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泾河上游全新世黄土-古土壤序列微量元素分布特征及环境变化 总被引:1,自引:0,他引:1
李瑜琴 《中国生态农业学报》2009,17(3):416-422
在野外考察的基础上,对泾河上游赵家村全新世黄土-古土壤剖面进行系统采样,利用X-Ray荧光光谱仪测定了Ba、Zn、Cu、Pb、Cr、Rb、Sr、Co、Th、Zr等10个微量元素的含量及其变化,并与磁化率、粒度进行了相关性分析,研究表明大部分微量元素如Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr在古土壤层(S0)中富集,而在马兰黄土层(L1)中含量较低; 而Pb、Cr、Sr在古土壤层中含量低于马兰黄土层.同时,微量元素Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr与磁化率、黏粒(<0.005 mm)含量呈正相关,与粗粉沙(0.01~0.05 mm)含量呈负相关; 而元素Pb、Cr、Sr与黏粒、磁化率呈负相关,与粗粉沙呈正相关关系.在古土壤成壤改造过程中,由于有机质含量显著增加,络合-螯合作用增大,加之黏粒胶体的吸附作用,导致大多数微量元素在古土壤层的相对富集; 而元素Cr性质稳定,在整个剖面的波动较小; Sr含量在全新世黄土层(L0)和表土层(TS)中逐渐升高,主要是由于气候暖干化日趋严重,表土层碱性增强,CaCO3淋溶作用明显减弱; Pb元素在表土层含量较高的主要原因是工业"三废"排放、金属采矿和冶炼、煤炭和石油的燃烧以及汽车尾气排放等人类活动的干扰. 相似文献
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黄土-古土壤序列是记录第四纪气候环境变化的良好信息载体之一。以黄土高原南缘陕西省淳化黄土-古土壤序列为研究对象,通过X射线衍射法对黄土-古土壤剖面黏土矿物进行定性与半定量分析,调查不同土层黏土矿物相对含量及伊利石/绿泥石比值(I/C值)的变化规律,并结合伊利石结晶度的变化特征,探讨不同土层黏土矿物特征所对应的气候变化规律,揭示黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境演变规律。结果表明:(1)淳化剖面黏土矿物的相对含量、I/C值以及伊利石结晶度IC值在反演古气候方面具有较好的指示性。(2)淳化剖面不同土层的黏土矿物类型基本相同,但其相对含量存在差异。在WL-3~S5阶段,即早更新世至中更新世中期,黏土矿物的组合类型为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石-蛭石,其中早更新世至中更新世早期(WL-3~L11阶段),伊利石相对含量相对偏低,气候以温凉为主,而中更新世中期(S10~S5阶段),伊利石相对含量上升,但蒙脱石、绿泥石含量均降低,气候相对温湿;在中更新世晚期(L5~S1阶段),黏土矿物的组合类型改变为伊利石-绿泥石-蛭石-高岭石-蒙脱石,以伊利石和绿泥石为主,气候较为干冷。黏土矿物类型及含量表明淳化地区从早更新世早期到中更新世晚期气候环境总体干冷化,并经历了温凉-温湿-干冷的变化过程。(3)I/C值以及伊利石结晶度IC值从剖面底部到顶部均经历了由小到大再到小的过程,它们与黏土矿物的含量所反映的气候变化规律一致。本研究有助于探索黄土高原南部地区在更新世时期的气候环境变化,为全面了解更新世黄土高原不同地区第四纪气候环境演变提供依据。 相似文献
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黄土与古土壤中重金属的存在形态及风化成土作用对其影响 总被引:1,自引:0,他引:1
本文采用了七步连续萃取方法,研究了洛川黄土剖面黄土与古土壤中Fe,Cu,Zn,Co和Ni五种重金属的存在形态。结果表明:黄土与古土壤中上述元素主要存在于残余态和晶形,无定形氧化铁的结合态中,而且线性回归分析表明Cu,Zn,Ni与晶形氧化铁之间存在关;cU,cO,Ni与无定形氧化铁之间存在相关;黄土风化为古土壤后,碳酸盐结合态的重金属含量增加是古土壤相对于黄土重金属增加的主要原因。 相似文献
