双河洞小流域主要离子化学特征及其来源分析

为探究岩溶地表水和地下水水化学特征及其各种盐类对主要离子的贡献,以喀斯特小流域为研究尺度,对贵州绥阳双河洞区域地表水和地下水水化学进行野外监测、采样和室内实验,并运用SPSS统计软件对水样点进行主成分分析研究。结果表明:(1)双河洞水化学阳离子主要以Ca~(2+)、Mg~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)为主。水化学类型主要为Ca~(2+)·Mg~(2+)—HCO_3~-型水,而石膏洞为Ca~(2+)·Mg~(2+)—SO_4~(2-)型水。大多数离子的含量随采样点、季节和水体类型的不同而呈显著性差异;(2)岩石风化对流域离子组成影响显著,阴离子主要来自碳酸盐、蒸发盐或岩盐的溶解和风化,蒸发盐溶解是阳离子的主要控制机制,硅酸盐风化侵蚀作用对区域离子变化存在一定影响;(3)主成分分析法得出对区域离子化学组成的影响程度按碳酸盐、蒸发盐和硅酸盐递减,其中H_2CO_3风化碳酸盐岩的影响显著,但在个别地下水主要受H_2SO_4风化碳酸盐岩的影响显著,此外农业活动和居民生活也有一定影响。研究结果对双河洞洞区水资源的保护和开发利用及岩溶碳循环研究具有重要意义。     

土壤盐分离子对乌鲁木齐小白菜Pb含量的影响研究

为研究土壤中盐分离子对小白菜Pb含量的影响,采取正交试验L_(16)4~5和盆栽试验方法,分析了5种阳离子(Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、Pb~(2+))和3种阴离子(SO_4~(2-)、Cl~-、NO_3~-)对小白菜地上部和根系中Pb含量的影响。结果表明,试验条件下小白菜地上部Pb含量为0.215~0.930 mg·kg~(-1),根系中Pb含量为1.648~24.33 mg·kg~(-1),可食用部分超标率达81.3%。土壤盐分离子对小白菜地上部Pb含量影响顺序为:Ca~(2+)Mg~(2+)Na~+Pb~(2+)K~+。根据相关性分析,土壤中Ca~(2+)与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关(r=-0.540 3,P0.05),Na~+和Pb~(2+)呈正相关但不显著。Mg~(2+)和K~+呈负相关,也不显著。Cl~-和NO_3~-与小白菜地上部Pb含量呈显著负相关(r=-0.540,P0.05),SO_4~(2-)呈正相关,但不显著。对小白菜根系Pb含量影响顺序为:Pb~(2+)K~+Na~+Ca~(2+)Mg~(2+),土壤中Pb~(2+)对小白菜根系Pb的含量呈显著正相关(r=0.483,P0.05),Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、SO_4~(2-)、Cl~-和NO_3~-相关性不显著。乌鲁木齐土壤中固有的盐分离子对小白菜可食用部分Pb的吸收没有抑制作用。     

中天山典型内陆河流域水化学时空特征分析

基于2011—2013年不同季节乌鲁木齐河流域6个站点52组地表水化学的测试结果,结合流域气象水文资料,利用水化学分析方法和SPSS统计软件分析了乌鲁木齐河流域地表水化学时空变化特征、地表水各离子间相关性以及流域水化学特征的控制因素。结果表明:(1)乌鲁木齐河流域地表水总体矿化度较低,水体呈弱碱性。(2)流域地表水化学具有明显的季节变化趋势即早春融雪季、春末夏初季和秋季融雪季TDS值偏高,夏季TDS值低;同时也表现出较明显的年际差异性:多雨的年份地表水TDS值较低,少雨的年份地表水TDS值较高。(3)控制地表水体的主要离子为HCO_3~-,Ca~(2+),SO_4~(2-),离子质量浓度大小依次为HCO_3~-Ca~(2+)SO_4~(2-)Cl-Na+Mg~(2+)K+CO_3~(2-);不同季节控制水体的主要离子具有差异性:枯水期河水呈Ca~(2+)-HCO_3~-型;丰水期河流离子浓度受降水、冰川水的稀释影响离子浓度低,呈Ca~(2+)-HCO_3~--SO_4~(2-)型。(4)站点1到站点2河水中SO_4~(2-)浓度突然升高,主要是由于此段河水的含水层中分布有石膏夹层,石膏夹层释放了大量硫酸和氯酸。(5)通过对地表水水化学过程的分析显示控制流域地表水化学过程的主要影响因素为水岩交互运动。     

