三峡库区土壤营养元素分布特征研究

三峡移民工程中土地资源的合理规划利用需要建立在查清区域土壤营养元素背景及分布特征的基础之上,作者利用多目标地球化学调查方法,通过野外实地调查、大面积系统性采集土壤表层样品、测试分析、数理统计,探讨了三峡库区表层土壤中N、P、K、Ca、Mg、S、B、Fe、Mn、Mo、Cl等植物生长必需元素在不同土壤类型中的含量分布特征,以紫色土为例探讨了不同分布高度、不同坡度、不同植被条件对其元素含量分布的影响。结果表明:石灰土是营养元素最丰富的土壤,黄壤是营养元素最低的土壤。母岩对土壤元素分布影响明显,灰岩母岩区土壤营养元素最丰富,砂岩母质区土壤养分元素含量最低;同为碎屑岩类的泥岩、粉砂岩、杂砂岩、砂岩母岩区的土壤相比,泥岩类母岩区的土壤养分元素含量相对较高,粉砂岩母岩区土壤养分元素含量居于泥岩与砂岩母岩区土壤之间。随紫色土分布区地形坡度变化,紫色土Ca、Mg、K元素含量无规律性变化,但随地形坡度变缓,N、S、Mo含量明显增高,Fe、Mn、P含量有增高的趋势;随海拔高度降低,紫色土P、S含量增高,Mn、Mo含量有增高的趋势,而其他元素含量无规律性变化。紫色土在相同的母质、气候及相似的地貌条件下,植被覆盖类型不同,土壤中不同元素分异特征差异明显。总体来说,土壤类型是土壤元素分布的主要控制因素,不同土壤类型的元素含量差异十分显著;不同母质来源的土壤元素差异性显著;紫色土的元素分布除受土壤类型控制外,还受地形坡度、高度、植被条件等其他因素的影响,但不同元素受影响的因素及程度不同。     

岩溶区不同植被演替过程中土壤元素及其有效态

[目的]探讨岩溶区不同植被演替过程中土壤元素及其有效态变化规律,为岩溶区石漠化治理提供依据。[方法]采用空间代替时间序列的方法,选取立地条件相似的草地、灌草丛、灌丛、乔幼林和顶级乔林5个植被恢复阶段进行分析。[结果]同一植被类型条件下有机质的含量浅层大于深层;元素的迁移能力在垂向上:在植被演替的早期阶段浅层大于深层,后期深层土大于浅层;在横向上:乔幼林顶级乔林灌草丛草地灌丛;随着植被的演替土壤中有机质呈波浪式的增加,并在顶级乔林阶段达到最大值;土壤有机质含量与Mn,Zn,Cu元素有效态含量呈明显的正相关。受此影响,浅层土壤元素态有效率明显高于深层土壤。[结论]石漠化治理过程中应针对石漠化地区土层厚度、地形、土壤元素分布特征,选择合理的植被进行恢复。     

温州市农用地土壤锗元素地球化学特征、影响因素及开发利用远景评价

基于浙江省土地质量地质调查行动计划(2016－2020年)和浙江省多目标区域地球化学调查成果,研究了温州市农用地表层土壤和深层土壤Ge地球化学特征及其分布规律,分析探讨了其主要的影响因素,并对富锗土壤开发利用远景进行了评价。结果显示,研究区表层土壤锗元素平均含量1.44mg/kg,深层土壤锗元素平均含量1.62mg/kg,两者变异系数分别为为0.14和0.10,总体分布较均匀,空间变化特征基本吻合,由南西到北东呈弱递减变化趋势。富集程度等级划分显示,研究区农用地表层土壤主要以“弱贫化”和“背景”为主,指示其受人为因素影响总体较小。成土母质是影响研究区农用地表层土壤Ge含量及其分布特征的最重要因素,成土母质为滨海相沉积物和沉积岩类风化物的土壤Ge含量均值总体要高于成土母质为河湖相沉积物和火成岩类风化物的土壤。土壤有机质、粘粒等理化指标以及不同的土地利用方式和种植结构等也是影响其含量的重要因素之一。富锗土壤等级划分显示研究区Ge丰富耕地面积125.35万亩,占总耕地面积的33.94%,较丰富耕地面积82.11万亩,占总耕地面积的22.23%,中等耕地面积76.17万亩,占总耕地面积的20.62%。在此基础上,共圈出10个富锗土壤开发利用远景较好的区块,可作为地方政府实施富锗土壤开发利用的参考和依据。     

