工业型城乡交错区农业土壤Cu、Zn、Pb和Cd的空间分布及影响因素研究

在江苏省无锡市工业型城乡交错区，选择8km2区域，采集119个土壤样品，对土壤Cu、Zn、Pb,Cd及其有效态含量的空间分布和影响因素进行探讨。结果表明：该区土壤Cu、Zn、Pb、Cd含量和变异系数都明显增加，土壤有效态重金属含量与相应的全量重金属含量具有显著相关性。土壤Cu、Zn、Cd空间变异主要受到工业影响，但由于该区工业类型的多样性和工厂分布的分散性，Cu、Zn、、Cd空间分布模式并不相同。本区土壤Pb的分布与工厂分布的相关性不大，但随与城市距离增加而降低。公路和土地利用与土壤重金属含量的关系表现不明显。该区工业污染对土壤重金属空间变异的影响可能掩盖了公路和土地利用等的影响，建议在城乡交错区合理安排工业布局以控制土壤受重金属污染的范围。     

废旧汽车拆解区土壤重金属分布及Pb、Zn生物有效性分析

为了解废旧汽车拆解区土壤重金属污染问题,采集某废旧汽车拆解厂汽车拆解区垂向0~1000 cm深度的土壤样品,对重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd、Hg和As元素含量进行检测和污染评价,并对土壤中重金属Pb和Zn的不同形态进行分析研究。研究发现:废旧汽车拆解区表层土壤存在一定程度的Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、As污染,其中,Pb、Zn、Cu含量严重超标,呈现Cu、Ni、Pb、Cr、Zn、As多种元素复合污染的特性。同时,拆解区土壤中重金属含量随土壤深度显著下降,但是,Pb和As的污染超标深度可达150 cm。拆解区土壤中可离子交换态的Pb含量最低,土壤pH值对各种形态重金属Pb的控制作用不显著,随着土壤垂向深度的增加,可氧化态和弱酸提取态Pb的比例迅速降低,残渣态Pb的质量分数逐渐提高,Pb的生物有效性下降。土壤pH对可Zn的生物有效性具有显著相关性,弱酸性土壤中以生物有效性高的形态Zn存在,中性土壤中以可还原态和可氧化态Zn为主。     

苏南经济快速发展区土壤Cu、Ni、Pb、Zn形态及其有效性定量分析——以昆山市为例

研究了江苏省昆山市农田土壤有效态Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量及其有效性。结果表明,土壤重金属Cu、Ni、Pb、Zn各形态含量以残渣态有机质结合态铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态、可交换态,残渣态含量明显高于其他形态。Cu和Pb有机质结合态所占比例相对也较高,分别达36.09%和28.30%。土壤可交换态含量、碳酸盐结合态含量、Fe-Mn氧化物结合态含量及残渣态含量均以Zn最高;土壤有机质结合态含量以Cu最高;土壤可交换态含量变异系数、土壤碳酸盐结合态含量变异系数及土壤Fe-Mn氧化物结合态含量变异系数以Ni为最大;土壤有机质结合态含量变异系数以Zn最大;土壤残渣态含量变异系数以Pb最大。土壤铁锰氧化物结合态铜和可交换态铜对土壤有效态铜含量影响最大;土壤可交换态镍含量对土壤有效态镍含量最大;土壤铁锰氧化物结合态铅和有机质结合态铅对土壤有效态铅含量影响最大;土壤可交换态锌和碳酸盐结合态锌对土壤有效态锌含量影响最大。     