不同林龄白桦次生林降雨水化学特征研究

通过对不同林龄白桦次生林林外降雨、穿透雨、树干茎流和枯透水中的Cl~-,NO_3~-N,Na~+,K~+,Ca2-,Mg~(2+)等进行测定,以研究4个林龄之间降水化学性质的差异.结果表明:林外降雨中Ca~(2+)的含量最高,Na~+含量最低,养分元素平均含量(以mg/L计)排列顺序为:Ca~(2+)>Cl~->K~+>NO_3~--N>Mg~(2+)>Na~+,各元素在林外降雨中的季节变化较大.变化幅度最小的是Cl~-;穿透雨中NO_3~--N,Ca~(2+)含量在25 a白桦次生林中最低,Cl~-,Mg~(2+)含量在38 a中最低,而Na~+,K~+含量在56 a中最低;树干茎流中Cl~-,NO_3~--N,K~+含量在38 a白桦次生林中最低,而Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+)含量在56 a中最低;枯透水中Cl~-,NO_3~--N,Na~+,K~+含量在25 a白桦次生林中最低,Mg~(2+)含量在38 a中最低,而Ca~(2+)含量在56 a中最低.     

上海市浦东新区设施菜地土壤盐分变化规律研究

以上海市浦东新区为例,研宄了设施菜地土壤盐分的变化规律.结果表明:设施菜地耕层土壤已有60%轻度盐化,26%中度盐化.盐分组成中,阳离子以Ca~(2+)、K~+为主,阴离子以NO_3~-、SO_4~(2-)为主.H_2PO_4~-与盐分总量无明显相关性,但它可能间接导致了其他盐分离子在土壤中的积累.除HCO_3~-外,在耕层范围内土壤盐分、电导率及各盐分离子都有表聚的趋势,且含量大部分是在种植3年时达到最大.浦东设施栽培土壤的主要问题是盐分大量累积和养分不均衡.     

张掖盆地北部地下水溢出带土壤盐分特征分析

探明张掖盆地北部地下水溢出带土壤含盐量、盐分组成及盐分离子的空间分布特征,为当地土壤盐渍化防治和土地资源管理及其可持续利用提供理论依据。土壤盐分数据分析使用了描述性统计、Kriging插值、相关性分析及主成分分析方法。结果表明:研究区土壤以强碱性为主,其阴离子以SO_4~(2-)为主,阳离子以K~++Na~+为主,全盐含量和盐分离子含量具有较强的空间变异性;研究区北部土壤大多数属于非盐渍化等级,而中部及西南部土壤以硫酸盐型轻盐渍化等级为主;SO_4~(2-)、Cl~-、Mg~(2+)、K~++Na~+、Ca~(2+)是引起全盐含量变化的主导因素,盐分离子间具有相关性,且以SO_4~(2-)与Mg~(2+)相关性最高,而Cl~-与K~++Na~+相关性最高;全盐含量、SO_4~(2-)、Cl~-、Mg~(2+)、K~++Na~+、Ca~(2+)是表征研究区土壤盐渍化现象的特征因子;土壤盐渍化的盐分主要是以镁盐为主的硫酸盐和以钠盐、钾盐为主的氯化物。     