区域土壤Cd和Cr空间分布的影响因素研究

以种粮大县肇源为研究区,对土壤表层Cd、Cr两种元素水平空间变异及分布特征的影响因素进行深入探讨。结果表明:(1)肇源县土壤表层重金属Cd和Cr的平均含量分别为0.078、46.006 mg/kg,略高于松嫩平原土壤背景值。表层土壤Cd的块金效应为0.432,具有中等程度的空间自相关性;表层土壤Cr的块金效应为0.227,存在强烈的空间自相关性。Cd、Cr元素的空间自相关表现出较为明显的各向异性,均在45°(东北-西南)和135°(东南-西北)方向上空间自相关最强烈。(2)表层土壤和成土母质中Cd和Cr元素含量相关分析结果显示,相关系数分别为0.167、0.639,在P0.01水平上显著相关;不同成土母质类型区域表层土壤中Cd和Cr元素含量的方差分析结果显示,方差齐性检验显著性分别为0.627和0.975,表明成土母质是表层土壤重金属元素Cd和Cr水平空间分布的主要影响因素。(3)研究区内表层土壤Cd和Cr元素的空间分布还受土壤类型、pH、土地利用及覆被类型的影响。     

鄂西咸丰地区土壤元素地球化学分布及其影响因素

本研究以鄂西咸丰县土壤为研究对象，统计了区内表层土壤中30种元素指标的地球化学背景值，再结合因子分析方法，探讨了地球化学背景值的成因机制，分析了土壤元素空间分布及其影响因素。结果表明，咸丰地区土壤B、Cd、Cr、F、Hg、Se元素的含量明显高于全国和湖北省背景值，I、Mo、Sr、Ca O、Na₂O等元素较全国贫乏。因子分析结果表明成土母质、工矿活动、腐殖质过程、风化作用、地形因素以及人类的生产活动共同影响着研究区内表层土壤的背景值特征，其中成土母质决定了土壤中化学元素的分布特征，但是工矿活动、地形特征和人类活动等过程重塑了区域元素分布特征。     

新疆若羌县绿洲区富锗土壤地球化学特征及成因分析

通过开展1∶25万土地质量地球化学调查,发现新疆若羌县富锗土壤面积约135.06 km2,占采样点控制面积的9.3%。研究区表层土壤中锗含量为0.72~1.60 mg kg-1,平均值为1.16 mg kg-1,略高于世界土壤锗的平均含量。表层土壤中锗元素表现出明显的空间分布规律,在水平上主要以片状分布在研究区的南部,零星分布在研究区的北部。研究区不同的成土母质、土壤类型、土地利用类型对土壤中锗含量均有不同程度的影响。     

景观复杂地区土壤有机质变异的多尺度特征——以河南省登封市土壤为例

为研究景观复杂地区土壤有机质变异的尺度特征,以河南省登封市为研究区,探讨了该市土壤有机质在不同尺度、不同景观类型区的变异特征。结果表明:(1)2 km采样间距的大尺度土壤有机质平均含量和变异系数分别为20 g kg-1和44.8%;200、300、300和500 m间距的小尺度4个景观类型区:紫色土区、中山石英砂岩区、山前洪积扇区和低山丘陵洪积物母质区,有机质平均值和变异系数分别为15.72、15.53、26.00、18.98 g kg-1和29.9%、26.21%、16.04%、35.41%。(2)不同尺度、不同景观类型区土壤有机质的半方差函数,在块金值、基台值和变程等参数上有较大差异。(3)大尺度土壤有机质与高程因子、坡向因子呈极显著和显著相关性,与坡度相关性不明显;除了低山丘陵洪积物母质区与高程因子极显著相关外,小尺度土壤有机质在紫色土区、中山石英砂岩区和山前洪积扇区均和高程、坡度、坡向无显著相关性。     

