再生水灌溉土壤主要盐离子迁移模拟

在北京市通州新河灌区,再生水已逐步成为农田灌溉的主体水源。与一般常规灌溉水源不同,再生水虽经过处理,仍含有多种重金属和盐分离子以及一些有机污染物。针对再生水灌溉过程中盐离子可能在土壤中积累进而产生地下水污染问题,运用非饱和土壤水流和溶质运移模型Hydrus-1D,模拟再生水灌溉条件下主要盐离子SO2-4、Cl-和NO3-N在土层中的垂向分布及其随时间向深层的迁移情况,讨论了再生水灌溉是否对地下水构成潜在威胁。模拟结果显示,新河灌区的再生水盐离子主要集中在50 cm以内的表层土壤中,其浓度累积不足以迁移到深层土壤并进而污染地下水,盐离子甚至会随着时间的延长逐渐被作物吸收利用。该灌区的使用现状表明再生水进行农田灌溉是可行的,对地下水污染的可能性极小,但为避免表层土壤含盐量超标影响作物生长,建议采用基于土壤环境和作物生命健康的再生水灌溉制度。     

土壤表层中的Cu、Cd、Pb的垂直运移规律

通过人工模拟重金属Cu、Cd、Pb污染土壤的试验,研究了不同浓度的重金属Cu、Cd、Pb在砂壤土、壤土和粘壤土3种不同质地土壤中垂直运移的规律。结果表明,重金属Cu2+、Cd2+、Pb2+在土壤中垂直分布的规律随土壤质地不同而有所不同,其中土壤对重金属的吸附能力大小为粘壤土>壤土>砂壤土,重金属在土壤中的运移能力大小为砂壤土>壤土>粘壤土。Cu2+、Cd2+、Pb2+主要积累层在土壤表层,尤其是0~10cm的土层,随着土壤深度的增加,土壤Cu2+、Cd2+、Pb2+含量逐渐减少。     

白银区东大沟流域农田土壤Cd分布及其影响因素

为揭示白银区东大沟流域耕地土壤Cd的分布特征及其影响因素,对采集土样的Cd、土壤有机质、全氮、全磷、CEC、p H、土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶含量进行了测定,运用GIS手段分析了耕层土壤Cd空间分布特征。结果表明,耕层土壤Cd浓度范围0.170~82.400 mg/kg,属重度污染。土壤Cd含量高值区出现在沙坡岗和民勤村,呈岛状分布,并以此为中心Cd浓度向周边方向递减。Cd土壤剖面分布具有明显的表层富集规律,符合负指数方程递减规律。表层土壤Cd含量与有机质呈显著正相关,与p H呈极显著负相关。     

含铜堆肥施用对红壤及地下水的污染机理研究

城市生活垃圾、畜禽粪便等堆肥原料的重金属污染问题已经非常普遍.因此,研究重金属污染堆肥对土壤及地下水的污染有重要的意义.本文选取了我国南方广泛分布的旱地红壤为供试材料,通过室内土柱模拟降雨实验,探讨不同程度Cu污染堆肥施用到红壤后在土壤中的迁移规律及对地下水的污染机理,揭示堆肥中的Cu 在红壤各土层中的形态分布,以及铜的迁移与渗滤液的pH、电导率、可溶性有机质等之间的关系.实验结果表明:在实验8 h时逐渐有Cu随渗滤液流出,在11 h时Cu浓度达到0.015 mg/kg 左右.随着 Cu 在土柱中的迁移,渗滤液pH呈下降趋势,且堆肥中铜的浓度越高,渗滤液pH值下降越大. Cu污染堆肥处理比对照处理的渗滤液中DOM最大浓度渗出时间提前2 h.在模拟降雨完成后,Tessier法测定土柱中的Cu形态在表层、次表层、深层土壤中所占的百分比结果表明:铜在各层中主要以相对稳定的残渣态存在,可交换态、铁锰结合态向有机结合态转化,高铜污染堆肥处理的碳酸盐结合态、有机结合态所占比例比低铜污染堆肥处理的高,且随着土柱的深度而增加.     