新疆焉耆盆地地下水地球化学特征

采用相关分析法与主成分分析法,研究了新疆焉耆盆地地下水地球化学特征。结果表明:从开都河上游向盆地中部灌溉区,地下水矿化度由0.21g/L增加到37.45g/L,地下水水化学类型依次为HCO_3型、HCO_3-SO_4型、SO_4-Cl型以及Cl-SO_4型。研究区各时期地下水阳离子主要以Mg~(2+)与Ca~(2+)为主,阴离子主要以SO_4~(2-)与Cl~-为主。地下水矿化度,电导率,Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-)与Cl~-均呈现强烈的空间变异性,pH值呈现非常弱的空间变异性。草地的地下水矿化度最高,荒漠地下水矿化度最低。地下水矿化度与主要离子含量从高到低依次为:草地、耕地、林地、荒漠。研究区地下水矿化度的大小与Mg~(2+),Ca~(2+),SO_4~(2-),Cl~-,HCO_3~-等离子含量水平的高低密切相关。     

CO2浓度升高与增施钾肥对土壤化学性质的影响

采用土培和开顶箱法,研究了大气CO_2浓度升高与增施K肥共同作用对土壤化学性质的影响.结果表明,土壤中N、P的含量在高CO_2浓度和高K肥水平下下降,K的含量随K肥用量增加而增加.高K(200、300 mg/kg)处理和高浓度CO_2下温室次生盐渍化土壤中的NO_3~(-)、PO_4~(3-)、Ca~(2+)、Mg~(2+) 含量也显著降低.因此,在未来CO_2浓度升高的环境中,更多的K肥供应能促进作物对此生盐渍化土壤中养分的吸收,降低此生盐渍化土壤中盐分的积累.     

西藏江夏湿地水化学变化规律及灌溉效用评价

以西藏林周县江夏湿地为研究区域,对其水体全年主要离子进行季节监测,分析了该湿地水体水化学特征和主要离子时空变化规律,探讨了主要离子的初步来源,并对湿地不同季节水体灌溉效用进行了评价。结果表明:湿地水体pH值在7.8~8.3之间,为弱碱性水,HCO_3~-在阴离子中占绝对优势,阳离子中春季Na~+占优势,夏秋季节Ca~(2+)、Mg~(2+)占优势,冬季Mg~(2+)占优势。TDS均1g/L,为淡水水体。依据舒卡列夫分类法,江夏湿地水体化学类型为春季HCO_3—Na型水;夏季、秋季HCO_3—Ca、Mg型水;冬季HCO_3—Mg型水。阴离子中除了SO_4~(2-)之外,其余HCO_3~-、Cl~-、NO_3~-含量均为出水口大于进水口。从同一离子不同空间位置来看,Cl~-空间变异系数最大,其次是Mg~(2+),Na~+最小;而从同一空间位置来看,3个位置离子浓度总体变化程度不大。根据离子间相关性分析和Gibbs分类法表明,江夏湿地水体离子来源主要是受拉萨河流域岩石风化的影响,枯水期(春、冬季)伴随一定程度的蒸发—结晶作用影响,大气降水影响不明显。灌溉效用评价结果显示,江夏湿地春季水体不适用于灌溉,而其他3个季节水体均可用于农业灌溉。     

