关中东部全新世黄土——古土壤序列微量元素分布特征及意义

X-荧光光谱仪、磁化率仪和激光粒度仪对尧禾村(YHC)全新世黄土-古土壤序列的微量元素、磁化率、粘粒(<5μm)含量进行了测量。将磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr变化曲线和Ba/Sr变化曲线进行了对比分析发现:YHC剖面的磁化率曲线、粘粒曲线、Rb/Sr曲线和Ba/Sr曲线具有高度的同步同向变化趋势,可很好的指示研究区域内全新世的气候变化。而元素的含量变化是该区域气候变化的结果,其中Pb元素在黄土中的含量明显高于古土壤层,属于淋失性元素。Mn、Cr、Cu、Zn、Co、Ti元素在古土壤含量高于黄土层,属于富集性元素。     

关中东部TSG全新世剖面粒度分形特征及古气候意义

利用分形理论计算可知,关中东部TSG全新世剖面的土壤粒度分布具有分形特征,剖面分形维数值在2.5443~2.7123之间,其中古土壤S0的分形维数均值最大。粒度分形维数的高值指示暖湿的气候,低值指示干冷的气候。分形特征所揭示的关中东部地区的环境演变过程为:全新世早期,粒度分形维数值相对偏低,风尘堆积占优势,为干旱寒冷的环境,成壤作用较弱;全新世中期,粒度分形维数值偏大,其平均值为2.6713,指示温暖湿润的气候,成壤作用较强;全新世晚期以来,粒度分形维数值降低,土壤颗粒粒径增大,气候变得相对干旱,成壤作用也减弱,但是全新世晚期的分形维数值高于末次冰期。     

豫中黄土地区全新世黄土剖面成壤作用与古气候研究

通过对河南豫中黄土地区黄土剖面化学元素的深入研究认为:在该地区全新世中期风化成壤过程中,Al、Fe、K、Ti、Rb、Ba等元素在古土壤中相对富集,表现出残留富集的特征;而Si、Ca、Na、Sr等元素则在风化剖面中淋失。而Al、Na在成壤过程中因具有不同的地球化学行为,从而产生显著的分异现象,并且随着成壤作用的增强分异加剧。因此,Al/Na值在黄土剖面中的变化反映了风尘堆积物成壤强度的变化,能够作为成壤作用、气候变化的替代指标。     

泾河上游全新世黄土-古土壤序列微量元素分布特征及环境变化

在野外考察的基础上,对泾河上游赵家村全新世黄土-古土壤剖面进行系统采样,利用X-Ray荧光光谱仪测定了Ba、Zn、Cu、Pb、Cr、Rb、Sr、Co、Th、Zr等10个微量元素的含量及其变化,并与磁化率、粒度进行了相关性分析,研究表明大部分微量元素如Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr在古土壤层(S0)中富集,而在马兰黄土层(L1)中含量较低; 而Pb、Cr、Sr在古土壤层中含量低于马兰黄土层.同时,微量元素Ba、Zn、Cu、Rb、Co、Th、Zr与磁化率、黏粒(<0.005 mm)含量呈正相关,与粗粉沙(0.01～0.05 mm)含量呈负相关; 而元素Pb、Cr、Sr与黏粒、磁化率呈负相关,与粗粉沙呈正相关关系.在古土壤成壤改造过程中,由于有机质含量显著增加,络合-螯合作用增大,加之黏粒胶体的吸附作用,导致大多数微量元素在古土壤层的相对富集; 而元素Cr性质稳定,在整个剖面的波动较小; Sr含量在全新世黄土层(L0)和表土层(TS)中逐渐升高,主要是由于气候暖干化日趋严重,表土层碱性增强,CaCO3淋溶作用明显减弱; Pb元素在表土层含量较高的主要原因是工业"三废"排放、金属采矿和冶炼、煤炭和石油的燃烧以及汽车尾气排放等人类活动的干扰.     

