农田浅层土壤氮素空间分布研究

采用田间随机抽样法研究了麦田氮素的空间分布规律。从均值看，硝态氮在土壤0-20cm表层大量累积，20-40cm层锐减，下层变化减慢；土层中铵态氮含量低且表现出不同层次间的稳定性，小麦生长期间灌溉显著影响土壤中硝态氮的分布；与不灌水土壤样本相比较，灌溉大大降低了表层土壤硝态氮的累积量，土壤全氮0-20cm层明显高于20-40cm层。     

土壤中铅的来源及生物有效性

土壤中铅有自然来源和人为来源。植物对铅的吸收和积累,决定于环境中铅的浓度、土壤条件、植物种类、叶片大小和形状等。饮用水中的铅主要来自河流、岩石、土壤和大气沉降。在生物圈循环过程中,铅污染通过呼吸、饮用水、食物等途径到达食物链的终端,最终使人体受到铅的危害。土壤铅全量与作物产量及铅吸收量的相关性要低于土壤有效铅。影响土壤铅的植物有效性的因素包括土壤铅全量、土壤理化性质、土壤微生物、高等植物等。目前,评价土壤中金属植物有效性的方法主要有:化学提取法、植物吸收试验、微生物和酶活性试验及同位素法。     

昆明盆地浅层地下水氮的分布及污染机理

通过对研究区内多年水质监测资料的分析,查明了昆明盆地浅层地下水中三氮的含量及其分布规律,在此基础上,从地下水污染源、区内的地质环境条件以及地下水开采等方面探讨了地下水中三氮的迁移、转化及其污染机理.最后,指出三氮污染已成为昆明盆地浅层地下水污染的普遍问题,地下水三氮入湖通量在一定程度上对滇池的富营养化发展起了作用.     

喀斯特浅层裂隙土壤入渗特征及其影响因素

为探索喀斯特地下浅层裂隙土壤水分运移规律,通过野外调查、单环入渗试验探索裂隙土壤的入渗特性及入渗模型的适应性.结果表明:(1)裂隙土壤初始入渗率为21.06～57.90 mm/min,入渗时间20～60 min后达到稳定入渗(4.21～13.69 mm/min),且入渗初期到最后的稳渗阶段存在着较大降幅(40.89％～...     

上海农村及郊区土壤中PCBs污染特征及来源研究

2007年3月采集上海市农村及郊区36个表层土壤样品,采用气相色谱法对土壤中的多氯联苯（PCBs）残留进行了分析,揭示了土壤中PCBs的残留水平、分布、组成特征及来源。结果表明,试区土壤中共检出62种PCB,总浓度最高2530ng·kg-1,最低71.7ng·kg-1,平均含量534ng·kg-1。较高污染浓度主要是编号为BS2、SJ6、JS4和FX4的土壤样品,但从整体采样区域来看,其污染可能主要来源于城区污染导致的区域大气沉降或是全球大气传输所致。上海农村及郊区土壤PCBs污染物以Tri-CBs和Tetra-CBs为主,主要以工业Aroclor1242来源为主。相关性分析显示,土壤中PCBs与TOC具有显著相关性,尤其是对于挥发性较强的低氯代PCBs,表明TOC是影响上海市土壤中PCBs持留的重要因素之一。聚类分析显示,部分采样点PCBs污染与工业品使用有关,但可能还存在其他来源。     

土壤含水率对浅层滑坡体不同层次土壤抗剪强度的影响

采用5种土壤质量含水率(0.05,0.08,0.10,0.12,0.15)水平,进行浅层滑坡体不同层次土壤在不同含水率条件下的不固结不排水剪切试验.试验表明,浅层滑坡体不同层次土壤抗剪强度与土壤含水率密切相关.土壤含水率对浅层滑坡体A层、B层和C层土壤抗剪强度指标的影响呈现出相同的规律.A层、B层和C层土壤黏聚力均随着土壤含水率的增加基本呈先增大后减小的趋势,在土壤含水率为0.10左右时土壤黏聚力达到其最大值,在相同土壤含水率条件下,土壤黏聚力的分布规律为C层>B层>A层.A层、B层和C层土壤内摩擦角随着土壤含水率的增加近似呈线性减小,在相同土壤含水率条件下.土壤内摩擦角的分布规律为C层>B层>A层,但就随土壤含水率的增加,土壤内摩擦角减小的速率而言,呈现出B层>A层>C层的规律.消除和减轻地表水的危害是我国西南丘陵山地滑坡灾害防治的重要环节.     