宁夏中部压砂区表层土壤离子分布及盐分类型预测

为探明宁夏环香山压砂区盐碱地表层土壤离子分布主要影响因素及盐分类型,研究选取覆盖状况、地面倾角和海拔3个因素,对0～20 cm表层土壤离子分布、盐分存在形式及钠吸附比(SAR)进行研究。结果表明:(1)覆盖状况对土壤表层离子含量有显著影响,地面倾角对HCO_3~-影响显著,海拔对Mg~(2+)有显著影响,裸地Ca~(2+)、Mg~(2+)、K~+、Na~+、Cl~-和SO_4~(2-)含量依次比压砂地高0%～284.21%、100%～130.53%、33.33%～48.94%、18.01%～182.26%、111.94%～468.72%和102.74%～118.82%,而CO_3~(2-)、HCO_3~-含量压砂覆盖比裸地分别高77.08%～400%和24.52%～48.09%;(2)阳离子之间除K~+与Ca~(2+)、Mg~(2+)具有显著正相关外其余都极显著正相关,阴离子Cl~-和SO_4~(2-),CO_3~(2-)和HCO_3~-呈极显著正相关,其余都呈负相关或不显著正相关,阳离子与Cl~-均呈极显著正相关,与SO_4~(2-)除K~+外其余均呈极显著正相关,阳离子与CO_3~(2-)和HCO_3~-呈负相关或不显著正相关;(3)该区域表层土壤盐分主要以NaCl、KCl、CaCl_2、MgCl_2、Ca SO_4、MgSO_4和Na_2SO_4的形式存在,按照摩尔量计,盐分含量排序为:Na~+盐Mg~(2+)盐Ca~(2+)盐K~+盐;(4)覆盖状况对土壤表层SAR影响显著,地面倾角随海拔变化对土壤SAR没有显著影响,压砂地SAR为3.99(mol/kg)~(0.5),裸地为10.73(mol/kg)~(0.5)。宁夏环香山压砂区0～20 cm埋深土壤离子分布主要受到覆盖状况和地面倾角的影响,除K~+外,其他离子受海拔的影响不明显,盐分主要是Na~+盐,其次是Mg~(2+)盐,K~+盐含量最少。     

含钾矿物中钾的释放及其与溶液环境中离子种类的关系

通过室内试验研究探讨5种含K矿物中K在不同溶液中的释放规律(释放量和释放速率).结果表明,不同含K矿物中K释放速率和释放量的顺序均表现为:黑云母>蛭石>金云母≥白云母>钾长石,不同K矿物释K速率在酸溶液中差异最大,其次在钙和钠盐溶液中,在水中的速率差异最小,这主要是受其矿物本身结构的影响.不同离子对含K矿物中非交换态K释放的促进作用差异显著:H~+>>Ca~(3+)>Na~+>H_2O>NH_4~+.随矿物K有效性增加,H~+和Ca~(2+)对矿物K释放的促进作用越大,而且H~+较Ca~(2+)对黑云母、金云母和长石中的K有更突出的促释作用.此外,Ca~(2+)较Na~+显著促进了黑云母和蛭石中K的释放,但对其他矿物中K释放的影响两者无显著差异.NH~+_4则显著抑制了各种矿物中K的释放,对黑云母和蛭石的抑制作用更强于对金云母和白云母的作用.     

不同形态氮肥对设施土壤盐分含量和离子组成的影响

通过室内模拟培养实验,研究了尿素、碳酸氢铵和硝酸钙对设施土壤盐分含量和离子组成的影响.结果表明:(1)随着培养时间延长,不同形态氮肥处理土壤含盐量总体呈先升高后降低再升高的趋势.施肥处理的土壤含盐量较对照(CK)明显增加,但不同氮肥处理与未施氮肥处理(N0)间的土壤含盐量在整个培养期间内总体差异不显著.且氮肥用量对含盐量的影响也不显著.(2)设施土壤中尿素和碳酸氢铵处理的电导率与含盐量呈极显著正相关,硝酸钙处理电导率与含盐量呈显著正相关.且随培养时间的延长呈波浪状变化.其电导率显著高于相同氮用量时的其他两种氮肥处理;电导率与氮肥用量呈极显著正相关.(3)不同形态氮肥处理的土壤盐分离子组成相近,均以阴离子为主.设施土壤阴离子占盐分总量的76.29%～93.81%,露地土壤为75.16%～96.63%,以SO_4~(2-)含量最高,分别占67.37%和67.28%,NO_3~-含量次之;土壤中阳离子含量较少,以Ca~(2+)为主,K~+,Na~+,Ca~(2+),Mg~(2+)的含量随氮肥用量的增加而增加.(4)土壤电导率受阳离子的影响较大.阴离子的影响较小.设施土壤的电导率与Ca~(2+),Mg~(2+),K~+.NO_3~-含量呈极显著正相关,与Cl~-1呈显著正相关.露地土壤电导率与Ca~(2+),Mg~(2+)含量呈极显著正相关,与HCO_3~-呈显著负相关.     

