重庆紫色母岩及土壤As、Hg环境地球化学基线研究

为了掌握紫色土类中As和Hg在不同发育阶段土壤中元素含量的理论值(基线值),在重庆市合川区系统采集侏罗系沙溪庙组(J2s)紫色母岩及其不同发育程度的各土种样品,利用土壤"钛值"法测定和验证土壤发育程度;通过对土壤全量As、Hg的测定,采用标准化方法,建立紫色土类中灰棕紫泥土属As、Hg的环境地球化学基线模型。结果表明:侏罗系沙溪庙组(J2s)紫色母岩发育的土壤As、Hg的环境地球化学基线均表现为随土壤发育加深而轻度累积,As基线值大小顺序为母岩石骨子土半沙半泥土大眼泥紫黄泥,而Hg的基线值大小顺序为母岩石骨子土半沙半泥土紫黄泥大眼泥;Hg在土壤发育过程中的富集程度约大于As;深度发育土中As和Hg的化学基线值分别为5.94 mg kg-1、29.0μg kg-1,可作为重庆地区中性紫色土亚类、灰棕紫泥土属土壤污染评价的参考。     

四川雨城区主要土壤母质上的耕地土壤性质变异研究

通过在四川省雨城区采集侏罗系沙溪庙组(J2s)、侏罗系遂宁组(J3s)、侏罗系蓬莱镇组(J3p)、白垩系夹关组(K2j)等地层9种母质上发育的耕地土壤样品共55个,并进行土壤性质测定及对比分析,结果表明:白垩系夹关组紫色砂岩上发育的耕地土壤较其他紫色母岩上发育的耕地砂粒含量高,pH低,养分含量低;第三系名山群及白垩系灌口组上发育的耕地土壤具有较其他母质高的土壤全钾;青衣江灰色河流冲积物发育的耕地土壤较其他母质发育的耕地土壤全磷和速效磷含量高,第四系冰水沉积物上发育的耕地土壤pH最低,粘粒含量高,土壤有机质及全氮、速效氮较其他母质发育的耕地土壤高。     

四川盆地紫色母岩中钛与母岩原始风化度关系的研究

用（NH4）2SO4-浓H2SO4-二胺替吡啉甲烷比色法和NaOH熔融-二胺替吡啉甲烷比色法，分别提取和测定了四川盆地几种主要紫色母岩和土壤中无定型TiO2和全钛。将“全TiO2／无定型TiO2”定义为“钛值”，并用钛值代替硅铝铁率衡量紫色母岩的风化程度。结果为：四川盆地的六种紫色母岩中全钛含量变化于2．95～20．0gkg^-1（TiO2）之间，属中等偏高水平；不同岩性间趋势为泥页岩〉泥岩〉粉砂岩〉砂岩；全量TiO2与岩石的总SiO2含量呈显著的负相关（r=-0．7459^＊）。钛值的大小与风化度呈反相关，按钛值的大小，各紫色母岩原始风化度大小顺序如下：三叠纪飞仙关（T1f）〈侏罗纪沙溪庙（J2s）〈侏罗纪自流井（J1-2z）〈侏罗纪蓬莱镇（J3p）〈侏罗纪遂宁组（J3s）〈白垩纪夹关组（K2j）。紫色土壤钛值所反映的风化度与硅铝铁率基本吻合，二者的相关性达到极显著水平（r=0．8615^＊＊）。而土壤胶体的钛值与硅铝铁率的相关系数r=0．8757^＊＊，达极显著相关。土壤钛值所反映的风化度水平与紫色母岩的风化度趋势一致。     

川中丘陵区城墙岩群和蓬莱镇组紫色岩上土壤性质研究

采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究了川中丘陵区白垩系城墙岩群(K1cg)和侏罗系蓬莱镇组(J3p)两种紫色母岩上土壤理化性质特征和差异,结果表明:两种紫色岩母质发育的土壤粘粒含量低,而砂粒含量高;土壤有机质和氮素含量低,而矿质养分含量丰富;在相同的地形部位上,J3p发育的土壤粘粒、全钾、速效钾和速效磷含量高于K1cg发育的土壤,而K1cg发育的土壤pH和土壤全磷均高于J3p发育的土壤,两种紫色岩母质形成的土壤有机质和氮素差异不明显。从丘顶到丘脚,土层逐渐增厚,土壤粘粒含量逐渐递增,砂粒含量逐渐递减;土壤有机质及各种矿质养分含量均呈递增趋势。     