豫中黄土地区全新世土壤剖面成壤环境变化研究

通过对河南新郑黄土-土壤剖面的野外考察及室内的磁化率、烧失量、碳酸钙及粒度分析研究,认为:豫西山地山前丘陵台地的完整黄土-土壤剖面,是在气候波动变化的条件下形成的。全新世气候的变化,导致了以风尘堆积为主的成黄土期与以风化成壤作用为主的成壤期互相更迭。在全新世早期,风尘堆积旺盛,形成了过渡性黄土层(Lt),在8500aB.P.～3100aB.P.的全新世大暖期,发育了浊红棕色古土壤(S0)。这一时期降水丰沛,土壤水分充足,导致了古土壤层(S0)及其以下的过渡层(Lt)、马兰黄土层(L1)顶部都受到了明显的淋溶作用影响,而完全脱钙。3100a B.P.之后,气候恶化,沙尘暴活动显著增强,加之黄河下游人类活动影响不断加剧,黄泛平原风沙活动十分强烈,风尘堆积形成了沙质黄土(L0)。1500aB.P.以来,近代黄土持续堆积,由于气候的转暖与人类农业耕作影响在持续堆积的近代黄土L0表层形成了现代土壤(TS)。     

吴起全新世土壤剖面常量元素地球化学特征

土壤的化学成分不但与化学风化作用有关,还与其物源的化学组成紧密相关。对来自于陕西省吴起县城南偏东17 km的土壤剖面(0～1.6 m)进行年代学和化学元素分析,探讨吴起土壤剖面的时代、成因、物源及化学风化程度。14C年代学结果表明吴起土壤剖面为全新世时期形成的黑垆土;化学元素组成的高度一致性、UCC标准化曲线及元素比值与典型风成沉积物趋势总体接近佐证了吴起土壤剖面的风成成因;化学风化程度研究显示吴起土壤剖面处于初等弱风化阶段和去Na、Ca阶段;示踪元素比值分布指示吴起土壤剖面与洛川古土壤、灵台古土壤、灵台红粘土、镇江下蜀土存在相似的源区。     

关中东部地区全新世土壤发育及记录的水文事件

通过对华县老官台全新世黄土-古土壤高分辨率的研究,揭示关中盆地在全新世曾有两个重要的湿润多雨、地表径流活跃的时期。其中第一个时期发生在全新世初期的90 0 0～85 0 0aBP ,它表现为末次冰期结束后气候在向全新世大暖期发展过程中,湿度的增加滞后于温度的增加。第二个时期发生在4 0 0 0～36 0 0aBP ,此时正是夏代文化发展的时期,在研究地点周围,人类活动对环境的影响加强了面流侵蚀和堆积作用的过程     

渭河流域全新世土壤剖面木炭屑记录及其古环境意义

通过野外采样及其磁化率、总有机碳(TOC)、木炭屑的分析,探讨全新世野火活动与生态环境演变的关系。研究结果表明:TOC并不能完全指示野火活动,木炭屑是指示野火活动的理想指标,木炭屑对生态环境演变特征具有环境指示意义。末次冰期11500aB.P.之前,渭河流域气候干旱,植被为半荒漠草原,自然野火频繁发生;全新世早期(11500～8500aB.P.)野火发生频率大大降低;全新世气候适宜期(8500～3100aB.P.),气候比较湿润,生物风化成壤作用强烈,自然野火发生几率明显下降,但不同地点人类活动引发的野火活动存在区域差异;全新世晚期近3100年以来,气候向干旱化发展,加之人类利用土地活动加剧,生物量燃烧的规模大幅度增加;1500aB.P.以后,木炭屑浓度大幅度减少,野火发生频率大大降低。可能由于渭河流域土地利用方式发生重大改变,人工自然复合生态景观基本形成,因而不再大规模放火烧荒。此外,木炭屑对人类活动的遗迹具有指示作用。     