苏北沿海滩涂盐肥对油葵生长及离子分布效应研究

2008年在江苏沿海海涂进行田间试验研究了苏北沿海滩涂盐肥对油葵生长及离子分布的影响.结果表明:①土壤盐分在S2(2.9～3.6 g/kg)时对油葵籽粒产量影响不大,但随着土壤盐分的增加,在S3(5.9～6.8 g/kg)时,油葵籽粒产量较S1(1.3～1.6 g/kg)时显著下降.随着N肥和P肥使用量的增加,油葵籽粒产量显著增加,且盐分含量越高,P肥和N肥增产效应越大;②随着土壤盐分含量的增加,油葵根、茎、叶、盘中Na+和Cl-含量显著增加,而K~+和Ca~(2+)变化不大;③随着P肥及N肥的施用量的增加,油葵根、茎、叶、盘中Na+和Cl-含量均降低,而K+和Ca2+的含量均增加.说明N肥和P肥的施入增强了油葵对营养离子的选择性吸收与运输,抑制了油葵对盐害离子的选择性吸收与运输,表明在苏北沿海海涂上施用肥料能够改善油葵营养状况并增强油葵耐盐性,对于增加油葵籽粒产量是一个很有效的办法.     

洞穴水Ca2+,Mg2+含量特征及其对次生化学沉积物发育影响--以重庆武隆芙蓉洞为例

洞穴水Ca^2＋，Mg^2＋含量及其变化量是洞穴次生化学沉积物发育程度的最直接和最基础的反演载体。通过对芙蓉洞地表水、基岩水及洞穴水进行采样对比分析认为：（1）芙蓉洞洞穴水Ca^2＋，Mg^2＋含量总体变化不大，Ca^2＋离子含量为44～52mg／L．Mg^2＋离子含量为32～45mg／L。洞穴次生化学沉积物的主要物质来源是Ca^2＋离子．正处于Ca^2＋离子沉淀较为完全，而Mg^2＋离子还没来得及甚至没有开始沉淀阶段。（2）碳酸盐岩地区次生化学沉积物Ca^2＋／Mg^2＋比值在一定程度上反映了其景观发育成熟度。不同岩溶地区的岩石渗透性在很大程度上影响岩溶洞穴次生化学沉积物的发育程度及速率。（3）洞穴水Ca^2＋,Mg^2＋离子含量与洞穴次生化学沉积物发育特征关系不大。（4）10年来，芙蓉洞洞穴水Ca^2＋离子含量变化，在很大程度上影响次生化学沉积物发育度。和Mg^2＋离子关系不大。外界能量输入引起的温度升高对次生化学沉积物发育程度影响较小，而pH值的改变对它影响较明显。     

正常和高铵条件下氯化钠对万寿菊生长、开花和代谢的影响

在温室中以养分平衡的肥料组合和含250mg/L NH_4~+的组合栽培万寿菊(Tagetes patula L.)。每种组合中以一半植株每天每盆加250 mL 27.5 mmol/L NaCl溶液,进行盐胁迫处理。盐处理结果,使每株鲜重、株高和开花数都减少。盐处理2周后,根、叶细胞膜相对透性显著增加,叶子热处理渗出物中游离NH_4~+、根渗出物中Na~+。以及叶子中的过氧化物酶、Mg~(2+)-ATP酶和Ca~(2+)-ATP酶活性都明显提高,而根、叶渗出液的pH和蛋白质含量显著降低。根渗出物中游离NH_4~+、K~+和Ca~(2+)含量,叶子中叶绿素、可溶性蛋白质、无机磷和多酚氧化酶活性也下降,但未发现叶子渗出物中Na~+有所增加。在正常营养条件下,盐胁迫对叶子中的类胡萝卜素和花青素影响较小,但高NH_4~+处理使这些色素含量显著降低。高NH_4~+一般使NaCl的效应加剧。     