广东省揭阳市土壤铬的空间结构及分布特征研究

开展对广东省揭阳市土壤Cr的调查研究，系统采集了表层土壤样（0~20 cm）1330个和深层土壤样（> 150 cm）331个，测定表层和深层土壤Cr含量，并据此研究该地区Cr的空间结构及分布特征。利用富集因子法分析了Cr的污染状况，结合Geoda、GS+等软件分析了Cr的结构特征、Moran指数与空间集聚效应，GIS空间分析技术和方差分析对Cr的空间含量分布以及影响因素进行了研究。结果表明，揭阳市土壤Cr不存在明显的污染状况，表层土壤平均Cr含量为22.39mg/kg，低于揭阳市土壤背景值27.88mg/kg，远低于广东省土壤背景值50.50mg/kg。富集因子表明研究区土壤Cr污染程度多为无污染和轻微污染，分别占到75.11%和23.46%，Moran指数值为0.52，表明研究区有正相关集聚，“热点”主要分布在榕城区及揭东区的东南部、揭西县的中南部、惠来县的北部以及西南部；“冰点”主要分布在揭西县的西南部以及惠来县南边沿海地区，这与Cr含量的空间分布特征基本一致。土壤Cr主要受到成土母质的影响，成土母质为粉砂岩和页岩中的Cr含量较高，沙性母质中的Cr含量较低，不同土壤类型中水稻土Cr含量较高，风沙土含量较低，不同土地利用方式下的Cr含量差异不明显，Cr含量并未受到人为活动的明显影响。     

山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素

为研究山东省青州市土壤养分元素有效量及其影响因素，通过系统采集分析390件表层土壤样品，获得了N、P、K、Cu、Zn、Mo、B 7种土壤养分元素全量和有效量以及pH和有机质数据，并对其进行了相关性和差异性分析。结果表明：研究区土壤Mo、B元素有效量低，总体表现为缺乏和较缺乏；N元素有效量背景值略高于临界值，分布不规律；P、K、Cu、Zn元素有效量变异系数均大于100%，呈现西低东高的空间分布趋势。相关性分析表明，N、P、K、Cu、Zn、B 6种元素全量与有效量呈显著正相关，测试的7种元素有效量与pH均呈显著负相关，N、K、Zn、B 4种元素有效量与有机质含量呈显著正相关。不同成土母质中，奥陶系和寒武系土壤pH、奥陶系土壤有机质含量显著高于全区，养分有效量在奥陶系土壤中总体较低。不同土壤类型中，粗骨土土壤pH和有机质含量显著高于全区，养分有效量在粗骨土中总体较低。研究区土壤养分元素有效量不仅与元素全量水平关系密切，同时受土壤pH和有机质含量的影响。     

紫色土成土速率的估算与田间测定

成土速率是确定容许侵蚀量的基础之一。本研究应用以物质循环理论为基础的Barth模型,估算了不同母质类型、不同种植植被和不同土层厚度下紫色土的成土速率,并在田间定位试验点测定了这三种不同处理条件下的成土速率,取得了以下结果:(1)用Barth模型估算的成土速率,与田间测定值比较,总体上明显偏小;且估算的成土速率主要与径流量显著相关;不同土壤母质下成土速率的估算差异显著,但不同植被类型和土层厚度下的差异不显著。(2)田间测定的成土速率,由于土壤母质特性和水热条件的差异,在不同条件下的成土速率差异明显,且均反映出一定的变化规律。不同类型紫色土的成土速率大小次序为沙溪庙组>蓬莱镇组>遂宁组;不同植被下的成土速率大小次序为作物>果树>牧草;不同土层厚度下的成土速率,总的趋势是母岩上覆盖的土层愈薄,成土速率愈大。(3)综合考虑田间不同试验条件下的成土速率并分析转换,四川丘陵区沙溪庙组和蓬莱镇组紫色土的成土速率确定为1 200 t km-2a-1,遂宁组的成土速率为800 t km-2a-1。     