紫色页岩风化侵蚀与环境效应

通过田间试验与野外观测研究紫色页岩的风化程度与侵蚀特征,结果表明,紫色页岩年风化成土速率为15800－25500t/km^2,各种紫色岩的风化顺序为遂宁组（J3s)>莲莱镇组（J3p)＞沙溪庙组（J2s)>城墙岩群（K2c);风化侵蚀强烈是紫色页岩的特征,侵蚀模数为14380－23952t/km^2.a。工程建设中开挖山体,暴露母岩蚓发紫色页岩风化侵蚀的首要外力,紫色页岩区每年工程增沙量高达2500万t,为此,控制工程增沙成为改善长江下游生态环境的重要方向。     

酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响

为了分析研究酸化环境对紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其酸缓冲容量的影响规律。本研究以侏罗纪紫色岩层中的遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)为研究对象，设置pH分别为2.5、3.5、4.5、5.6等4个酸性环境，以及去离子水（pH=7.0）为对照处理（CK），采用循环浸泡试验和模拟淋溶试验，研究酸性环境对紫色母岩风化产物特征的影响。结果表明，通过酸化环境处理后，3组紫色母岩风化产物交换性盐基离子及其总量均随酸化环境的pH降低而减小，且3组紫色母岩风化产物的酸缓冲容量与其交换性K+、Na+、Ca2+、Mg2+含量以及交换性盐基总量均呈极显著正相关关系(P<0.01)。以pH =7.0 (CK)处理为对照，循环浸泡处理后的遂宁组(J3s)、蓬莱镇组(J3p)和沙溪庙组(J2s)风化产物中交换性盐基总量的减小幅度分别为8.75%～18.21%、10.83%～23.18%和5.85%～18.41%。而且模拟淋溶24次后，遂宁组(J3s)、沙溪庙组(J2s)和蓬莱镇组(J3p)风化产物中交换性盐基总量较模拟淋溶12次时分别减小为1.77%～24.85%、8.99%～25.75%和8.05%～25.66%。此外，在同一酸度处理下，风化产物中的交换性盐基离子均表现为Ca2+> Mg2+> Na+> K+。本试验中淋溶处理下风化产物酸缓冲容量、交换性盐基离子及盐基总量低于浸泡处理。可见，丘陵地带坡面的矿物或养分的迁移以淋溶作用为主，平地的矿物或养分的迁移以浸泡作用为主。因此，酸沉降可能在一定程度上加速坡面土壤侵蚀的发生，进而导致平原化进程的加速。     

鹅凰嶂季雨林土壤有机碳特征及空间分布规律

为了解土壤总有机碳和易氧化有机碳的空间分布格局及其剖面垂直分布规律,量化了广东鹅凰嶂季雨林不同空间位置的0～10、10～30、30～60和60～100 cm土层的总有机碳和易氧化有机碳的分布特征及其他理化因子。结果表明:鹅凰嶂季雨林土壤4个土层平均总有机碳含量为22.73 g·kg-1,易氧化有机碳含量为2.96 g·kg-1。0～10与10～30 cm土层土壤的总有机碳和易氧化有机碳含量有显著差异。土壤总有机碳含量在土壤剖面表现的大小关系为:0～10 cm(30.60 g·kg-1)>10～30 cm(19.44 g·kg-1)>30～60 cm(16.31 g·kg-1)>60～100 cm(15.63 g·kg-1)。土壤易氧化有机碳含量的大小关系为:0～10 cm(3.16 g·kg-1)>10～30 cm(2.34 g·kg-1)>30～60 cm(0.81 g·kg-1)>60～100 cm(0.40 g·kg-1),土壤易氧化有机碳占总有机碳的比例呈现随土层加深先上升后下降的趋势,30～100 cm土层土壤有机碳稳定性优于0～30 cm土层的土壤。坡向和坡度对土壤总有机碳和易氧化有机碳含量影响均不显著。土壤含水量、土壤全磷含量对土壤总有机碳和易氧化有机碳影响极显著(P<0.01),土壤全氮含量与土壤总有机碳呈极显著正相关(P<0.01),与易氧化有机碳呈显著正相关(P<0.05)。研究结果揭示了土壤有机碳与易氧化有机碳存在不一样的空间横向分布规律,可为该区域准确估算森林土壤碳储量和资源合理利用提供数据支撑。     