不同土壤盐分条件下新疆杨可溶性盐离子含量变化的研究

对2种含盐量土壤条件下新疆杨可溶性盐离子含量的研究结果表明,退水渠土壤各盐离子含量均高于灌渠土壤,且二者除HCO3-和K 外,其余盐离子含量差异显著;但2种含盐量土壤同龄新疆杨地上部可溶性盐离子含量差异不显著,仅根内Cl-、Mg2 、Na 和K 含量差异显著,说明新疆杨对土壤中较高浓度盐离子有一定排斥作用,并将对树木产生毒害的Cl-、Na 控制在根系中,限制其向地上部输送;新疆杨根系对SO24-和Ca2 有较强的选择吸收性,并将过多的SO2-和Ca2 排除其体外,而对Cl-、Mg2 和Na 的选择吸收性较小。     

汶川地震灾区典型区不同植被类型土壤种子库特征——以北川县苏保河、魏家沟流域为例

为了解汶川地震灾区典型区不同植被类型土壤种子库特征及其与灾害受损程度间的关系,采用野外调查取样和室内试验相结合的方法,研究了北川县苏保河与魏家沟流域4种植被类型(未受损林地、受损林地、灾后恢复草地和灾后裸地)土壤种子库的物种组成、种子密度、多样性及其与地上植物群落的关系。结果表明:4种植被类型样地中,土壤种子库密度为212.5~1 758.3个·m-2,每样带(200 m2)平均物种数为4.3~14.7个。4种植被类型土壤种子库的组成物种多为多年生或一年生草本植物,土壤种子库与相应地上植被的物种数仅受损林地与灾后恢复草地中呈显著相关;物种组成的Sorensen相似指数除裸地低于0.250外,其余均高于0.250。基于以上分析结果,在灾区进行植被恢复,需要考虑次生灾害对植被的持续破坏可能性,采用工程措施及人为引种的方式增加成活率和延续性。     

贡嘎山森林生态系统降水分配的水化学特征研究

以贡嘎山海拔2 900～3 100 m的暗针叶林生态系统为研究对象,分析了大气降水在穿透雨、树干径流、苔藓、土壤和地下水各个过程中干湿季和年际间离子含量变化特点.结果表明:(1)树干径流和穿透雨pH值小于降水,苔藓层可以有效的吸附酸性物质,土壤层酸性较强,森林区河流可以有效的缓解酸性物质;(2)森林区阴离子含量最高的是HCO_3~-,阳离子含量最高的是Ca~(2+),离子含量在干湿季的大小顺序不同.降水经过林冠后,除Na~+外,离子含量值均呈现出明显的增大趋势,苔藓层对于K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)有较强的吸附能力,土壤对于HCO_3~-的吸附能力较强;(3)苔藓、土壤和林区河流的N/P值均大于16,地表植被的限制因子是P;N、P在大气降水、穿透雨、树干径流、苔藓、土壤、地表水中的变化曲线相似,苔藓层N、P含量较高.     

不同Ca3(PO4)2含量及菌种保存温度下SL01菌株的解磷及生长能力

试验比较了不同保存温度和培养基Ca3(PO4)2含量下解磷根瘤菌SL01的生长和解磷能力。结果表明:固体培养条件下,增大Ca3(PO4)2添加量能促进菌落生长,8g·L-1处理菌落直径(d)为5g·L-1、3g·L-1、1g·L-1和0.5g·L-1处理的116.9%、127.7%、130.1%和132.7%。0～8g·L-1的Ca3(PO4)2含量范围内,菌株的解磷能力无显著差异,故更适于以溶磷圈直径D与菌落直径d的比值D/d来衡量菌株在固态环境如土壤中的解磷能力;其菌液最适宜于15℃下保存,4℃次之。不同保存温度下菌种的解磷能力为-18℃-10℃4℃15℃28℃35℃;不同保存温度下SL01菌株的菌落直径为4℃15℃-18℃28℃-10℃35℃;菌液在不同温度下保存60d后的活菌含量为15℃4℃28℃-10℃35℃-18℃。