镉含量显著高于30~60cm土层,说明三峡库区柑橘园土壤已受到Cd污染;三峡库区柑橘园土壤重金属源于成土母岩,柑橘园黄壤全Cu、全Cr、全Zn和全As含量显著高于紫色土,而有效锌、有效镉、有效铜和有效铅含量显著低于紫色土。柑橘园紫色土中有效镉占全量百分比达30.39%,黄壤中有效镉占全量百分比仅为2.30%。     

丘陵区不同土地利用类型紫色土入渗特征研究

对三峡库区4种土地利用类型下紫色土入渗特征进行了研究。结果表明,农林混作型耕地与传统农耕地相比,砂粒含量增加21.37%,粉粒含量和粘粒含量分别减少11.63%和4.14%,其土壤总孔隙度和非毛管孔隙度是4种土地利用类型中最高的,分别为45.80%和8.96%;4种土地利用类型土壤入渗速率随时间变化呈幂函数关系,土壤稳定入渗率差异明显,表现为竹林地(55.89 mm/h)>农林混作型耕地(5.91 mm/h)>园地(2.71 mm/h)>传统农耕地(1.87 mm/h);农林混作型耕地达到稳渗时间比传统农耕地长70 min,稳定入渗率是传统农耕地的3.16倍,能够延缓地表径流产生,增加土壤水分入渗,可以在三峡库区范围内推广;紫色土入渗能力与砂粒含量、总孔隙度及非毛管孔隙度呈正相关关系,与粘粒含量、容重、初始含水量呈负相关关系。     

三峡库区消落带完整淹水后土壤重金属分布特征及其影响因素

通过野外采样和室内分析,对三峡库区小江流域消落带土壤重金属Cu、Zn、Cr、Ni的含量特征进行了评价,并同时对其在消落带上的影响因素和分布特征进行了研究。结果表明:Cu、Zn、Cr、Ni在消落带上的含量分别为28.69,126.03,57.20,27.91mg/kg。相关分析表明,Ni、Cr、Cu的含量明显受土壤理化性质影响。其中,有机质、粗黏粒和黏粒均与Ni、Cr、Cu含量呈显著或极显著正相关,粉粒与Cr、Cu呈显著正相关,砂粒与Ni、Cr、Cu均呈显著负相关。逐步回归分析表明,Cr、Ni主要受粗黏粒含量的影响;Cu主要受砂粒含量的影响。单因素方差分析表明,Cu、Zn、Cr、Ni在消落带不同区段的分布存在显著性差异,总体呈从上游到中下游逐渐增大,下游又有所下降的趋势,其在消落带不同高程上分布的差异性不显著。     

三峡库区土壤侵蚀空间分布特征

结合三峡库区的区位特征和数据获取条件,对RUSLE模型的因子算法进行相应修正,最后基于GIS评估库区土壤侵蚀风险及其空间分布特征。结果表明:1)库区年均土壤侵蚀量为1亿8 359.43万t/a,平均土壤侵蚀模数为31.85 t/(hm2.a),水土流失面积占库区土地总面积的66.97%;2)库区土壤侵蚀强度与高程梯度间无直接线性关系,中度以上侵蚀主要分布在500～1 500 m高程带上,其中极强烈、剧烈侵蚀在500～1 000 m间出现频率最高,这应该与该区域强烈的人类活动有关;3)库区土壤侵蚀强度与坡度呈显著正相关,中度以上侵蚀在15°以上坡度带的发生频率急剧增加,其53.74%的面积比例贡献了89.06%土壤侵蚀量;4)库区土壤侵蚀强度在不同坡向上表现为半阴坡>正阴坡>半阳坡>正阳坡,阴坡的侵蚀量稍大于阳坡,占库区总侵蚀量的56.63%。说明500～1 500 m高程带、>15°坡度带以及阴坡是库区发生土壤侵蚀的主要区域,也是水土流失防治及治理的重点区域。     

超积累植物东南景天根际土壤酶活性研究

通过野外调查和盆栽试验研究了超积累植物东南景天根际土壤酶活性变化及其与重金属有效态的关系。研究结果表明,在矿山土壤、重度污染土壤和轻度污染土壤上,种植超积累生态型东南景天后,根际土壤有效态Zn分别比非根际减少了14.3%,7.9%和47.4%,有效态Cd分别比非根际减少25.1%,21.9%和20%。在铅锌矿区,东南景天生长地段土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、脱氢酶活性高于其它植物生长地段。在矿山土壤和重度污染土壤中,超积累生态型东南景天根际土壤酶活性明显高于非根际土壤,同时也高于非超积累生态型根际土壤。Pb、Zn、Cd、Cu4种重金属对东南景天根际土壤脲酶、蔗糖酶、脱氢酶活性均有抑制作用,而Pb对磷酸酶有一定的刺激作用。东南景天根际土壤脱氢酶、酸性磷酸酶活性与重金属有效态含量呈极显著相关。     