侵蚀性花岗岩坡地不同地貌部位土壤剖面风化特征研究

为揭示发育于侵蚀性风化花岗岩坡地上不同地貌部位土壤剖面的风化发育特征,在浙江省选择了典型的风化花岗岩坡地:浙江省嵊州市水土保持监测站为研究区,在监测站同一坡面不同侵蚀强度的坡顶、坡中、坡底选取3个典型的土壤剖面(140 cm),从下至上等距离(20 cm)采集土壤样品,共采集21个土样。进行了各层土壤基本理化特性和化学全量的分析,并分别计算了3个剖面不同层次的主要化学风化系数及总的风化强度,结果表明:(1)在强烈侵蚀的花岗岩风化残积坡地发育的土壤,总体发育成熟过程较弱,其进一步的发育与典型的地带性土壤的发育有很大的差异,侵蚀过程严重地影响了土壤的进一步成熟,侵蚀强度越大,则土壤发育越差。(2)土壤剖面总的风化强度不大,上下层的递变差异很小,脱硅富铝化过程随着剖面深度的增加风化程度越来越弱。(3)土壤剖面的化学分层不明显,各种风化指标均在60 cm左右形成了一个分界层,其上受水力侵蚀影响明显,其下呈现出的特性以继承残积母质为主。(4)不同地貌部位的风化发育程度排序为:坡底坡中坡顶,其与采样坡面的侵蚀强度排序正好相反。(5)风化程度与有机质和黏粒含量具有较为明显的正比关系,在侵蚀环境下,土壤的物理特性对风化的影响明显,在沉积环境下土壤有机质的影响大于黏粒含量的影响。总之,由于受侵蚀的影响,坡地土壤剖面的淀积层不发育,剖面呈现出的假淀积层不是由淋溶作用形成的,而是具有一定风化程度的风化残积层,结果导致发育于山地丘陵侵蚀性坡地的土壤层次划分不同于常规的土壤层次划分。     

微地形下紫色土的矿物组成和pH的耦合特征

为了研究微地形下紫色土的矿物组成和土壤酸度之间的关系,采集了重庆合川丘陵地区典型的紫色土壤,通过电渗析模拟酸化,并通过X射线衍射光谱分析电渗析前后的矿物组成以及酸度变化。结果表明:不同地形部位的紫色土随着地形部位的降低,土壤原生矿物的比重逐渐降低,土壤的发育程度越来越高。紫色母岩及其发育的土壤pH大小关系为母岩石骨子土半沙半泥土豆瓣泥。pH变化与土壤中的方解石、钠长石和钾长石等矿物的含量有紧密关系。电渗析模拟土壤酸化后发现,石骨子土和半沙半泥土的pH分别降低了4.3,3.8个单位,同时土壤原生矿物分解风化,表明土壤原生矿物(如长石类矿物)可以缓冲土壤的酸化。     

雷州半岛玄武岩母质土壤剖面稀土元素分布及其与常量元素、粒度的关系

对雷州半岛玄武岩母质土壤剖面稀土元素地球化学特征进行了研究,结果表明:土壤剖面中稀土元素的分布既受母岩的控制,又叠加了风化成壤作用的影响,∑REE和δEu对母岩有明显的继承性,风化成壤作用则导致REE在剖面上部富集以及土壤中Ce的显著正异常,并造成轻、重稀土之间发生一定的分馏(以轻稀土富集为主要特征),但轻稀土或重稀土内部未出现明显的分异;∑REE与Fe2O3含量呈极显著负相关,可能与风化成土过程中铁氧化物结晶程度提高,富含REE的无定形铁含量降低有关;∑REE与P2O5、MnO则呈极显著正相关,应当是由于剖面中含有较多的赋存REE的磷酸盐矿物和锰氧化物矿物所致;∑REE与黏粒组分(尤其是<1μm的组分)呈极显著正相关,表明风化成壤过程中黏土矿物含量增加所导致的对REE的吸附效应是造成该区REE富集的重要原因,其中黏粒对轻稀土元素的吸附更为明显。     