香港土壤研究 Ⅲ.土壤中多环芳烃的含量及其来源初探

通过对香港地区53个土壤样品多环芳烃(PAHs)含量的分析,并利用GIS空间数据管理功能,揭示了香港土壤中PAHs的含量和空间分布特征,同时,运用比值法定性地判断了土壤中PAHs的来源。研究结果表明:香港土壤中可以检测出16种美国环保署规定的优控PAHs中的15种(二苯并(a,h)蒽未被检测到),郊野土壤中PAHs的平均含量为34.2±16.0μg kg-1,而城区土壤中PAHs的平均含量为169±123μg kg-1,港岛动植物公园土壤中的苯并(a)芘的含量最高达到了47.2μg kg-1。在PAHs的来源上,前者的PAHs可能主要来自山火焚烧,而后者可能主要与城区的汽车尾气排放有密切的联系。     

白洋淀流域浅层地下水硝酸盐分布及来源的区域分异特征

白洋淀位于雄安新区规划的核心范围,地下水是白洋淀流域主要的用水水源。由于白洋淀上游工业、生活污水的排放和农田肥料过量施用等农业面源引起的硝酸盐污染来源多样,使得流域内地下水硝酸盐污染较为普遍。然而,目前对全流域尺度地下水硝酸盐分布特征及来源仍不明晰。本文在分析过去近10年地表水和地下水硝酸盐数据的基础上,于2016年12月采集了平原区浅层地下水样品,结合水化学和硝酸盐氮同位素,从全流域尺度解析浅层地下水硝酸盐污染分布的时空差异和不同来源氮对地下水硝酸盐影响的程度。研究表明：山区典型流域河谷沉积带地下水硝酸盐浓度高值主要受农村厕所粪污水和局地污水排放影响（最高达313 mg·L^-1）,而历史时期农田有机肥施用是近年来地下水硝酸盐普遍升高的原因;雨季降水淋滤作用使地下水硝酸盐浓度明显升高,硝酸盐超标率大于旱季的2倍以上。平原区地貌类型控制着不同来源地下水硝酸盐的空间分布和迁移转化。2016年12月平原区130个浅层地下水硝酸盐超标率为21.5%,从上游到下游不同地貌类型地下水硝酸盐浓度中值呈现下降趋势：洪积扇（42.4 mg·L^-1） > 冲洪积扇（24.1 mg·L^-1） > 冲洪积平原（6.0 mg·L^-1）和河道带（6.2 mg·L^-1）,而硝酸盐氮同位素中值呈现上升趋势：洪积扇（12.8‰）和冲洪积扇（11.3‰） < 冲洪积平原（16.7‰） < 河道带（20.9‰）,说明从上游到下游地下水硝酸盐反硝化作用增强。其中山前平原洪积扇和冲洪积扇地区渗透性较好,地下水硝酸盐超标率高达33.3%和34.0%,主要来源于污水和有机肥。湖泊洼淀区典型生活和工业污水河周边,地下水硝酸盐则存在工业、生活和化肥多污染源并存的特征,且随着地表治污措施的影响地表水和地下水硝酸盐浓度变化较大,污水侧渗导致河道周边地下水硝酸盐浓度较高,距河道较远含水层强烈的还原条件使地下水硝酸盐浓度降低（<10 mg·L^-1）,污染风险较低。鉴于以上不同区域地下水硝酸盐脆弱性程度和风险水平的差异,提出了对白洋淀流域上游山区、山前平原洪积/冲洪积扇区、湖泊洼淀污水影响区等硝酸盐脆弱区实施区域分异农田面源污染和水环境整治及管理的建议,为雄安新区水环境安全保障提供科学依据。     