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淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究 总被引:6,自引:0,他引:6
在野外考察研究的基础上,对河南禹州全新世风成黄土-古土壤剖面系统采样,利用X-荧光光谱仪测定了常量元素和微量元素的含量及其变化,并与磁化率曲线、粒度变化曲线对比分析发现:常量元素氧化物比值钾钠比、残积系数和以Rb为代表的微量元素含量等随剖面层次呈规律性变化,即在古土壤层(S0)中含量最高,表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。硅铝率和Sr的含量表现出相反的变化规律。表明在全新世古土壤层和表土层形成时期,气候温暖湿润,成壤作用和次生粘化作用较强;在黄土堆积时期,气候比较干旱,沙尘暴频繁,成壤作用微弱。这些化学参数与磁化率曲线可以进行对比,表明成土过程中元素的迁移变化受全新世以来气候变化和成壤环境变化的控制。与黄土高原腹地的洛川剖面相比,淮河上游禹州剖面中绝大多数常量元素的含量较高,而绝大多数微量元素的含量偏低,磁化率也显著偏低,绝对值差别很大,粒度组成当中细沙成分含量很高,这说明淮河上游黄土物质来源与黄土高原地区明显不同。联系全新世时期黄河频繁泛滥、改道、沉积与黄淮平原盛行东北风形成流沙地的事实,认为淮河上游的黄土是黄河泛滥沉积物质经过风沙活动改造,由东北风力系统搬运而来的近源粉尘堆积,再经过就地风化或者成土改造而形成。 相似文献
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对黄土高原的灵台剖面“黄土 -古土壤”序列的研究表明 ,黄土与古土壤中游离态铁 (Fed)、活性态铁 (Feo)和有机质含量均与磁化率 (χ)呈极显著的正相关性 (p <0 .0 1)。Fed 对磁化率的显著影响 ,说明了成土作用强度 ,会影响古土壤铁磁性矿物的形成。有机质对磁化率产生的显著影响可能与生物成磁作用有关。另外 ,成土过程中有机质的存在 ,有利于次生磁赤铁矿的形成 ;以及古土壤形成后 ,有机质的存在可妨碍磁赤铁矿的老化 ,使之不易转化为赤铁矿 ,可能也是重要原因。Feo 与磁化率的极显著相关性 ,主要应与Feo和Fed、有机质的密切联系有关 相似文献
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以洛川坡头和兰州九州台黄土剖面为例,系统地观测和描述了各层黄土与古土壤的形态(包括微形态)特征,选取了10个土壤形态属性以评价古土壤发育状况:红化作用(颜色彩度和色调)、总质地(质地类型、粘结性和可塑性)、黑化作用(颜色亮度)、微结构(类型、结构性发育程度、孔隙类型和总孔度)、细物质(丰度)、原生碳酸盐(丰度)、黑云母(丰度及蚀变程度)、铁氧化物(丰度)、次生碳酸盐(类型及丰度)和淀积粘粒(干涉色、淀积粘粒特征、胶膜丰度、胶膜厚度)。在此基础上,建立了土壤发育指数,并初步讨论了该指数在环境变化研究方面的应用。 相似文献
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关中东部全新世黄土——古土壤序列微量元素分布特征及意义 总被引:2,自引:0,他引:2
X-荧光光谱仪、磁化率仪和激光粒度仪对尧禾村(YHC)全新世黄土-古土壤序列的微量元素、磁化率、粘粒(<5μm)含量进行了测量。将磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr变化曲线和Ba/Sr变化曲线进行了对比分析发现:YHC剖面的磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr曲线和Ba/Sr曲线具有高度的同步同向变化趋势,可很好的指示研究区域内全新世的气候变化。而元素的含量变化是该区域气候变化的结果,其中Pb元素在黄土中的含量明显高于古土壤层,属于淋失性元素。Mn、Cr、Cu、Zn、Co、Ti元素在古土壤含量高于黄土层,属于富集性元素。 相似文献