周原全新世土壤剖面木炭屑与野火活动的关系研究

研究陕西周原全新世黄土剖面磁化率曲线、总有机碳曲线、木炭屑曲线和野火活动及其与生态环境演变的关系结果表明,马兰黄土堆积时期气候干旱,在当时半荒漠草原上当地时常有自然野火发生;全新世大暖时期(85 0 0～310 0aB .P)气候湿润,生物成壤作用强度大,呈现森林或森林草原自然景观,野火活动极少发生;先周人迁居到周原地区(310 0aB .P)开始,人类用火及其放火烧荒开垦农田等活动,加之气候变得干旱,生物化学成壤作用减弱,致使生态环境发生重大变化,自然生态景观向半自然、半人工景观演替;15 0 0aB .P开始可耕种土地几乎开垦殆尽,生态景观完全被人工农田生态景观所代替;而近几百年来随着人口密度和聚落的增加,人类生活用火和垃圾随之加大,人类对土壤环境的干扰进一步增强     

淮河上游全新世黄土-古土壤序列元素地球化学特性研究

在野外考察研究的基础上,对河南禹州全新世风成黄土-古土壤剖面系统采样,利用X-荧光光谱仪测定了常量元素和微量元素的含量及其变化,并与磁化率曲线、粒度变化曲线对比分析发现:常量元素氧化物比值钾钠比、残积系数和以Rb为代表的微量元素含量等随剖面层次呈规律性变化,即在古土壤层(S0)中含量最高,表土层(MS)中次之,在黄土层(L1、Lt、L0)中最低。硅铝率和Sr的含量表现出相反的变化规律。表明在全新世古土壤层和表土层形成时期,气候温暖湿润,成壤作用和次生粘化作用较强;在黄土堆积时期,气候比较干旱,沙尘暴频繁,成壤作用微弱。这些化学参数与磁化率曲线可以进行对比,表明成土过程中元素的迁移变化受全新世以来气候变化和成壤环境变化的控制。与黄土高原腹地的洛川剖面相比,淮河上游禹州剖面中绝大多数常量元素的含量较高,而绝大多数微量元素的含量偏低,磁化率也显著偏低,绝对值差别很大,粒度组成当中细沙成分含量很高,这说明淮河上游黄土物质来源与黄土高原地区明显不同。联系全新世时期黄河频繁泛滥、改道、沉积与黄淮平原盛行东北风形成流沙地的事实,认为淮河上游的黄土是黄河泛滥沉积物质经过风沙活动改造,由东北风力系统搬运而来的近源粉尘堆积,再经过就地风化或者成土改造而形成。     

三万年来卤阳湖湖泊沉积物地球化学元素变化特征及其环境意义

利用荧光光谱仪、等离子发射光谱,测定关中盆地卤阳湖区沉积物(0~280cm)元素含量变化,在光释光定年与R型聚类分析基础上,探讨3万年来该区26种元素的地球化学行为特征及环境意义。结果表明:卤阳湖沉积物元素大致可分4类:第1类Si、Zr、Hf、Na,指示4.6ka B.P.后湖泊萎缩,外源沉积减少;第2类Ga、U、Sr,指示4.6ka B.P.和2.0ka B.P.前后的湖区干旱气候;第3类Cu、Hg、Mn、Mg,指示4.6ka B.P.后湖水咸度的增加;第4类Ti、Sb、Pb、V、Th、Co、Fe、Bi、Cs、Zn、Ni、Rb、Ga、K、Al,这15种元素指示湖水咸度与周边人为活动的增加。元素变化特征说明,卤阳湖在33~10.4ka B.P.之间,沉积环境稳定,全新世前期(10.4~4.6ka B.P.)湖水变淡,4.6ka B.P.后,外源沉积减少,湖水咸度升高,在2.0ka B.P.前后,湖泊干旱造成大量盐分生成,之后,虽气候转湿,但人为活动增加使湖泊快速走向衰亡。     