龙游硫铁矿区农田土壤重金属污染的空间 变异及在水稻中的积累

为了解浙江龙游硫铁矿区农田重金属污染状况,采集矿区265件农田土壤样品,分析8种重金属Cu、As、Hg、Zn、Cd、Ni、Pb、Cr元素全量,利用地统计学软件GS+9.0对研究区土壤各元素指标进行半变异函数拟合,并利用普通克里格法进行插值并绘制空间分布图。采集30件水稻籽粒样品,分析重金属在研究区中水稻籽粒的累积特征,并进行了健康风险评价。结果表明:矿区土壤中8种重金属元素的变异系数从0.72到1.76,离散程度较高。8种重金属的土壤空间半变异函数Cu、As、Hg元素符合指数模型,Zn、Cd、Ni、Pb符合球状模型,Cr符合高斯模型。元素Cu、Pb、Zn、Cr、Ni的块金值与基台值的比值C0/C0+C都小于0.25,说明空间变化主要受地质背景等因素影响;元素Cd、Hg和As的块金值与基台值的比值C0/C0+C在0.25~0.75之间,说明除了地质背景因素,人为活动等随机因素也有影响。矿区水稻籽粒中重金属Ni和Cd的变异系数最高,分别为0.95和0.87,说明Ni和Cd元素可能存在异常积累。矿区水稻籽粒对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Zn、Cu、Ni、As、Hg、Cr、Pb。健康风险评价结果表明矿区农田水稻籽粒中元素As、Cd的风险商大于1,存在潜在健康风险;而其他6种重金属Cu、Hg、Zn、Ni、Pb和Cr基本属于安全范围。     

长期定位施肥对棕壤重金属全量及其有效性影响

以沈阳农业大学长期定位试验为基础,选取（0～20cm）不同年限土壤样品,分析了无肥对照（CK）、单施化肥（N4P2）、中量有机肥（M2）、高量有机肥（M4）和高量有机肥＋化肥（M4＋N2P1）5个处理下土壤重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量及其有效态含量的变化。结果表明,20多年的定位施肥增加了土壤中重金属元素Cu、Zn、Pb和Cd全量,虽然有所波动但总的趋势明显,其中以M4＋N2P1处理对Cu和Zn增加最为明显,而Pb和Cd在M4处理增长量最大,单施N4P2处理对4种重金属元素全量影响不明显。施有机肥能显著提高Cu、Zn和Cd有效态含量,与对照相比分别平均提高61.28%、169.3%和123.7%,不同施肥处理土壤中Cd含量已超标,属污染水平。有效态Pb在N4P2处理要显著高于其他各处理,而各年份M4处理有效态Pb的含量要低于CK处理。20年来有效态Pb含量相对于CK平均降低了4%。土壤中4种重金属全量与其有效态含量相关性表明：Cu、Zn和Cd全量与其有效态含量呈极显著正相关关系,全量Pb与有效态Pb呈显著负相关而与有效态Cu和Zn不显著相关。     

植烟土壤有效态微量元素空间变异特征

基于GIS和GPS定位技术,结合网格取样,用地统计学方法研究了褐土烟区土壤有效态微量元素养分(速效Fe、速效Mn、速效Cu、速效Zn)的空间变异规律,并绘制了微量养分空间分布图。结果表明:土壤速效微量养分在整个研究区内均表现出中等变异水平,其变异性大小表现为:速效Zn速效Mn速效Cu速效Fe。除速效Mn外,其他微量元素都表现出很强的空间结构性,速效Cu、Zn变程较短,分别为182m和175m,速效Mn变程较长为850m。基于半方差函数模型,用普通克里格法对研究区土壤速效微量养分进行了克里格插值,结果表明:速效Fe在研究区内普遍缺乏,速效Mn、速效Cu含量中等偏高,而速效Zn含量在整个研究区表现出明显的差异性。     