四川盆地紫色母岩养分风化释放

Purplish soils having high fertility with mineral nutrients inherited from the parent rock are widely distributed in the hills along the Yangtze River, especially in the Sichuan Basin. Pot and field weathering experiments were conducted to mimic rock weathering and nutrient release processes in order to better understand soil fertility and nutrient compensation. Three types of purplish rock formations formed in the Jurassic period, Shaximiao （J2s）, Suining （J3s）, and Penglaizhen （J3P）, as well as one type formed in the Cretaceous period, the Chengqiangyan group （K1c）, were used in this study. Results showed that the soil formation rate was in the range from 11.2 to 19.6 mm every year, and rock weathering was in the order of J3s 〉 J3P 〉 J2s 〉 K1c. Because more rock surface was exposed to sunlight and rainfall in field conditions, pot weathering was slower than field weathering. Nutrient release rates increased with rock weathering and was in the order similar to that of rock weathering： J3P 〉 J3s 〉 J2s 〉 K1c. Potassium release was the most important in all rocks; after 2 years of weathering, 19.4% to 46.9% of K was released from the initial parent rocks, which suggested that K release from weathering could meet most of the crop K requirement in purplish soils. Thus, rapid release of nutrients from weathering of purplish rocks was key to nutrient replenishment and fertility of purplish soils.     

云雾山自然保护区土壤发生特性与系统分类研究

对黄土丘陵区典型草原带宁夏云雾山自然保护区不同演替阶段植被下土壤的发生特性及系统分类进行了研究。结果表明:保护区内土壤保持有完整的发生层次,有明显的A层、过渡层(AB)、淀积层(B)与母质层(C);土壤颜色、结构和养分在剖面层次上明显差异;土壤有机质含量较高,最高可达到31.5g kg-1;土壤碳酸钙有明显的淋溶淀积,在剖面中下部形成淀积层;颗粒组成以0.05-0.01mm粒级的细砂粒为主,其次为<0.002mm的粘粒;土体矿质全量中,S iO2占绝对优势,A l2O3次之,化学元素的含量顺序依次为S i A l>Ca>Fe>K≈Mg>Ti>Mn。土壤发育处于物理风化为主阶段,化学风化较为微弱,矿质元素的移动不明显。供试土壤共分属2个土纲,2个亚纲,3个土类和3个亚类,其中YW-2、4属于钙积暗厚干润均腐土,YW-3、5属于普通简育干润雏形土,YW-6属于钙积暗沃干润雏形土。     

长江流域油菜田土壤硫肥力现状研究

选择长江流域油菜产区研究安徽省土壤缺S现状和油菜植株硫营养状况。结果表明,安徽省长江流域油菜产区,土壤有效S平均含量15.31mgkg-1,缺S状况较为严重,缺S土壤所占比例高达63.10%,潜在性缺S土壤所占比例为35.48%。主要土壤类型中灰潮土缺S状况最为严重,有效S不足的土壤所占比例高达80%。油菜植株全S含量为5.08~20.18gkg-1,平均10.02gkg-1。花和叶含S量较高,全S含量平均为11.06gkg-1和11.00gkg-1,茎杆含S量较低,全S平均含量仅8.00gkg-1。油菜花朵和叶片全S含量多在8~16gkg-1,茎杆含S量在6~10gkg-1之间。花、叶、茎全S含量(y)与土壤有效S含量(x)之间呈极显著二次曲线正相关,回归方程分别为y1=3.79782+0.88501x-0.02265x2(R2=0.4156**,F=9.96,n=31),y2=3.6548+0.86280x-0.02111x2(R2=0.26569**,F=5.07),y3=3.78016+0.45330x-0.00981x2(R2=0.34399**,F=7.32)。     