中国西南薄层砾石土喀斯特坡地土壤的137Cs分布特点

The fallout radionuclide cesium-137(137 Cs) has been widely employed as a tracer for assessment of soil loss from thick uniform soils;however,few studies have been conducted on thin stony soils on slopes underlain by carbonate rocks which are widely distributed in karst areas.Information derived from 137 Cs measurement of soil samples collected along a carbonate rock slope with thin stony soil where neither soil erosion nor deposition occurred was used to investigate the characteristics of 137 Cs redistribution in a karst area of Southwest China.The results indicated that the 137 Cs inventories of the surface soil on the slope studied were much lower than that of the local 137 Cs reference inventory and the 137 Cs activities were much higher than those on slopes with thick uniform soils.The spatial distribution of 137 Cs inventories was characterized by considerable variation.The high 137 Cs depletion in the stony soil of the slope studied was mainly because a considerable proportion of the fallout input of 137 Cs could be lost with runoff and the dissolution of carbonate particles in the soil promoted the loss of 137 Cs.These demonstrated that the rates of soil loss could not be estimated from the degree of depletion of the 137 Cs inventory relative to the local reference inventory for the thin stony soil of the rocky slope underlain by carbonate rocks in the study area in the way that has been widely used in areas with thick uniform soils.     

广州土壤中的稀土元素

稀土元素是指镧系元素中原子序数由57至71的镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)和镥(Lu).由于元素钇(Y)的化学性质和稀土相似、在自然界中常和稀土共存,因此地球化学家常把忆列入稀土元素.     

板栗林地水土保持截水工程措施对土壤特性的影响

通过采集浙江省安吉县2种典型板栗林不同坡面位置表层土壤样品,分析有无截水工程措施板栗林土壤特性之间的差异.结果表明：坡面截水工程措施对板栗林沟间坡面土壤性质没有明显的改善作用,其土壤有机质、速效钾和有效磷质量分数分别比无措施板栗林低5.88％、6.68％和33.54％,砂粒质量分数比无措施板栗林高10.57％.板栗林侵蚀地坡度的急剧变化导致坡面不同位置土壤养分和土壤颗粒组成的明显变化,2种板栗林坡度增加段土壤养分质量分数低,土壤砂粒质量分数相对较高;而坡面截水工程措施使得坡面土壤颗粒组成相对稳定,但要改善林地土壤肥力还必须与其他水土保持措施相结合.     

基于GIS的县域土地利用与地形因子关系研究--以陕西省黄陵县为例

以陕西省黄陵县为研究区,基于研究区的DEM和土地利用现状图,利用ArcGIS提取了该区的地形特征(高程、坡度和坡向)及土地利用信息,并将各地形特征与土地利用信息进行了叠加分析,研究了不同高程、坡度和坡向上各土地类型的分布状况。结果表明,在坡度和高程层面上,耕地、园地和住宅用地都集中在坡度小于3°和海拔较低的地区。而林地则集中在坡度大于8°和海拔大于1 000m的区域。而对于坡向而言,除平面被广泛利用外,其余坡向也都有不同程度的利用,并无太大差别。     

重庆地区紫色土锗的背景含量及分布特征

对重庆地区分布的5种主要紫色土的116个背景土壤剖面,261个土样中的锗含量及分布进行了研究,结果表明:紫色土中锗的含量服从对数正态分布,几何均值为0.67×/÷1.4 mg/kg,算术均值为(0.71±0.26)mg/kg,略低于世界土壤平均值(1.0 mg/kg).背景土壤剖面C层锗含量高于A层、B层,但在燃煤所致降尘和酸雨重污染地区及某冶炼厂附近土壤(灰棕紫泥属)中,其表层锗含量明显高于底层,亦高于其它非污染地区同属土壤表层,因此,局部地区土壤可能存在锗污染问题,值得重视.紫色土壤锗含量与土壤阳离子交换量(CEC),Cu含量呈显著负相关,与土壤Pb,As含量呈显著正相关,而与土壤pH、有机质(OM)、碳酸盐含量及土壤其它化学成分(Hg,CA,Zn,Al_2O_3,Fe_2O_3,K_2O.Na_2O,CaO.MgO,Mn,Cr,Ni,TiO_2)间相关性很差.     