冀东平原表层土壤重金属元素的空间变异及模拟研究

以冀东平原为例,运用地统计学方法和ArcGIS技术,分析了土壤中Cu、Pb、Cd、Zn、As、Hg、Cr、Ni等8种重金属的空间变异性和相关性;借助最优空间插值模型模拟它们的空间分布特征,对各重金属元素含量高值区形成的原因进行了初步判断。结果表明,研究区8种重金属元素的空间变异指标(C0/C+C0)的大小顺序为:CdHgAsPbCrCuZnNi,Cd属于空间弱相关,Hg、As、Pb、Cr、Cu、Zn属于中等程度的空间相关性,Ni具有较强的空间相关性。研究区土壤重金属元素Cu、Pb、As、Cr、Ni含量的最佳空间插值模型为完全样条径向基函数插值法,Cd、Hg为1次局部多项式插值法,Zn为2阶趋势效应的普通Kriging插值法。通过对研究区表层土壤中8种重金属的插值模拟,8种重金属元素在研究区的不同分布特征表明土壤母质的结构性因素和人为随机性因素共同作用造成了重金属元素在空间上的相关性差异。     

杭州市城市土壤重金属的潜在可淋洗性研究

研究了杭州市城市土壤 8个重金属元素 (Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、Mn)的含量、形态和潜在可淋洗性。结果表明 ,该城市土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Mn均有明显的积累 ,其中Cd、Co、Cr和Ni主要以稳定的残余态为主 ,而Cu、Pb、Zn和Mn则以可提取态为主 ,因此在强还原、强酸性或有利于有机质分解条件下Cu、Pb、Zn、Mn的释放潜力较高。用荷兰能源研究中心的淋洗方法 (pH4 0 )测试表明 ,该市城市土壤的重金属可淋洗性较低 ,在一般条件下该城市土壤重金属不会有较大的释放 ,这与该城市土壤中酸可提取态重金属比例较低并含有较高的有机质及粘粒含量有关     

辽西乡镇域耕地土壤中微量元素的空间变异性分析

以辽西阜新县建设镇为研究区域,采用传统统计学和地统计学相结合的方法,对该区域内耕地中微量元素的含量和空间变异特征以及克立格空间插值进行研究,结果表明:土壤中Zn元素变异系数最大,为70%,Ca和Cu居中,变异系数分别为58.81%和56.36%,Mn变异系数最小,为10.78%;高程与土壤各养分均呈负相关性,其中Mg、Fe和Mn、Zn、Cu元素分别与高程表现为显著和极显著的负相关;除Zn以外,其余各元素的块金值与基台值之比皆小于0.25,分别表现为中等空间相关性和高度空间相关性;插值结果表明,Cu在东南部富集,Zn由东北向西南呈现明显的阶梯变化趋势,其它个元素空间差异不大。     

伊通河(长春市区段)沉积物重金属元素化学形态分布特征

对伊通河（长春市区段）沉积物中重金属元素的含量和形态的分布特征进行了研究。结果表明,重金属元素的总量呈现出沿河变化的趋势,且各重金属元素沿河变化程度有很大区别;沉积物中铁主要以残渣态存在,Mn、Pb、Cu、Zn元素残渣态含量很低,而有效态含量却很大（70%）,即伊通河沉积物中存在着潜在的重金属污染。沉积物中重金属在各形态的叠加也有所区别,Pb和Cu主要叠加在有机物态和残渣态中,而Zn则主要叠加在铁锰氧化物态中。     

尿素粒肥在石灰性砂壤土上对夏玉米效应及氮素去向的研究

本文报告了尿素粒肥在石灰性砂壤土上对夏玉米的效应及其氮素去向.在石灰性砂壤土上尿素粉肥条撒(雨前施肥或结合灌溉)可以起到尿素深施的作用.在供试土壤上施用尿素,肥料氮的淋洗程度是重2.17克的粒肥深施>重1.09克的粒肥深施>粉肥深施>粉肥条撒.但玉米地上部分吸收肥料氮的情况正好与肥料氮在土壤中的淋洗难易趋势相反.收获时玉米地上部分吸收利用了48.5%的肥料氮量,0-80厘米微区土壤中残留了17.6%,而氮肥损失(亏缺)为33.9%.     