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第四纪黄土剖面多元古土壤形成发育信息的揭示 总被引:17,自引:3,他引:17
以时间尺度 2 0万年以来的洛川黄土剖面为研究对象。采用间隔 30~ 5 0cm的密集采样 ,通过土样的物理、化学、矿物组成和孢粉分析及土壤微形态镜鉴的综合研究 ,对第四纪生物气候环境演变提出了新的见解。对原以代表干冷环境沉积为主的黄土地层 (L) ,揭示了内伏半干旱环境的演化及相应的土壤发育过程 ;对原以代表暖湿环境的红褐色古土壤层 ,揭示了内伏干旱、半干旱环境的演化及干旱与湿润型孢粉共存的矛盾实质。研究证示 :深厚的黄土剖面是在第四纪生物—气候环境演变过程中 ,通过黄土沉积、成壤强弱交替演化 ,形成发育的由不同土壤类型组成的特殊的多元古土壤剖面体系。 相似文献
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南京老虎山黄土-古土壤剖面不同粒级组分的磁化率及其古气候意义 总被引:3,自引:0,他引:3
利用沉降离心法将老虎山黄土-古土壤的酸不溶相分离成<2μm、2~45μm和>45μm三个粒级组分,并分别测定了这些组分和全岩的磁化率。结果表明,无论是全岩,还是三个不同粒级组分,它们的磁化率都可以单独作为长江中下游地区古气候演变的参考指标。其中,<2μm粒级的质量磁化率明显大于全岩和2~45μm、>45μm两粒级,而且其分辨率也明显高于2~45μm和>45μm这两个粒级组分。本实验结果还显示,虽然<2μum的质量磁化率最大,但对全岩质量磁化率的贡献率与2~45μm粒级相当,>45μm粒级的贡献率较低。 相似文献
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白垩纪钙质古土壤的发生学特征及古环境意义 总被引:5,自引:0,他引:5
古土壤形成于过去环境,是揭示环境变化历史的重要材料。新近纪(23.03 M a)以前形成的古土壤,年代久远、埋藏深、受成岩作用改造强烈,其发生学特征研究是古环境重建的基础。本文通过对白垩纪时期不同地点的钙质古土壤的发生学研究,拟恢复研究区域古环境。研究表明,古土壤剖面中的A层和B层形态分别产生变化,但层次差异依然明显,且表层土壤有机质含量一般高于表下层,钙积层(Bk)普遍发生并富含碳酸盐结核。可以观察到古土壤中方解石沿根孔淀积特征以及具滑擦面。钙质古土壤质地偏粗,为壤质砂土和砂质壤土。古土壤Bk层中的Ca、Mn、Sr相对富集,其余常量元素与Ba、Sc、Nb、Th、U、Cr、V、Co、N i等元素降低;δCe和δEu负异常以及相对富集重稀土元素。分别按照中国土壤分类系统和美国土壤系统分类两种分类体系进行了古土壤分类。由古土壤类型和特征可以推断白垩纪不同时期,在四川盆地梓潼—巴中地区、辽宁金岭寺—羊山盆地和松辽盆地出现过半湿润至半干旱的气候环境。 相似文献
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植物根系强化黄土土层化学风化速率的作用 总被引:4,自引:0,他引:4
黄土的风化主要为植物群落根系的物理作用及其所引起的生物化学作用。利用原状土柱淋滤实验装置及大型挖掘剖面壁法,在陕北黄土丘陵沟壑区进行野外实验研究,定量分析了林、草和农地土壤化学风化的剖面特征及动力学过程。研究结果表明,黄土土层的化学风化具有明显的垂直剖面分异特征,即风化速率随土层深度增加而递减。土壤化学风化的动力学过程可划分为急剧减小和稳定状态两个阶段。不同植被类型土壤风化速率及主导风化矿物组合类型的剖面差异主要受制于直径≤1mm的须根在剖面中的缠绕分布特征。植物根系对土壤风化作用的强化效应为油松林群落>白草群落;油松林群落和白草群落根系显著提高矿物风化速率的稳定土层深度范围分别为0~45cm和0~30cm,有效根密度分别在17根/100cm2和60根/100cm2以上。 相似文献