寿光设施菜地土壤养分累积与农产品硝酸盐污染研究

选择寿光市中南部7个典型设施蔬菜种植区,分析了其地下水、土壤理化性状和农产品氮素污染情况,结果表明:寿光市典型设施蔬菜种植区耕层土壤未出现酸化现象,pH值平均为8.10;耕层土壤EC值平均为0.339 mS/cm,与土壤中硝态氮含量显著线性相关(R2=0.7429);有机质平均含量为31.9 g/kg,57%调查样本的有机质含量超过30 g/kg;土壤0～150 cm剖面中硝态氮累积曲线呈近似"S"型,在90～150 cm土层中大量累积,而铵态氮的累积则呈明显的"S"型变化趋势,主要在90～120 cm土层累积;速效磷、速效钾累积曲线均呈现"倒L"型,随土层深度的增加含量明显降低,90 cm土层下速效钾累积量大于速效磷;所调查21个农产品样本中硝酸盐平均含量为109.34 mg/kg,最高含量为176.09 mg/kg。而农产品未出现明显的硝酸盐污染。     

京郊不同剖面土壤重金属的分布与迁移

通过对北京东南郊区3种种植方式下的土壤剖面重金属元素的调查分析,获得了不同种植模式下剖面重金属元素的空间分布特征。结果表明:不同种植模式下,各剖面土层中铅、铜、镉和铬的空间分布不同,菜地剖面上层重金属含量较高,其土壤重金属污染程度深;垂直分布重金属元素含量随土壤深度呈降低趋势,并在一定深度低于背景值。由于污染元素的量和迁移速度不同,在不同土层积累状况不同,以镉的表层富集趋势最为明显。     

内蒙古解放闸灌域表层土壤多氯联苯污染特征和来源分析

在内蒙古解放闸灌域采集49个表层土壤样品,采用气相色谱-电子捕获检测器(GC-ECD)测定8种多氯联苯PCBs的浓度,探讨PCBs的污染特征、组成特征、空间分布和污染来源,以及土壤理化性质对PCBs浓度分布的影响。结果表明,解放闸灌域表层土壤中∑PCBs浓度范围为ND～209.95 ng·g~(-1),均值为15.09 ng·g~(-1),与国内外其他地区相比,处于较低污染水平。PCB1、PCB29和PCB47的均值和检出率均较高,是解放闸灌域表层土壤中的优势污染物。土壤中PCBs同系物组成表现为:PCB29(38.65%)PCB1(33.33%)PCB47(11.62%)PCB5(8.25%)PCB98(8.14%),其余单体的检出量很少,说明主要以低氯联苯污染为主。土壤中PCBs浓度的空间分布存在一定差异性,表现为东北高于西南,其西南部呈点状分布。土壤理化性质对PCBs浓度的影响表现为:PCBs浓度分布受pH值的影响,而不受有机质、EC值、砂粒、粉粒和黏粒的影响。相关性分析和因子分析结果显示,解放闸灌域表层土壤中PCBs的污染源主要来自电容器和变压器油的泄露。     

上海临港重装备区土壤盐分特征分析

为了解上海临港重装备区土壤的背景值,为土地合理利用提供科学依据,通过室外调查与室内测定相结合的方法。分析了不同空间分布和垂直分布下的临港重装备区的盐分分布特征。结果表明：该区土壤78.63％为非盐化土壤.10.26％为轻度盐化土壤,3.42％为中度盐化土壤,4.27％为重度盐化土壤,3.42％为盐土;越靠近东海,土壤盐分含量越高,其中阴离子以CI^-和HCO3^-为主,阳离子以Na^＋为主;土壤中主要阴阳离子的剖面分布规律相似,即表层含量较高,随土层深度增加而降低,但CO^2-3和CO^-3的分布规律则相反。近海阴离子以CI^-为主,离海越远土壤为苏打性盐渍化,即表层土壤阴离子主要以HCO3^-离子为主。底层土壤阴离子以CI^-和SO^2-4为主。除盐分外,pH碱性强和有机质含量低是I临港重装备区环境的主要制约因子。     

滇池流域集约化农田土壤氮磷养分的空间异质性

[目的]研究滇池流域集约化农田土壤氮磷养分的空间异质性。[方法]通过对滇池流域19个点位不同土壤剖面养分和土壤物理特性的分析,研究了不同质地土壤养分的空间异质性,分析了滇池流域土壤养分含量的水平垂直空间分布、养分运移流失规律和影响因子与养分含量间的相互关系。[结果]滇池流域土壤质地以壤质黏土为主,这决定土壤养分易随地表径流或渗漏流失。其中,NO3--N的流失潜力是渗漏方式;NH4＋-N和Olsen-P的流失潜力是径流和渗漏2种方式。滇池流域土壤NH4＋-N、NO3--N和Olsen-P含量高,耕层（0～20 cm）土壤含量分别为124.11、342.42、109.93 mg/kg,养分含量盈余;总体而言,随着土层深度增加均呈逐渐降低的趋势。0～20cm耕层土壤NH4＋-N含量显著高于深层土壤,而深层土壤显著高于亚表层;NO3--N在0～40 cm土壤剖面中存在2个浓度累积峰,40～60、60～80、80～100 cm土壤剖面NO3--N含量极低,接近痕量;0～40 cm土层土壤Olsen-P含量显著高于40～60、60～80、80～100 cm土层,耕层（0～20 cm）土壤Olsen-P含量高达109.93 mg/kg,已超过土壤磷素淋溶的＂突变点＂,磷素渗漏流失的风险大。滇池流域不同点位各土层间NH4＋-N、NO3--N和Olsen-P含量差异极显著;土壤pH值、容重、孔隙度、含水量和土壤质地等指标在不同点位间没有明显的变化规律。[结论]该研究可为解释滇池流域不同点位氮磷的流失规律提供理论依据。     