云南省呈贡县蔬菜地表层土壤Pb Cu和Zn的小尺度空间分布特征

应用地统计学对云南省呈贡县蔬菜生产基地2个典型区域（湖滨区和平坝区）3种微量元素（Pb、Cu和Zn）含量和土壤理化参数（CEC、〈0.01 mm粘粒和有机质含量）进行了空间结构分析。结果表明：（1）Pb、Cu和Zn含量在湖滨区低于平坝区, 湖滨区Pb含量的变异系数较大, 达到88.7%;（2）Pb、Cu和Zn含量在不同方向上呈带状各向异性,方向都为WS-NE和SE-NW;（3）Pb、Cu和Zn含量表现出强烈的空间变异,空间相关度介于25%和75%之间。在湖滨区Pb的变异强度高,Cu和Zn在平坝区的变异强度大于湖滨区;（4）CEC在湖滨区受到随机因素引起的变异强度大于平坝区,而粘粒含量和有机质含量的空间相关度均介于25%和75%之间。Pb、Cu和Zn含量与CEC之间呈显著的负相关性;（5）5个相邻的温室大棚湖滨区Pb含量高度变异,Cu和Zn的变异系数小。平坝区各指标的变异系数接近。呈贡县蔬菜生产基地表层土壤Pb、Cu和Zn含量在小于1 km^2的尺度上表现出明显的空间变异性,空间变异与土壤结构、灌溉、耕作活动、管理水平、施肥水平、大棚蔬菜生产年限、地下水位、农田道路网络和城市排污沟渠的分布等有关。     

农田表层土壤养分空间变异特性研究

为给田间养分监测设施布设方法提供依据,在陕西杨凌选取2块农田,采用12 m×12 m嵌套6 m×6 m的采样方法,采集表层土壤(0～20 cm)养分数据,运用经典统计、地统计学结合Kriging插值方法,分析农田土壤养分空间变异特征。结果表明:冬小麦抽穗期与成熟期农田表层土壤全氮(TN)变异系数10%,为弱变异,土壤有机质(SOM)、有效磷(AP)变异系数介于10%与100%之间,为中等变异,有效钾(AK)和铵态氮(NH_4~+-N)变异系数100%,为强变异,成熟期硝态氮(NO_3~--N)由强变异转为中等变异。土壤养分最优半方差模型为球状模型,作物不同生育阶段,土壤养分空间相关性存在一定的差异,土壤SOM、TN块金系数25%,空间相关性强烈,以结构性因素为主导;冬小麦抽穗期速效态养分块金系数介于25%与75%之间,空间相关性中等,随机性因素主导,成熟期25%,空间相关性增强。采样密度由6 m×6 m变为12 m×12 m时,变异程度保持不变,土壤养分空间变异系数差值在0.04%～59.48%范围内,成熟期2号样地的AK除外,块金系数差值在0.065%～34.177%范围内,2种采样间距获得的土壤养分空间变异特征基本一致,建议选用12 m×12 m网格。     

HEAVY METAL CONTAMINATED SOILS IN AN OLD INDUSTRIAL AREA OF WALES,GREAT BRITAIN: SOURCE IDENTIFICATION THROUGH STATISTICAL DATA INTERPRETATION

A combined statistical and computergraphic approach is proposed for apportionment and attribution of soil contaminants in complex areas. The field test site lies north of Swansea, south Wales and contains two major pollutant sources, an active nickel refiner and (4 km away) the site of major base metal smelting in the nineteenth century (the Lower Swansea Valley reclamation study area). Soil samples (70 samples, 0–15 cm) were collected on a regular grid of 1000 m interval. They were extracted using 0.05 M diammonium EDTA and the extracts analysed for Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn. Soil pH and %organic content were also determined. Factor analysis yielded three groups which explained 73.8% of the data variance (1: Cd, Cu, %OM, Pb, Zn, Ni; 2: Cd, Zn, Mn, pH; 3: Cu, Mn, Co, Ni, Fe). Isoline plots were classifiable into the same three groups. It was concluded that factor 3 contained those elements associated with smelter emissions, factor 1 with contamination from the Lower Swansea Valley and in factor 2 pedogenetic processes control the occurrence of the elements.     