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在杨凌营盘的黄土-古土壤坡面上,出露黄土的层位生长有较好的土生扭口藓,而出露古土壤的层位少有土生扭口藓分布,采样分析黄土与古土壤的物理性质和营养元素的含量,并进行室内培养实验。结果表明:古土壤的细颗粒(≤0.02 mm)含量高于黄土的;古土壤的速效K、速效Mn、速效Fe和有机质的含量高于黄土的;古土壤的CaCO3含量和速效P含量低于黄土的。在2个月的培养实验中,并未发现4个样品的生长状况出现显著差异。因此,黄土与古土壤营养元素的差异不是导致土生扭口藓空间分异的直接原因。由于古土壤粘粒含量较高,其表层更容易形成结皮,而且古土壤团聚体之间的粘合力较弱,在坡度约65°的坡面上,结皮在重力作用下脱落,而少有土生扭口藓分布。CaCO3含量与土生扭口藓分布的关联性还有待进一步研究。 相似文献
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甘肃天水地区中新世古土壤的微形态特征及其古环境意义 总被引:1,自引:1,他引:1
通过对甘肃天水地区中新世古土壤(孙家剖面的第17~20层古土壤、下山剖面的第79~82层古土壤)微形态、粒度、碳酸钙含量、Rb/Sr、CIW、磁化率和色度指标的综合分析,揭示出该区中新世古土壤发育强度普遍高于当地现代土壤,其中早中新世中晚期古土壤发育程度相对较弱,古土壤类型为森林-森林草原型褐土-碳酸盐褐土,成壤时期气候为湿润-半湿润,指示亚洲季风可能在早中新世中晚期已经出现,强度较弱,但仍高于现代当地季风强度;中中新世古土壤发育程度强,古土壤类型为森林淋溶型褐土至棕壤,成壤时期气候温暖湿润,说明中中新世夏季风可能已很强盛,并且明显高于现在当地季风强度。 相似文献
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黄土丘陵区不同降水梯度对草地群落化学计量学特征的影响 总被引:1,自引:0,他引:1
[目的]研究草地群落各组分(植物叶片、根系和土壤)碳氮磷化学计量特征对降水量变化的响应规律,以揭示降水量对黄土丘陵区草地生态系统化学计量学特征的影响。[方法]以黄土丘陵区自然恢复草地为研究对象,于2017—2018年在安塞试验站建立野外控雨试验平台,分别设置减雨60%,减雨40%,减雨20%,自然降水,增雨20%,增雨40%,增雨60%共7个处理,采用遮雨棚法研究降水改变对植物的叶片、根系以及土壤生态化学计量特征的影响。[结果]①随降水量增加,植物生长水分限制得到有效缓解,水分胁迫作用逐渐减缓,从而使叶片N,P含量整体呈现显著下降趋势(p0.05)。叶片C/N,C/P整体呈现显著下降趋势(p0.05)。②降水梯度改变对根系P化学计量特征影响较为显著(p0.05);同时,对根系C/P,N/P也有显著影响(p0.05)。③控雨处理仅对土壤C含量有显著影响(p0.05),可能因为极端降水影响了土壤微生物的活性,导致土壤有机C积累减缓。[结论]水分是黄土丘陵区草地植物对N,P吸收利用的制约因子;降水量可以改变草地群落的养分限制格局,随着降水量的增加,植物生长受P的限制越强烈,植物生长由同时受N,P两者的限制转为受P限制。 相似文献
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黄土丘陵区生态治理对土壤碳氮磷及其化学计量特征的影响 总被引:6,自引:0,他引:6
为了探究不同生态治理措施对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及其化学计量特征的影响,为黄土丘陵区的生态治理与植被恢复提供科学依据,以黄土丘陵区典型小流域王茂沟为例,通过野外采样与室内分析相结合的方法,对研究区坡耕地、林地、草地、灌木地及梯田等5个样地0—100cm土壤样品的C、N、P及其化学计量比进行了分析研究。结果表明:(1)坡耕地经过生态治理转变为林地、草地、灌木地及梯田等生态用地,土壤C、N含量分别提高了1.27,1.18,1.24,1.14倍及1.64,1.64,1.76,1.57倍;土壤C和N呈极显著的正相关关系;在0—100cm土层,林地、草地、灌木地及梯田的土壤C、N分布规律一致,均随土壤深度增加而减小,且在0—20cm土层出现了富集现象,而土壤P含量分布比较均匀;(2)坡耕地C∶N均值显著大于其他样地(P0.05),在0—20cm土层,土壤C∶P与N∶P表现为林地、草地、灌木地及梯田显著高于坡耕地(P0.05);土壤C∶N随着土层深度的变化不显著,C∶P与N∶P随土层加深呈减小的趋势;(3)土壤C、N、P化学计量比的分布主要由土壤C、N决定;土壤C∶P、N∶P与土壤中铵态氮、粘粒、砂粒、水稳性大团聚体含量之间的相关性均通过了显著性检验(P0.05)。土壤C、N、P及其化学计量比不仅受生态治理和土层深度的影响,还与土壤理化性质相关,土壤C∶N、C∶P、N∶P可以指示土壤的肥力状况。 相似文献