六六六在典型污染场地中空间分布研究

在受某六六六(HCH)生产企业污染的场地上采集土壤样品,分析和研究了土壤中六六六的污染水平和污染分布趋势.结果表明,六六六的浓度范围是0.34～2 287.6mg·kg-1,六六六污染主要集中在-1 m土层,平均浓度高达467.75mg·kg-1.在-3m和-5m土层中污染中心位置与-1 m层土壤保持一致.通过Kriging法插值画出-1、-3、-5 m土层等值线图,可清晰地看出六六六的分布趋势.六六六浓度随土壤深度增加迅速降低.然而,在-5 m土层由于土壤类型为淤泥质粘土,六六六浓度相对于-3 m土壤反而升高,该层的平均浓度为89.86 mg·kg-1.纵观整个污染场地六六六的污染分布情况,在地下水作用下污染物浓度向东南方向扩散,且六六六在垂直方向的迁移和残留浓度与土壤有机质含量有一定的相关性.     

宜宾烟区土壤耕作方式对土壤耕层物理性状的影响

为探明不同耕作方式对宜宾烟区耕层土壤物理性状影响,本文通过定点试验,以常规耕作(CK)为对照,分别设置免耕(T1)、压实+翻耕25cm(T2)、翻耕25cm(T3)三种耕作措施,测定项目包括土壤含水量、容重和紧实度。结果表明：(1)翻耕能显著提高0～20cm耕层土壤含水量;(2)翻耕处理有助于降低耕层土壤容重大小;(3)翻耕处理可以有效降低土壤紧实度。表明翻耕能有效改善宜宾烟区耕层土壤结构,使得深层土壤结构变疏松,提高了土壤含水量,降低了土壤容重和紧实度,从而有利于农作物的生长发育。     

流动沙漠地区灌溉林地盐结皮层特征的初步研究

盐结皮是干旱区灌溉后土壤表层形成的一个特殊层次,但目前对其形成条件和时空变化规律尚无系统研究.该文通过对2004和2005年在塔克拉玛干沙漠布置的试验地的调查研究表明,在咸水灌溉林地,土壤表层形成明显的盐结皮层.该文对盐结皮层厚度和电导率这两个主要特征进行了综合分析,得到以下结论:①灌溉水质、灌溉方式、灌水定额、灌水周期以及土壤质地在很大程度上可以影响盐结皮的性质.②盐结皮的性质具有明显的空间分布规律,畦灌和滴灌对林地盐结皮性质的微空间分布影响很大,坡向、土壤结构等立地条件在一定程度上也影响盐结皮性质的空间分布.③盐结皮性质存在明显的时间变化,在灌溉周期内,电导率经历增加→降低→稳定的变化过程,一般在灌溉后5 d盐结皮层开始形成;在年内盐结皮的电导率随着气温的变化而呈明显的月际变化;由于土壤中大气降尘和植物枯枝落叶年复一年的加入而导致土壤表层结构的极大变化,因此随着林地的发育,盐结皮层厚度逐渐趋于稳定,而电导率呈先增加后降低的趋势.      

克拉玛依农业开发区地下水埋深与土壤积盐空间异质性分析

[目的]分析克拉玛依农业开发区地下水作用条件下土壤的积盐规律,为研究其土壤盐渍化的成因以及制定合理改良对策提供依据.[方法]运用GIS和地统计学的原理与方法,结合地下水埋深的空间分布,对土壤盐分分布规律进行定量分析.[结果]地下水埋深、耕层土壤含盐量均属于中等变异强度,中、底层土壤含盐量属强等变异性;受结构性因素和随机性因素的共同作用,地下水埋深、底层土壤含盐量呈强空间自相关性,耕层、中层土壤含盐量具有明显的空间自相关性;对空间尺度上的地下水埋深与土壤含盐量定量分析表明,耕层、底层土壤含盐量与地下水埋深呈负相关性,中层土壤含盐量与地下水埋深相关性不明显.[结论]加强排水,制定合理灌溉定额并严格实施,从而控制并降低地下水位是当前盐碱改良主要措施.     

