普者黑流域表层水和沉积物中重金属污染特征及风险评价

  目的  普者黑流域拥有独特的自然景观和特殊的岩溶湖泊生态系统,研究其湖泊沉积物中重金属分布特征及生态风险评价对该区域湖泊水环境保护及污染防治具有重要意义。  方法  采用地累积指数和潜在生态风险指数分析了流域内表层水及沉积物中6类重金属:砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)和镍(Ni)水平,并对重金属生态风险进行评价及源头追溯。  结果  ①普者黑流域表层水中重金属质量浓度远低于《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准限值。②沉积物中重金属的平均质量分数均高于其对应的背景值(Cr除外)。③沉淀物重金属质量分数平均值从大到小依次为Mn、Zn、Cu、Cr、Ni、As,分别是各自背景值的1.68、1.33、3.33、0.96、1.01和1.59倍。其中Cr污染程度最低,有96.6%的采样点为清洁水平;As偏中度污染,是Mn的1.8倍;Mn的清洁水平和轻度污染相当。④单项重金属生态风险指数从大到小依次为As、Cu、Ni、Cr、Mn、Zn,潜在生态风险指数值均小于40,风险较低。  结论  As和Cu是普者黑流域污染范围最大、程度最高的2类重金属,Cr、Ni和Zn大多为无污染;潜在生态风险评价发现:平均生态风险指数为31.7,As和Cu贡献率最大,所有重金属均处于低生态风险;从空间分布来看,流域下段国家湿地公园及3条入湖河流是各类重金属主要汇集区域。图6表7参40     

典型石漠化植被恢复区土壤理化特征及多指标聚类研究

为揭示造林20年后不同石漠化恢复模式对土壤结构和理化性质的影响,以滇中地区7种恢复模式下样地土壤为研究对象,研究不同石漠化恢复模式下土壤理化性质分布特征并进行多指标聚类分析。结果表明：除油杉林外,其他样地土壤养分等级均为中高级;土壤颗粒组成较为合理,分形程度较好,抵抗侵蚀的能力较强;不同恢复类型对石漠化土壤的改良存在明显不同,混交林明显优于纯林;由于受土壤母质、地形以及水文等因素的影响,相同恢复类型间存在差异,华山松林和油杉林总体较差;研究区土壤可蚀性因子K值与粉粒含量呈正向变化特征;对土壤理化性质进行Q型聚类可以将受试样地土壤分为4类,油杉林和华山松林被单独分出。研究结果可为地方政府制定科学合理的喀斯特石漠化地区生态防治措施提供理论基础和技术支撑。     

普者黑河流-湖泊湿地表层沉积物磷素时空分布及影响因素

应用四步连续提取法和冗余分析(RDA),对总磷(TP)时空分布及各形态磷的环境影响因素进行深入探讨。结果表明:河流和湖泊湿地表层沉积物TP含量分别为415～1903、244～2474 mg·kg~(-1),均为中度污染水平,响水河与中段湖区为高含磷区域,枯水期TP含量较丰水期和平水期要高;两类湿地表层沉积物中各形态磷含量排序为:铁铝氧化态磷(NaOH-rP)难溶性磷(Res-P)有机质结合态磷(NaOH-nrP)可还原态磷(BD-P)钙磷(HCl-P)弱吸附态磷(NH4Cl-P)。其中,NaOH-rP、Res-P两者之和占TP比例达55.4%,而HCl-P、NH4Cl-P占TP均不足3%,潜在环境风险较高;从影响因素来看,NH4Cl-P受环境因子影响较大,BD-P、NaOH-rP与pH为负相关关系,与氧化还原电位(OPR)为正相关,总有机碳(TOC)的附着作用对NaOH-nrP的固定产生很大干扰,HCl-P与pH负相关,Res-P则相对稳定。     

典型石漠化地区旱雨季土壤理化性质与腐殖质结合态分布特征

以云南省典型石漠化地区土壤为研究对象,分别测定和分析研究区旱季和雨季4个石漠化程度土壤的腐殖质结合态分布特征和理化指标之间的相互关系。结果表明,无论旱雨季,土壤的理化指标均按照石漠化程度的变化呈现规律变化。随石漠化程度的增加,黏粒、粉粒含量及饱和持水量、毛管持水量和田间持水量呈递减趋势,沙粒含量和容重变化规律相反;土壤氮素、磷素、钾素、有机碳及4种结合态有机碳含量减少,pH值增加。土壤腐殖质以松、紧结合态为主。雨季除土壤黏粒外其余物理指标较旱季均有所增加,土壤养分含量较旱季均减少。相关性分析表明,全氮、总有机碳、全磷与4种腐殖质结合态相互之间存在极显著正相关,且均与石漠化程度有明显的相关性。上述研究表明,土壤理化指标、结合态腐殖质含量能较好地反映石漠化程度,研究结果为判断石漠化程度提供了以土壤理化性质及其变化规律作为参考依据的新途径,同时也为生态恢复提供数据参考。     

岩溶石漠化区人工植被类型对土壤团聚体生态化学计量特征的影响

围绕人工植被类型对土壤理化性质的影响,采集了4种人工植被类型(云南松+银木荷人工混交林、柏木+银木荷人工混交林、干香柏人工纯林、云南松人工纯林)恢复18 a的石漠化区土壤,探究不同植被类型土壤团聚体分布特征、碳氮磷质量分数及其生态化学计量特征,为科学构建岩溶石漠区生态恢复措施提供理论依据.结果显示:各人工植被类型土壤团聚体质量百分比从高到低为0.25～2.00 mm(41.69％)、>2.00 mm(33.91％)、<0.25 mm(24.40％).4种人工植被类型土壤团聚体有机碳、全氮、全磷平均质量分数分别为16.32、1.16、0.30 g·kg-1,土壤碳、氮、磷质量分数由大到小均为干香柏人工纯林、柏木+银木荷人工混交林、云南松+银木荷人工混交林、云南松人工纯林.团聚体粒径、林型以及粒径与林型的交互作用均对土壤碳氮磷质量分数有显著影响,但对土壤(C):w(N)无显著影响,粒径、林型对土壤w(C):w(P)、w(N):w(P)有显著影响.各粒径土壤团聚体碳氮磷质量分数主要集中于0.25～2.00 mm粒径,各粒径土壤团聚体碳、氮、磷比值差异不显著.相关性分析表明,土壤有机碳、全氮和全磷质量分数具有极显著正相关关系(P<0.01).w(C):w(P)与有机碳、全氮质量分数呈显著正相关关系(P<0.05),w(N):w(P)与有机碳、全氮质量分数呈极显著正相关关系(P<0.01),说明氮素是该地区主要的限制营养元素.本研究表明团聚体粒径、林型均会影响土壤碳氮磷质量分数及其化学计量比,且干香柏人工纯林土壤碳氮磷质量分数显著高于其它人工植被类型,是该岩溶石漠化区较为适宜的人工林类型.