土壤微量元素与人类活动强度的对应关系

本文以天津地区为例 ,在分析影响土壤中微量元素含量各种人为因素的基础上 ,利用天津地区人类活动强度对土壤微量元素含量变化的联系、不同土地利用方式土壤微量元素含量的变化规律 ,探讨土壤微量元素含量变化与人类活动强度之间的联系。研究发现 ,Hg、Cd、Se元素是最敏感的地球化学因子 ,能够反映天津地区土壤环境受人类活动的影响程度 ,利用土壤环境中Hg、Cd、Se的变化特征 ,可以确定本地区土壤环境受人类影响程度的大小     

绿茶茶汤中微量金属元素种类及含量研究

用ICP-OES法对5个茶树品种所制绿茶茶汤中的12种人体必需的微量金属元素进行检测。结果显示,绿茶茶汤中含有人体所需微量金属元素9种,其含量随季节变化和品种不同差异显著。主成分分析结果为:春茶微量金属元素营养最丰富,蜀永1号、蜀永2号、渝茶一号3个品种在各季评分中均较高,在功能性茶产品开发方面具有很大的发展空间。     

豫中植烟土壤有效态微量元素与pH和有机质的关系

为探明豫中植烟土壤p H和有机质对微量元素有效态含量的影响，在豫中许昌市的建安、禹州、襄城和漯河市的城区、临颍和舞阳6个植烟县(区)采集了191个典型烟田耕层(0～20 cm)土样，测定了微量元素(有效铜、铁、锰、锌、钼)含量、p H和有机质含量，采用Pearson相关分析法与曲线回归方法分析了有效态微量元素含量与pH、有机质之间的关系。结果表明，有效铜、铁、锰、锌和钼的平均含量分别为1.20、49.24、84.80、1.71和0.02mg/kg，有效锰总体上充足，有效钼整体极为缺乏，个别样点有效铜、铁和锌缺乏；p H平均为7.90，总体上偏高；有机质平均为17.78g/kg，总体上适宜；微量元素有效态与pH、有机质之间均存在二次函数关系，随p H升高，有效铜呈增加趋势，有效铁和锌呈先升后降趋势，有效锰和钼呈先降后升趋势；随有机质升高，有效铜、锰、锌和钼呈增加趋势，有效铁呈先升后降的趋势。     

不同土地利用方式对贵州岩溶土壤微量重金属元素含量的影响

利用地统计学的方法,对贵州水城岩溶盆地复合土地利用方式下土壤微量重金属元素含量的时空变异进行了研究。结果表明:贵州水城盆地岩溶土壤微量重金属元素含量的变化与不同的土地利用方式时空上的变异有很好的一致性。盆地中工业区往往成为土壤微量重金属元素迁移富集的高值中心,而受人类活动影响较小的自然林区则基本保持了原始状况成为低值中心。因此合理进行土地利用对保护土壤和岩溶地下水免受污染具有重要的意义。     

湖州市土壤微量元素含量与有效性评价

本文研究了湖州地区水稻土、红壤和潮土三种主要土壤类型的土壤微量元素Fe、Mn、Cu、Zn、B、和Mo的有效态含量,并对各微量元素的有效态含量满足作物生长需要的状况进行评价。结果表明:湖州市土壤大面积缺钼,部分土壤缺锰、硼,而土壤有效态铜、锌含量比较丰富,土壤有效铁含量则极其丰富。最后对该市水稻土、红壤和潮土三种主要土壤类型的土壤微量元素含量与成土母质、pH、土壤有机碳之间的关系进行分析研究。     

广东红壤微量元素含量及分布特征

2004年对广东部分红壤9种微量元素含量调查结果表明,9种微量元素平均含量为B 41.38 mg kg-1,Mo21.71 mg kg-1,Cu 77.37 mg kg-1,Pb 33.94 mg kg-1,Zn 265.52 mg kg-1,As 19.018 mg kg-1,Hg 0.056 mg kg-1,Cr 248.95mg kg-1,Cd 0.324 mg kg-1。同族微量元素相比,原子量小的元素的含量大于原子量大的元素的含量。母岩、成土风化作用影响这些微量元素在土壤中的含量。     