甘肃省半干旱区植被修复方法研究

甘肃省半干旱地区,土壤水分匮乏,生态用水严重不足,生态环境条件严酷,植被恢复困难.提出了“封禁优先,先封后植;先疏后补;以灌木为主,乔灌草结合”等措施,然后从水分平衡,抗旱保墒和林木生长等方面进行了合理性认证.封禁1 a与未封禁地平均土壤含水量分别为8.40％和5.03％.栽植密度为1.5m×3m较1m×1.5m,1.5m×2m的杨树平均高度分别提高71.8％,17.5％;胸径分别提高91.6％,12.0％.密度为2m×4m的油松林较密度为2 m×2m,2 m×3m的高生长分别提高49.1％和13.9％;胸径分别提高59.4％,23.5％.密度为2.5m×6 m较3.5m×3.5m的花椒林平均地径生长提高8.1％,平均高生长提高13.0％.乔木、灌木最小水分营养面积分别为25 m2/株,14 m2/株.     

Geographic Information System and Geostatistical Techniques to Characterize Spatial Variability of Soil Micronutrients Including Toxic Metals in an Agricultural Farm

Knowledge of spatial variability of soil properties is critical for precision farming and identification of pollution hot spots. This study examined the spatial dependence and variability of microelements to produce nutrient maps for site-specific nutrient management and for environmental modeling. A total of 94 grid samples (50 × 50 m²) were collected and analyzed for available zinc (Zn), copper (Cu), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), cadmium (Cd), and lead (Pb) using an atomic absorption spectrometer. Coefficient of variation (CV) indicated that all the microelements were high in heterogeneity (CV > 35%). Available Zn was found deficient in 66.4% of soil samples and might be one of the limiting nutrients for crop growth, Cu and Ni were in medium, and Fe and Mn in very high range. Pb and Cd were lower than standard values, but careful management will avoid toxicity. Significant correlation was found between Zn with Fe (r = 0.377); Ni with Mn and Fe (r = 0.350 and 0.205, respectively); and Pb with Mn and Ni (r = 0.298 and 0.221, respectively). Spatial variability of soil microelements was mapped by ordinary kriging using exponential model for Fe, Mn, Ni, Cd, and Pb; Gaussian model for Cu, and spherical model for Zn. Semivariogram showed strong to weak degree of spatial dependence for all microelements. The study highlighted the importance for the creation of nutrient management zones for Zn availability. The spatial variability maps generated could be used as a guide for precise and site-specific micronutrient management in the study region.     

马尾松采伐迹地火烧黑炭对土壤营养元素含量的短期影响

以中亚热带33年生马尾松人工林采伐迹地为研究对象,分析了炼山1年后移除黑炭(B0)、单倍黑炭(B1)、双倍黑炭(B2)处理和未炼山对照(UB)土壤可提取态常量(P、K、Ca、Na、Mg)和微量(Al、Fe、Mn、Cu、Zn)元素含量及其比值的变化特征。结果表明:(1)黑炭输入量对土壤常量元素的影响因土层而异,在0—10 cm土层,B2土壤K、Ca和Mg含量显著高于B0土壤(P0.05),黑炭输入量对10—20 cm土壤常量元素含量没有影响(P0.05)。在0—10,10—20 cm土层,B2土壤速效P含量均显著高于UB土壤(P0.05)。不同黑炭输入量处理土壤速效P含量无显著差异(P0.05);(2)不同黑炭输入量处理土壤微量元素含量无显著差异(P0.05),但在10—20 cm土层,B2土壤Mn含量显著高于UB土壤(P0.05);(3)炼山没有显著影响土壤钠钾吸附比(SPAR)、Ca/Mg和Ca/Al。黑炭输入量对土壤Ca/Mg的影响因土层而异,在10—20 cm土层,B2处理土壤Ca/Mg显著高于B0和B1处理土壤Ca/Mg(P0.05),而在0—10 cm土层不同黑炭处理土壤Ca/Mg没有显著差异(P0.05)。因此,炼山产生的黑炭在短期内有助于提高土壤常量养分元素含量,并对于维持土壤结构稳定性具有积极意义,今后应持续监测黑炭对土壤养分的长期影响,从而完善炼山黑炭在人工林经营管理中的应用。     