紫色土坡耕地不同坡位不同高度地埂土壤颗粒组成及分形特征

对比分析西南紫色土区植物固结地埂和等高植物篱的结构差异,并运用分形理论研究了西南紫色土坡耕地不同坡位不同高度地埂土壤的分形特征。结果表明:有地埂存在的坡耕地地埂土壤的颗粒组成主要分布在0.002~0.02 mm粒径范围内,较无地埂的对照坡耕地该粒径范围的含量高2.41%。说明地埂的存在增强了其对坡面上方侵蚀泥沙的拦截作用。而不同坡位地埂土壤的分形维数变化如下:坡面上部 > 坡面中部 > 坡面下部,且同一坡位有地埂土壤的分形维数小于无地埂土壤的分形维数。不同地埂高度土壤的分形特征变化规律为:CK > LS-H10G > LS-H15G。地埂土壤颗粒分形维数D值与黏粒和砂粒体积百分含量相关性较好,地埂土壤的分形维数可作为西南紫色土坡耕地地埂土壤质量评价的定量指标之一。     

砾石对丘陵紫色砾质土持水性的影响

通过红棕紫泥、灰棕紫泥、棕紫泥原状土和扰动土的持水性实验,研究了砾石对丘陵紫色砾质土持水性的影响.结果表明,在考虑砾石的情况下,原状土饱和含水量减少0.70%～10.70%,田间持水量减少2.07%～4.33%;砾石含量＜10%,饱和含水量和田间持水量与砾石含量关系不明显;砾石含量＞10%,饱和含水量和田间持水量随砾石含量减少而增加;在0～30 kPa吸力段,原状土和扰动土的持水能力、幂函数拟合式的α值、原状土物理性黏粒含量、扰动土比水容量都随砾石含量减少而增大;原状土的比水容量随砾石含量减少而减小.     

Pyrogenic disturbances of the hydrothermic regime of cryogenic soils under light coniferous forests in southeastern Siberia

Pyrogenic transformations of the physical state of cryogenic soils in the southern and middle taiga were investigated. The long-term dynamics of the microclimate on burns and the soil temperature and moisture to the depth of 120 cm were studied. Data on the postfire restoration of the ground cover are presented. Experiments on artificial sprinkling of burned areas differing in the degree of the burning out of the forest litter, the slope gradient, etc., have been performed. An experimental model demonstrating the relationships between the surface runoff and five environmental factors has been proposed. The pyrogenic destruction of the ground cover and the lower phytocenosis layers was accompanied by significant disturbances of the microclimate and anomalous thawing of the permafrost on the burns. In the pine stand on the colluvial fan after the intense fire, the soil temperature at the depth of 10 cm (in the summer) exceeded the control value by 3–5°C; in the larch forest on the southern slope of the Stanovoi Ridge, it increased by 1.5–2.0 times after the fire of medium intensity. On the mountain slopes, the surface runoff was significantly intensified, which resulted in drastic environmental and silvicultural consequences.     

四川盆地紫色土的地球化学特征与有效性微量元素的关系

本文研究了四川省内6种紫色岩及其土壤中硅、铁、锰、铜、锌等几种元素的含量变化规律,阐明了上述元素在成岩与成土过程中分散与富集的特点,同时指出了上述元素全量及有效性含量的不一致性,提出了土壤地球化学分类指标及建议,可为合理施用微量元素肥料提供科学依据。