基于表层土壤光谱的耕层土壤有机质间接估测

为解决遥感技术在监测耕层土壤有机质方面的应用问题,利用表层土壤光谱对耕层土壤有机质含量进行估测。以山东省济南市章丘区的表层、耕层各76个土壤样本为研究对象,首先对表层光谱数据进行小波变换去噪、剔除异常样本等处理,然后对处理后的光谱反射率进行一阶微分等10种数学变换,在对数倒数一阶微分和对数一阶微分变换后的反射率数据中选取43个与土壤有机质含量相关系数较高的波段,通过主成分分析以累计贡献率大于90%的标准选取5个主成分作为反演因子,利用BP神经网络(BPNN)、支持向量机回归(SVR)和多元线性回归(MLR)方法建立耕层土壤有机质含量间接估测模型。结果表明,耕层土壤与表层土壤有机质含量之间决定系数R~2达到0.839,显著性P0.01,存在着较强的相关性BPN估测模型的精度最优,决定系数R~2为0.845,平均相对误差为7.642%,RMSE分别为1.622g·kg~(-1)。研究表明,利用表层土壤光谱信息间接估测耕层有机质含量是可行有效的,为耕层土壤有机质的估测问题提供了一种新思路。     

煤矸石充填复垦土壤水分含量与作物有效性的研究

通过室内煤矸石充填复垦土壤盆栽试验,监测有无地下水补给和不同覆土厚度处理的表层土壤含水量、小麦出芽率与地上部生物量等指标,研究煤矸石充填复垦土壤水分的作物有效性。结果表明:表层土壤含水量在有地下水补给时相对较高,且覆土厚度影响小麦出芽率;当无地下水补给时,表土含水量受覆土厚度的影响较明显,3种处理中覆土厚度为10 cm时表土含水量最高,小麦出芽率受土壤含水量的影响较小。在拔节前期,地上部小麦生物量与出芽率呈显著地正相关关系。     

秸秆还田方式对低丘橘园土壤碳库与蓄水能力的影响

为了深入理解秸秆还田对低丘柑橘园土壤的改良效果,采用田间微区方式开展2年试验,设对照（不施用秸秆）、覆盖还田、浅层还田、深层还田和全层还田等5个处理,比较研究了不同方式秸秆还田对土壤碳库及水分变化的影响。结果表明：各类秸秆还田方式均不同程度改善了土壤物理性状、有机碳含量、肥力指标和酶活性,但它们对不同深度土层的影响有所差异。秸秆覆盖还田只能改善表土最上部分土壤的理化性状,且对表层水分条件的改善优于其他还田方式;但其对深层土壤的影响不明显。秸秆翻耕还田兼具翻耕本身的松土作用和增加有机质输入,同时改善不同深度土层的物理性状与有机质和养分的积累,其对土壤性状的改良作用强度大于秸秆覆盖。总体上秸秆深层还田和全层还田对土壤改良作用的影响范围大于秸秆浅层还田,特别在增加深层土壤有机碳和水分的贮存方面秸秆深层还田效果尤为显著。研究认为,秸秆深层还田与地表覆盖相结合可全方位改善柑橘园土壤性状,新建果园前期可考虑以深层还田为主,后期逐渐转变为浅层还田或覆盖还田。     

兰州市日光温室土壤盐分积累及离子组成变化特征

为探讨兰州市日光温室土壤盐分积累和离子组成变化特点,通过对不同耕地利用方式和种植年限条件下土壤的取样调查,分析了盐分积累特征及耕层土壤盐分离子组成变化特点,结果表明:耕地利用方式、种植年限、土壤通透性、农户经营管理水平等,都会影响日光温室土壤盐分积累和离子组成变化,普通粮田改为日光温室种植后,0~100 cm土层含盐量普遍增加,增幅达到了17.56%~29.77%,盐分表聚现象明显,耕层(0~20 cm)土壤含盐量平均增加了40%以上;随着种植年限的延长,日光温室耕层土壤盐分含量持续增加,累积量最大的离子是NO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)和Na~+,阴离子的积累量显著高于阳离子,阴离子的组成从以HCO_3~-为主变为以NO_3~-和SO_4~(2-)为主,阳离子的组成始终以Ca~(2+)为主,同时K~+和Na~+的含量大幅度增加。盐分的大量累积,以及NO_3~-、SO_4~(2-)、Na~+等离子的相对富集,不仅会对蔬菜生长造成生理毒害、养分供需失衡、品质下降,还会引起土壤酸化、地下水污染等环境问题。     

表土剥离可识别土层的量化指标研究

对建设占用耕地,进行表土剥离再利用是目前保证耕地数量、提高耕地质量的有效手段。该文对表土剥离中可识别土层的概念及相应的量化指标进行相关研究。得出:可识别土层包括耕作层(A)和犁底层(Ap);一般情况下,当可识别土层厚度达到25cm以上,且满足以下条件:没有受到污染、表土石砾含量小于10%、质地非松砂土、紧砂土及土壤可溶性盐含量(EC值)小于4 ds·m-1,即可认定该土壤可以剥离。