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黄土丘陵沟壑区不同植物群落的土壤养分及其化学计量特征 总被引:2,自引:0,他引:2
[目的]对黄土丘陵沟壑区不同群落土壤养分及化学计量进行研究,为该区的植被恢复提供一定的理论依据。[方法]测定土壤的有机碳、全氮、全磷含量,计算C∶N,C∶P,N∶P,进行差异显著性检验。[结果]研究区土壤有机碳和全氮含量属于6级,全磷含量属于4级,均为养分含量较低的级别;0—10cm土层土壤养分含量大于10—20cm土层;不同群落之间P含量差异不显著,柠条群落的C,N含量最高,铁杆蒿群落的C,N含量最低;柠条群落C∶N与其他群落(铁杆蒿群落除外)差异不显著,C∶N保持相对稳定;铁杆蒿群落和刺槐群落的C∶P较低,土壤P的有效性较高。[结论]不同群落的生物量和盖度等特征不同,导致土壤养分有所差异;不同群落对土壤C,N,P的补充和吸收利用能力不同,导致化学计量特征有所不同。 相似文献
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中国黄土高原黄土-古土壤序列的红度对古气候的指示意义 总被引:3,自引:1,他引:3
Comparisons of red ratings (RR) with Fed, Fed/Fet, clay content, and magnetic susceptibility (x) of two loess-paleosol sequences at Luochuan and Lingtai on China's Loess Plateau were conducted to study the possible relationship between RR and pedogenic degrees of the two loess-paleosol sequences, and to discuss whether the RR could become new paleo-climatic indicators. Results showed that the RR of the two loess-paleosol sequences had positive, highly significant (P < 0.01) correlations with: 1) citrate-bicarbonate-dithionite (CBD) extracted iron (Fed), 2) ratios of CBD extracted iron to total iron (Fed/Fet), 3) clay (< 2 μm), and 4) magnetic susceptibility (x). This suggested that the RR of these loess-paleosol sequences could indicate degrees of loess weathering and pedogenesis and were potential paleo-climatic proxies. The strong correlations of RR to Fed and x also implied that during pedogenic processes, pedogenic hematite in loess and paleosols were closely related to the amount of total secondary iron oxides and pedogenic ferrimagnetic minerals (predominantly maghemite). 相似文献