三峡库区消落区表层土壤重金属污染评价及源解析

三峡库区是我国重要的水源地, 研究库区水陆交错带消落区内土壤重金属污染程度并解析其来源,对水库的水环境和土壤环境具有重要意义。本研究采用地质累积指数, 对三峡库区消落区175 m 水位蓄水前12 个采样区表层68 个土样的土壤重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、As 和Cr 污染进行评价, 结果表明: 整个研究区不受Cr 污染, 研究区70%以上面积不受Pb、Cu 和Zn 污染; 研究区As 污染最严重, 其次为Cd 和Hg。利用因子分析法对这7 种重金属来源进行解析的结果表明, 库区消落区土壤重金属源可分为2 大类别:“自然因子”类别元素(Cr、Pb、Cu 和Zn)和“工业污染因子”类别元素(Hg、As 和Cd)。消落区表层土壤重金属污染评价及源解析可为消落区生态环境的综合治理提供参考。     

生物炭对铜矿区排土场污染土壤理化性质和重金属形态的影响

为了探讨在重金属胁迫下,不同用量(0,1%,2%,4%)生物炭对土壤pH、有机碳、全氮、全磷以及重金属形态的影响,以铜矿区排土场污染土壤为研究对象,开展室内盆钵试验。结果表明：与对照K相比,在不同剂量生物炭处理下,土壤pH、有机碳、全N和全P增幅分别为3.5%～23.0%,5.6%～13.2%,2.9%～6.8%和3.4%～9.5%,酸溶态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为65.5%～71.2%,49.9%～71.5%,34.6%～50.6%和45.3%～52.1%,可还原态Cd, Pb, Cu和Zn含量降幅分别为71.5%～74.3%,44.4%～63.6%,38.5%～57.8%和29.1～39.1%,可氧化态Cd含量降幅为15.6%～36.9%,可氧化态Pb, Cu和Zn含量增幅分别为16.9%～20.5%、3.9%～26.0%和18.8%～55.9%,残渣态Cd, Pb, Cu和Zn含量增幅分别为42.4%～44.2%,11.0%～23.5%,15.0%～37.9%和20.0%～41.9%。添加生物炭可以提高土壤pH,增加土壤有机碳和全氮含量,对土壤全磷含量也略有增加,但...     

铅镉高污染土壤的钝化材料筛选及其修复效果初探

本研究以重金属高污染农田土壤(全Pb含量为1 277 mg/kg,全Cd含量为39.0 mg/kg)为研究对象,通过土培试验和玉米苗期盆栽试验,探讨海泡石、石灰、腐植酸、钙镁磷肥、磷矿粉、生物质炭等常用稳定材料不同剂量及复配组合对高污染土壤重金属的钝化修复效应。土培试验结果表明,石灰对Pb和Cd钝化效果最好,其次是海泡石,但两者表现为较高添加量处理间没有显著差异;而低剂量生物质炭和腐植酸显著增加土壤有效态Pb和Cd含量,高剂量生物质炭具有较好的钝化效果。盆栽试验表明,海泡石与石灰配施钝化效果较好,与对照相比,土壤氯化钙提取态Pb、Cd含量分别降低了97.5%、81.4%;玉米根和地上部Cd含量分别降低48.5%、34.0%,Pb含量分别降低35.6%、29.6%;但海泡石与磷材料配施显著增加玉米根Pb含量,对玉米Cd吸收没有显著影响。以上结果表明,重金属高污染农田土壤添加合适的改良剂,可较大幅度降低土壤重金属有效性和植物重金属吸收性。     

土地利用与反季节水位波动影响下土壤活性有机碳的组分特征

为了研究消落带不同土地利用类型和水淹强度下土壤活性有机碳组分特征及其主要的影响因子,选取不同海拔高程(水淹强度)与不同土地利用类型的消落带土壤为研究对象,定量解析土地利用方式与水淹强度对三峡水库消落带土壤活性有机碳组分的影响,并分析土壤活性有机碳与土壤理化性质之间的关系。结果表明,消落带土壤活性有机碳含量总体上随着水淹强度的增强而减小。土地利用、水淹强度及其交互作用对土壤活性有机碳影响的解释度分别为22.1%,13.7%,9.3%;土壤微生物生物量碳主要受土地利用、土地利用与淹水强度交互作用的影响,对土壤微生物生物量碳影响对应的解释度分别为3.9%,0.6%;土壤可溶性有机碳与土壤颗粒有机碳主要受淹水强度的影响,其方差解释度分别为65.1%,5.5%。多元因子分析(MFA)结果表明,土壤活性有机碳组分MBC含量主要与EC具有显著的负相关关系,而不同水淹强度可能影响土壤理化性质中TN和C∶N,进而影响土壤活性有机碳组分DOC分布。土壤POC含量与SOC含量呈显著正相关,POC可被用来衡量消落带不同水淹强度下有机碳库变化的敏感性指标。     