西宁盆地黄土区坡形及植被类型对坡面土壤入渗影响

为进一步探讨青藏高原东北部黄土区草本植物护坡机理,选取西宁盆地长岭沟流域自建试验区,通过设计2种不同坡形和选取适宜当地气候条件生长的3种草本植物,采用野外试验区人工模拟降雨方法,首先分析了坡面土壤水文参数(土壤入渗、坡面土体含水量)分布变化,进而探讨了影响种植草本坡面土壤水分入渗的主要因素与特征,最后对坡面土壤水分入渗过程进行模型模拟与评价。结果表明:种植垂穗披碱草阶梯形边坡产流时间相对最晚,直形裸坡阶段产流量最大,其最大阶段累积径流量在降雨试验40~45 min时,为17 730 mL;2种坡形边坡坡面平均稳定入渗速率由大到小依次为阶梯形种植垂穗披碱草边坡(0.519 mm/min)、直形垂穗披碱草边坡(0.423 mm/min)、直形老芒麦边坡(0.422 mm/min)、直形细茎冰草边坡(0.318 mm/min)、阶梯形裸坡(0.321 mm/min)和直形裸坡(0.192 mm/min),且种植垂穗披碱草和老芒麦边坡土体含水量在地表以下0—50 cm增幅相对最高,说明种植草本有助于边坡土体内部水分入渗。在此基础上,采用Horton模型、Kostiakov模型和通用经验模型进行坡面土壤水分入渗模拟,结果表明直形边坡土壤水分入渗过程以Horton模型和通用经验模型的拟合效果相对较为理想;阶梯形边坡则以Horton模型得到的土壤水分入渗拟合效果相对最优;最后,通过Pearson相关性分析得出,区内边坡土壤水分入渗特性主要影响因素为土壤有机质与植被覆盖度,且土壤有机质与初始入渗率间呈显著正相关关系(R²为0.986),植被覆盖度与稳定入渗率间则呈极显著相关关系(R²为0.997)。研究结果对于科学有效防治高寒半干旱区水土流失以及研究不同植被类型及坡形水土保持能力具有理论研究价值和实际指导意义。     

准噶尔和塔里木盆地盐渍化土壤黏土矿物组成特征及成因

新疆是中国盐渍化土壤主要分布区,本研究在新疆准噶尔盆地和塔里木盆地采集不同盐化程度土壤,利用X-射线衍射仪、透射电镜、X射线荧光光谱技术,研究两个盆地内盐渍化土壤中黏土矿物的分布特点。结果表明:受干旱气候的影响,两大盆地盐渍化土壤中黏土矿物主要包括伊利石、蒙脱石、绿泥石和高岭石,其中塔里木盆地盐渍化土壤中蒙脱石含量极少。土壤次生碳酸盐δ13C和δ18O及黏土矿物D和δ18O测定结果显示,塔里木盆地采样点土壤形成期气候相对准噶尔盆地更干旱,这种干旱气候导致伊利石中K+不易脱去,从而影响蒙脱石形成。在相对湿润的准噶尔盆地,采样点盐渍化土壤中蒙脱石含量较高,且蒙脱石含量随着伊利石含量减少而增加,两者之间达到极显著负相关关系(r=0.81,n=30,P0.01),表明土壤中存在伊利石向蒙脱石的转化过程。准噶尔盆地盐渍化土壤具备伊利石向蒙脱石转化所需要的水分条件和化学组分:①相对湿润气候条件下伊利石发生脱K+;②盐渍化土壤pH8.5,使长石中的Si4+溶解,参与矿物转化过程;③盐渍化土壤溶液中大量Ca2+、Na+和Mg2+可进入伊利石层间占据K+空位,形成蒙脱石。同时,研究结果还显示10 cm以下土层土壤盐分含量与伊利石含量存在极显著负相关关系(r=0.76,n=22,P0.01),表明10 cm以下土体中,盐分的存在利于准噶尔盆地盐渍化土壤中伊利石向蒙脱石转换。因此,气候和盐分含量是新疆两大盆地盐渍化土壤中黏土矿物形成和转化的主要影响因素。     

成都平原西部土壤速效钾含量剖面分布特征及其影响因素

为了准确获取土壤钾素剖面分布信息,掌握区域钾素运移和合理精准施肥的需要,基于134个剖面(0—100 cm)采样数据,运用经典统计学和地统计学方法探讨了成都平原西部土壤速效钾剖面分布特征,并对比分析了成土母质、土壤类型和土地利用方式对土壤速效钾剖面分布的影响。结果表明:土壤速效钾含量在水平方向上具有一定的规律性,其高值密集在金马河以南的崇州、邛崃和大邑区域,而低值出现在都江堰—郫县—温江一带,低值区面积占研究区面积50%以上,总体呈现由西南部向东北部显著降低趋势。垂直方向上0—100 cm随土层逐渐降低,表层土壤显著高于下层土壤(P0.05),下层土壤变幅(最大值与最小值之差)随土壤深度的增加逐渐减小。0—100 cm不同土层块金系数均为25%～75%,表现为中等程度空间自相关性,受结构性因素和随机因素共同影响。表层土壤速效钾空间分布受成土母质、土壤类型和土地利用方式共同影响,土壤类型的解释能力最高,分别是成土母质和土地利用方式的1.97,2.58倍;下层土壤主要受成土母质和土地利用方式的影响,影响程度均随着土层深度的增加而增加,相较之下,母质的影响程度增加更为显著。总体来看,成土母质和土地利用方式是影响研究区土壤速效钾剖面分布的主控因素。     