东北黑土区土壤肥力变化特征的分析

黑土区土壤肥力一直是人们关心的问题。通过选择在黑土区典型县份-德惠市的调查表明,耕地土壤有机质、全氮、有效磷与1980年相比较,分别增加了3.2g kg-11,0.11 g kg-1和5.70 mg kg-1,但有效钾下降了33.3 mg kg-1。土壤中有机质2003年盈余量48.7kg hm-2,氮15.07 kg hm-2,磷25.35 kg hm-2;钾亏损量170.62 kg hm-2。笔者认为,单纯从土壤营养管理角度看,目前黑土区耕地土壤肥力状况似乎没有想象的那么坏。但已有的研究也表明,黑土区耕地肥力的变化与现行的耕作制度有很大的关系。     

Geomorphological and paleoclimatic implications of soil development from siliceous materials on the coral-reef terraces of Liuchiu Island in southern Taiwan

Liuchiu Island is an uplifted coral-reef island located off southwestern Taiwan. A total of four soil pedons, labeled as LC-1 and LC-2 from the Holocene terraces and LC-3 and LC-4 from the Pleistocene terraces, were sampled on the island for this work. These soils were siliceous, and were characterized by enrichment of clay and free iron (Fe_d). According to Soil Taxonomy, pedons LC-3 and LC-4 were classified as Paleudults and pedons LC-1 and LC-2 were Dystrudepts. The soil properties showed progressive changes from pedon LC-1 to pedon LC-4 in morphology, physical and chemical properties, and clay mineralogy. The contents of total Fe and dithionite-citrate-bicarbonate extractable Fe were significantly higher in pedons LC-3 and LC-4 with high weathering degree than in pedons of LC-1 and LC-2 with less weathering degree. Enrichment of kaolinite and gibbsite in pedons LC-3 and LC-4 also suggested high chemical weathering degree of the soils. The estimated soil ages for all studied pedons were consistent with their degrees in pedogenesis, where pedons LC-3 and LC-4 were located at older terraces and pedons LC-1 and LC-2 were located at younger terraces. Namely, it complied with the geologic interpretation of the continuous and simultaneous uplift and tilt of the island over time. Instead of the in situ weathering from the underlying coral reef limestone, all soils developed from siliceous parent materials deposited onto the surfaces. The SiO₂/Al₂O₃ ratios of soils indicated a component of loess may have been incorporated from continental China as part of the parent material, which confirmed a climate change of strong monsoons or severe dust storms occurred before the Holocene. However, soil development increased by the subsequent warm and humid climates of the interglacial stage over time.     

几个典型华南人工林土壤的养分状况和微生物特性研究

为了了解华南主要树种对土壤肥力的影响,分别用土壤化学分析方法、稀释平板法和酶分析法对相似立地条件的杉木林、马尾松林、湿地松林、马占相思林和尾叶桉林的凋落物养分、土壤养分、微生物数量及酶活性进行了研究。结果表明,5种林分中,杉木林的凋落物储量最大,凋落物的养分储量较大,为94.08kg hm-2。5种林地均呈强酸性。杉木林的土壤肥力较高,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为25.54 g kg-10、.96 g kg-1、0.37 g kg-11、2.04 mg kg-1、64.42 mg kg-1、1.87 mg kg-1、41.88 mg kg-1,但是土壤微生物数量小;马尾松林、湿地松林凋落物的养分储量小,土壤养分含量较低,土壤肥力低;马占相思林有效地改善了土壤化学性质,凋落物的养分储量在5种林分中最大,达106.2 kg hm-2,土壤肥力高,有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量分别为23.42 g kg-1、0.93 g kg-1、1.28 g kg-1、15.29 mg kg-1、69.32 mg kg-1、1.98 mg kg-1、76.88 mg kg-1,微生物数量大,酶活性强;尾叶桉林的土壤有机质、N和P含量低,K含量高,微生物数量小和酶的活性较低,土壤肥力低。     

江苏省土壤钾素的供应能力与钾肥施用问题

随着我国农业生产的不断发展,复种指数和单位面积产量的不断提高,南方不少地区施用钾肥已成为夺取高产稳产的重要条件之一,有关土壤钾素状况和钾肥施用问题愈来愈受到人们的重视.江苏省地处我国南北的过渡带,其土壤是否缺钾,钾肥的需要程度如何,是生产实践上有待明确的一个问题.