天然降水和径流水中四种微量元素的测定

水样中微量元素的测量是研究元素迁移的一项基础工作。通常用火争原子吸收和法测定水样中微量元素,当样品中元素含量较低时需用甲基异丁基甲酮萃取后测定。该文对这一方法进行了改进,采用浓缩水样以提高街测元素的含量,并加入二氯化钙作为释放剂来消除硅的干扰。     

Trace elements accumulation in soil and rice plants irrigated with the contaminated water

We carried out a study to see the effect of contaminated water of Nullah Dek on fine rice paddy and straw yields and trace elements accumulation in different parts of rice plants and soil. A site was selected near the bank of Nullah Dek at Kot Pindi Das in the District of Sheikhupura, Pakistan. The water of this nullah is contaminated by industrial effluents carrying different micronutrients. This water was employed to grow rice crop. Water samples were collected before transplanting and during the season with 15 days interval for analysis from 20 July to 1 November 2002 from a spot near village Shamke. Three fine rice varieties, viz. Super Basmati, Shaheen Basmati and Basmati 2000 were transplanted. These rice varieties were grown up to maturity. Paddy and straw yields data were recorded. Six composite soil samples from three random spots were collected from the experimental site before the start of the study to see the status of trace elements in soil. After the harvest of rice crop, soil, paddy and straw samples were analysed for Zn, Cu, Fe and Mn. The chemical analysis of Nullah Dek water showed that total salts concentration was greater than the safe limit, i.e. electric conductance (EC) > 1.0 dS m⁻¹. Even sodium adsorption ratio (SAR) was very high, but there was no problem of high residual sodium carbonate (RSC). Zn, Cu, Fe and Mn were present but within safe limits. The water of Nullah Dek remained within permissible limits of irrigation from onset of rainy season till 15 October. There was an increase in EC, SAR and trace elements concentrations after 15 October but within safe limits. Soil analysis revealed its saline nature, devoid of sodicity. Among trace elements, the zinc ranged between deficiency (<0.5 mg kg⁻¹) and adequate limits (>1.0 mg kg⁻¹). Copper, Mn and Fe were present in adequate amounts. After the harvest of rice crop there was a slight decrease in pH, EC_e and SAR at both the depths, while the concentrations of all trace elements were slightly increased with more in upper layer than the lower layer. Shaheen Basmati produced the maximum paddy yield followed by Basmati 2000 and then Super Basmati. The chemical analysis of paddy samples indicated a sufficient accumulation of zinc (1.68–1.78 mg kg⁻¹), copper (1.38–1.45 mg kg⁻¹), iron (6.12–6.37 mg kg⁻¹) and manganese (2.22–2.42 mg kg⁻¹). Analysis of rice straw also showed sufficient accumulation of zinc (27.50–28.50 mg kg⁻¹), copper (20.0–20.50 mg kg⁻¹), iron (270–280 mg kg⁻¹) and manganese (2.38–2.41 mg kg⁻¹).     

Biofortification of Trace Elements in Food Crops for Human Health

Micronutrient deficiencies have been reported in food crops worldwide. Several macro- and micronutrients are essential for human health. However, among these elements, the trace elements zinc (Zn), iron (Fe), iodine (I), selenium (Se), and cobalt (Co) are limiting in the diets of much of the world's population. According to United Nations estimates, about 1 billion people, especially woman and children, are suffering from malnutrition of trace elements, especially in Africa, Asia, and South America. Improving bioavailability of these elements in food crops is an important strategy to overcome trace-element deficiencies in food crops and improving human health. Genetic variability in micronutrient contents in the grain of crops such as rice, corn, wheat, barley, soybean, and dry bean is widely reported in the literature. Hence, use of genetic variability among crop species and genotypes within species is an important strategy to achieve biofortification of grain of staple food crops. Other practices that can be adopted to improve bioavailability of essential elements in food crops are adopting appropriate agronomic practices, such as adequate rate, effective sources, and effective methods of fertilizer application. Use of biotechnology is also feasible to biofortification of staple food crops. Planting indigenous and traditional food crop species with high nutritive value is another important strategy to improve trace elements in human food.