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植被类型对黄土丘陵区土壤碳氮磷化学计量特征的季节变异 总被引:1,自引:0,他引:1
为探讨植被类型及生长季阶段对土壤碳氮磷生态化学计量特征的影响,揭示黄土丘陵区陆地生态系统养分限制及循环规律。以黄土丘陵区典型荒草地(Grassland)、苜蓿(Medicago Sativa)地、沙棘(Hippophae rhamnoides)灌木地、文冠果(Xanthoceras sorbifolium)林地、云杉(Picea asperata)林地为研究对象,分析其0—60 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及化学计量比特征在植被类型间及生长季阶段内的差异。结果表明:(1)全生长季下乔木林地土壤SOC、TN、TP含量不同程度地显著高于灌草地0.7%~39.7%(P<0.05),且各植被类型土壤SOC、TN含量均随植被生长而逐渐降低,土壤TP含量在生长季末期有一定的储集;(2)全生长季下5种植被类型土壤化学计量比(C:N、C:P、N:P)均值分别为24.70,77.56,4.26,其C:N、C:P均较全国平均值(12.3,61.0)偏大,而N:P较全国平均值(5.2)小;且该区灌木地土壤化学计量比与荒草地间均存在显著性差异,而乔木林地间土壤化学计量比及草地间土壤C:P、N:P间均无显著性差异;(3)土壤C:N在时间上具有较好的稳定性,同时各植被类型土壤化学计量比在生长季阶段间均表现为生长季旺期>生长季初期>生长季末期,但植被在生长季旺期下N:P (6.37)及生长季末期下C:P (40.84)与全生长季和全国均值的比较趋势相反。植被类型及生长季阶段对土壤养分及化学计量比特征均有一定的影响,同时黄土丘陵区植被生长受土壤N、P养分限制程度为N > P,因此应根据植被类型及生长阶段实际情况,合理施加氮磷肥,进而有助于土壤养分存留,加快生态修复进程。 相似文献
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关中盆地全新世黄土-土壤剖面微量元素的地球化学特征及其古气候意义 总被引:2,自引:0,他引:2
通过对老官台全新世黄土剖面12种微量元素的测定分析,结合本剖面已测定的粒度、磁化率、光释光(OSL)年龄,研究和揭示了它们在表生环境下的地球化学特征和古气候意义。微量元素在风化成壤过程中,其活动性由强至弱顺序为BaSrCdPbLiZnCuCrMnCoRbNi。其中Rb、Li、Cr、Co、Zn、Cu、Mn、Ni八种元素在土壤形成过程中相对富集,含量较高;Sr、Ba、Cd三种元素在土壤中相对淋失,含量较低;但Zn、Cu、Mn、Ni、Pb五种元素对黄土层和土壤层的区别不是很明显。因此,Rb、Li、Cr、Co的高含量反映了较温湿的成壤环境,低含量反映了较冷干的粉尘加积环境;而Sr、Ba、Cd低含量反映了较温湿的成壤环境,高含量反映了较冷干的粉尘加积环境。Pb、Zn、Cu、Mn、Ni、Cd元素含量在表土层中的富集主要与现代耕作活动或工业污染有关,反映了人类活动强度的不断增强。LGT剖面主要微量元素的变化清楚地记录了关中盆地自末次冰消期以来气候环境经历的显著波动变化。 相似文献
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GIS支持下的黑土区环境地球化学空间特征研究——以黑龙江省黑土区为例 总被引:4,自引:0,他引:4
黑土区向来是我国重要的商品粮生产基地,对于我国的粮食安全和国民经济的稳定都有着举足轻重的作用。但是大范围的关于黑土环境地球化学特征的研究却很少,本文主要利用黑龙江省1:50万区域化探资料应用GIS分析了黑龙江省黑土区环境地球化学空间特征。研究得出:黑土区大部分微量元素的含量还是比较高的,但是某些重金属元素如Pb等出现多个高值,反映了污染范围广而分散的特点;某些植物必需微量元素如Zn、Mo显现出不足的趋势,这对本区的可持续发展是不利的,应当予以重视。 相似文献