不同城市功能区绿地土壤重金属分布及其生态风险评价

对山东中部某典型城市9个城市功能区64个绿地土壤样品中的Cu,Zn,Pb,Cd 4种重金属元素含量进行了测定,评价了土壤重金属污染特征及其生态风险。结果表明:各功能区绿地表层土壤Cu,Zn,Pb和Cd的平均含量均高于当地自然植被土壤背景值,已表现出富集状态,其中Cd平均含量超标严重;工业区、风景名胜区、商业区和居民区等绿地土壤污染程度居前;单因子污染评价表明,该市绿地土壤中Cu,Zn和Pb已处于潜在污染状态,而Cd已经处于重污染状态;综合污染评价研究表明,处于“中度污染”污染级别的绿地类型有工业绿地、商业区绿地、风景名胜区和居住区绿地,而且苗木生产区和道路绿地也接近“中度污染”级别;潜在生态危害评价表明,该市绿地土壤处于轻微生态风险,但Cd潜在生态危害指数已经处于中等生态风险;土壤中Cu-Zn,Cu-Cd,Pb-Cd显著相关,Cu-Pb,Zn-Cd极显著相关,重金属之间存在一定复合污染现象,表明这些重金属元素的来源可能相同。该市绿地土壤Cd污染的防治应该引起重视。     

基于SWAT模型的根河流域蒸散量时空分布特征

为了研究根河流域38年间蒸散(ET)、潜在蒸散(PET)的年际、年内变化过程及空间分布格局,基于SWAT模型分析了各气象要素与蒸散的相互关系。结果表明:(1)根河流域1980—2017年ET值、PET值整体呈增加趋势。(2)根河流域ET与PET的年内变化总体上均呈先增大后减小的单峰型分布。(3)根河流域的ET值在空间上呈现流域上游高,中下游低的分布格局; PET值在空间上呈现西南>东北>东南的分布规律。(4)根河流域的生长期、完全冻结期、融冻期ET值均呈现增加趋势,始冻期ET值呈降低趋势,4个时期平均ET值差异性表现为生长期>融冻期>始冻期>完全冻结期。(5)根河流域多年ET值在不同土地覆被类型的大小为林地>草地>耕地>建设用地>沼泽地; 而PET的排序为耕地>建设用地>林地>草地>沼泽地。(6)根河流域蒸散量与降水量和气温呈显著正相关。研究结果对根河流域的蒸散量变化及其冻融作用对当地的影响有着重要的参考意义。     

基于PSR模型的滇池流域农村生活污水空间分布特征和控制研究

农村生活污水已成为滇池水污染的主要原因之一,准确掌握农村生活污水污染空间分布特征是污染治理的基本条件。基于农村面源污染普查数据,分析滇池流域农村生活污水污染物排放量,通过基于压力-状态-响应（PSR）模型的系统分析,提出滇池流域农村生活污水的系统控制方案。结果表明,生活污水污染物排放量大小为西山区〉官渡区〉晋宁县〉呈贡县〉盘龙区〉五华区〉嵩明县,湖滨平原区〉山地丘陵区;采用ArcGIS9.2软件,分析污染物空间分布特征和城市污水处理厂、集镇污水处理站纳污处理范围的空间关系,提出分散式农村生活污水处理设施空间布局与建设方案。     

安徽休屯盆地紫色土的特性和系统分类

选取了休屯盆地不同时期紫红色沉积岩上发育的 6个紫色土剖面 ,系统地研究了其属性特征 ,并按照中国土壤系统分类的原则 ,鉴定其诊断层和诊断特性 ,检索了土壤系统分类的名称。同时也指出了现行《中国土壤系统分类》在紫色土系统分类应用中存在的问题 ,分析了其原因并提出修订建议     