Microbial responses to organic and inorganic amendments in eroded soil

The objectives of this study were to determine the changes in microbial biomass carbon, litter decomposition, microbial abundance and the soil's physical and chemical properties after poultry manure and inorganic fertilizer application in soil‐eroded areas. Four plots measuring 10 m × 10 m, located on approximately the same slope, were established in the study area. Plot 1 (P1) was an eroded plot without any treatment; Plot 2 (P2) was treated with poultry manure (N:P:K ratio of 1:0.8:0·39); Plot 3 (P3) was treated with inorganic mineral fertilizer (NPK 10:10:10); and Plot 4 (P4) was an undisturbed area (no erosion occurred). The one‐time amendments used in this study significantly increased the soil's water‐holding capacity, pH, and the total carbon and nitrogen content, but soil moisture content was not influenced by any amendment. The biomass carbon was increased 3·2‐ and 2·9‐times by the poultry manure and the NPK fertilizer amendments respectively, but the values did not reach the same level as the undisturbed area. The Gram‐positive and Gram‐negative bacteria, fungi, actinomycetes, cellulase‐producers and amylase‐producers responded positively to the additives, which was shown by an abrupt increase in their abundance. Microbial biomass carbon and abundance were shown to be closely correlated with the soil's carbon and nitrogen content. None of the amendments, on the other hand, affected the rate of litter decomposition. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

蚯蚓活动对稻麦轮作系统中土壤微生物量碳的影响

在建立6 a的稻麦轮作田间小区试验中,研究了2001年稻季至2004年麦季(共6季)蚯蚓活动对土壤微生物量碳(MBC)的影响。本研究设计了秸秆施用方式(混施或表施)×蚯蚓(接种或剔除)以及对照共5个处理,各3个重复。实验结果表明:在该生态系统中,无论采用何种秸秆施用方式,蚯蚓活动均能显著提高土壤MBC(p<0.05)。秸秆的施用会减弱同年内土壤MBC在麦季成熟期高于稻季的趋势,而蚯蚓的作用使该差异变得更显著(p<0.05)。在0~5 cm土层中,蚯蚓对MBC的积极作用在秸秆混施时比表施更明显,在5~10 cm土层中则相反,而在10~20 cm土层中的作用效果基本一致。     

生物基可降解聚乳酸沙障的蚀积特征

[目的]分析不同铺设规格生物基可降解聚乳酸(PLA)沙障障格内风蚀稳定凹曲面形态特征、断面轮廓及蚀积效应等指标,为聚乳酸沙袋沙障规格优选提供理论依据。[方法]以内蒙古自治区吉兰泰盐湖周边流动沙垄铺设的0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m规格的聚乳酸沙袋沙障为研究对象,待风季后测量障格内稳定凹曲面蚀积形态,绘制凹曲面形态图并计算蚀积参数等。[结果] 4种规格沙障障格内均能形成稳定的凹曲面,且呈四周高中间低的整体格局。0.5 m×0.5 m,1 m×1 m,1.5 m×1.5 m和2 m×2 m障格内的净堆积强度分别为17.29,7.09,0.61,-8.2 g/cm~2。[结论]障格内稳定的凹曲面形成前,0.5 m×0.5 m和1 m×1 m障格内以堆积为主;1.5 m×1.5 m障格内风蚀堆积近乎平衡;2 m×2 m障格内部在布设初期呈风蚀状态,但稳定凹曲面形成后,仍可控制地表风蚀。