不同保水措施对退化干旱山地新植核桃园土壤养分和微生物的影响

[目的]探索退化干旱山地不同保水措施对土壤理化特征的影响,为北方干旱退化山区土壤环境改良提供科学依据。[方法]以太行山新垦片麻岩山地新植核桃园为试材,进行保水剂、玉米秸秆覆盖和地膜覆盖等保水措施的不同组合处理,研究土壤养分和微生物数量的变化。[结果]秸秆覆盖能显著提高土壤养分含量和微生物数量。细菌、放线菌数量和有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量较对照分别提高了14.04%,17.42%,25.53%,60.29%,25.90%,15.31%,143.67%和51.44%。保水剂使得土壤养分含量和微生物数量略有下降。地膜覆盖降低了土壤细菌、真菌、放线菌、纤维素分解菌数量和有机质、全氮、全磷含量,较对照分别降低了27.19%,21.0%,10.11%,31.07%,1.11%,22.06%和6.06%,却提高了土壤全钾、有效磷、速效钾含量,较对照分别提高了12.6%,9.65%,8.09%。多元组合处理对土壤养分含量和微生物数量的影响相互之间差异较大;而保水剂+秸秆覆盖+地膜覆盖的组合并没有达到最佳效果;在所有处理中,保水剂+秸秆覆盖的组合对土壤的改良效果最好,与对照相比,提高土壤细菌、放线菌数量和有机质、全氮、全磷、全钾、有效磷、速效钾含量分别达16.67%,3.37%,6.64%,92.65%,12.67%,1.8%,94.25%和105.76%。[结论]土壤养分、微生物数量与土壤水热气状况密切相关;保水措施在改变土壤水热气状况的同时,也改变了土壤养分和微生物数量。     

黄土高原沟壑区苹果园土壤重金属含量特征研究

以黄土高原沟壑区的苹果园为研究对象,对6～36 a苹果园土壤重金属含量状况进行研究,结果发现,该区苹果园的高投入种植管理模式,能够影响重金属在土壤中的迁移与富集,使土壤重金属含量发生明显变化.土壤Cu含量随树龄增加而增加,20 a以上的土壤-果树系统对土壤Cu的输入与输出趋于平衡,Cu含量变化不大,且耕层土壤Cu含量较高.Cr含量随树龄线性递增,36 a果园0～20 cm,20～40 cm和40～60 cm 土层Cr含量分别比6 a果园增加27.14%,17.09%和19.17%.Cd含量随树龄增加先增加后减少,长期大量施用磷肥是土壤Cd的主要来源,果园生态系统深层土壤Cd含量的峰值比耕层提前出现.Pb含量以15～26 a果园含量最高,树龄＜15 a和＞26 a时Pb含量较低.Hg含量则以15 a为转折点,在不同土层上呈现出不同的变化趋势.As含量在树龄＜15 a时逐渐降低,15～20 a时逐渐增加,20 a以后果园土壤As含量趋于不变,且各土层之间差异不显著.     

铅锌矿区污染土壤微生物活性研究

通过野外调查和采样分析，研究了浙江衢州铅锌矿区土壤的微生物、土壤酶活性及植物重金属积累特性。结果表明：矿区污染区土壤Ph、Zn、Cd、Cu全量的平均值分别是对照土壤的267．8倍、132．6倍、41．8倍、17．0倍。矿区植物体内重金属含量与土壤重金属全量和有效态含量呈显著正相关。矿区土壤随着重金属含量的增加，土壤微生物生物量碳逐渐降低，而土壤基础呼吸、微生物代谢商则升高，矿区中心污染土壤微生物生物量碳只有对照土壤的72％，而基础呼吸和微生物代谢商分别是对照土壤的1．6倍和2．3倍。铅锌矿口附近污染区土壤酶活性较低，对照土壤的各种酶活性最高。其中土壤脱氧酶的活性变化最大，作为矿区重金属污染的指标更灵敏。