兴国县红壤颗粒分形及其与环境因子的关系

以土壤颗粒组成数据为基础,运用分形模型,分析了红壤丘陵山区林地土壤颗粒的分形维数。结果表明：84个耕层土壤颗粒的分形维数D为2．568～2．828,其中紫色土2．722,红壤2．700,棕红壤2．693,黄红壤2．670,黄壤2．713。D随土壤质地的变细而增大。从空间分布上看,研究区域的西部和东南部D值较大,而西南部和北部D值较小,D在2．7～2．8的面积最大,为1171km^2,占总面积的47．0％,D在2．8以上的面积最小,为48km。,占总面积的1．9％。土壤分维数和坡向、海拔之间呈显著正相关关系,而与坡度、平面曲率、剖面曲率之间无明显的相关关系。     

东北黑土有机碳的分布及其损失量研究

为了分析东北黑土土壤有机碳(SOC)的分布特征及其开垦以来黑土SOC的损失程度,我们于2004～2005年在黑龙江和吉林两省采集了32个自然黑土剖面样品,在每个自然黑土样品附近对应采集32个景观条件相似的耕作黑土样品。结果表明,自然黑土样品0～30cm土层SOC含量平均为32.20 g kg-1,最高可达63.46 g kg-1,黑龙江省自然黑土SOC含量(34.55 g kg-1)高于吉林省(23.80 g kg-1)。耕作土壤SOC平均含量为22.71 g kg-1,远低于自然土壤。受温度的影响,随着纬度的增加,自然黑土与耕作黑土SOC含量逐渐递增。由于土壤侵蚀以及耕垦和去除作物残留物等农业管理措施的综合作用,使得耕作黑土表层SOC含量小于自然黑土。与自然黑土相比,耕作黑土0～10cm土层SOC损失量在26.84%～46.57%之间,亚表层损失相对较少。黑土SOC含量下降也是土壤水土流失致使黑土层变薄的一个直接表现。耕作黑土表层流失厚度可以通过自然与耕作黑土剖面SOC含量的分异差值来估算。通过对土壤剖面上SOC的分布进行校正剔除土壤侵蚀的影响后得到的同等深度SOC含量的差值才可视为由耕作以及有机质输入量差异等因素造成的SOC损失量。未经校正而进行的自然黑土和耕作黑土同一深度SOC含量的比较可能过高估计了农业管理措施对土壤SOC损失量的影响。     

无定河流域土壤保持服务供需关系及服务流模拟

土壤保持服务是生态系统服务中调节服务的一项重要内容,无定河流域水土流失严重,土壤保持服务成为其首要的生态系统服务。利用SWAT模型和GIS对无定河流域土壤保持服务供需平衡和空间流动路径进行探究分析,揭示无定河流域土壤保持服务供需空间匹配特征及其空间流转机制。结果表明:(1)无定河流域土壤保持服务供给量与需求量变化趋势具有较强的一致性,两者都呈波动上升的趋势,均与降水具有较强的相互对应关系。其中,2001年8月、2013年7月、2017年7月供给量及需求量达到了2000—2020年所有月份中的较大值,供给量均超过2.5×10⁸ t,需求量则均超过了3.5×10⁸ t。相应地,月均降水量在这3个月也达到了较大值。(2)2000—2020年无定河流域亏损月份多于盈余月份,且亏损量呈增加趋势。中上游地区为盈余状态,供略大于需,中下游地区表现为亏损,且需远大于供;(3)对减沙服务空间流动路径模拟,在此基础上获取了各子流域减沙服务流量及受益量。2000—2020年流域内减沙服务流量波动性增多,尤其2020年在下游地区增长明显;减沙服务受益量在流域内具有累加效益,研究期间总体呈上升趋势。研究结果为流域水土流失治理提供新的视角,对生态修复和水土流失防治政策制定具有重要参考价值。     

北京市得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤重金属形态分析和潜在风险评价

对密云水库上游已关闭的得田沟金矿和崎峰茶金矿周边土壤中重金属的总量和形态分布进行分析,并通过富集因子法和风险评价编码法（RAC）对其污染状况进行了评价。结果表明,除As和Pb外的重金属平均含量都高于北京市土壤背景值,重金属的空间分布具有一定的差异性。土壤中Pb的铁锰氧化物结合态占总量的50%,其次为残渣态占33%;Cu的残渣态为72%,其次有机结合态为21%;Zn和Mn均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,分别占总量的93%和87%,其他重金属元素则以残渣态为主要形态。大多数重金属含量和可提取态含量的最大值都出现在堆积过尾矿石处（Z8、Z9和Z10）,污染程度较重。基于总量的富集因子结果表明,研究区内Cr有显著污染,Hg、Cu、Cd和Ni为中度污染,其他元素轻微污染或无污染;基于形态的RAC表明该地区重金属元素具有较低的风险水平。