香港土壤研究Ⅴ.稀土元素的地球化学特征

香港地区缺乏对土壤中稀土元素地球化学的系统研究.本研究采集了该地区46个代表性土壤剖面样品,利用电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）分析了15种稀土元素的总量,并根据土壤剖面的发育情况分层表述.研究结果表明：香港土壤的稀土元素的总量低于全国的平均含量,在剖面分布上由表层往底层逐渐增加.地球化学特征方面,土壤中轻重稀土分馏明显,具有明显的轻稀土相对富集现象.Ce的富集现象在火成岩母质发育的土壤中较为突出,而Eu的亏缺现象在花岗岩母质发育的土壤中尤为显著.成土母岩、土壤矿质元素和基本性质以及地形和植被等都会显著影响香港土壤稀土元素的含量和地球化学特征.     

粤西地区土壤-植物系统中稀土元素地球化学特征

在广东省西部不同地区采取土壤、植物样品，并对其中的稀土元素含量采用ICP-MS法测定，研究了稀土元素在土壤、植物叶中的地球化学特征。结果表明：土壤一植物系统的各环节间稀土元素的含量模式基本相似。不同母岩发育的土壤稀土分布有较大的差异，其中以花岗岩发育的土壤稀土含量最高。在土壤的各个剖面层中，心土层和底土层稀土含量高于表土层，轻重稀土发生分异，均有不同程度的Eu亏损，Ce表现为土壤各层位中的正异常。同一采样点的不同种属植物具有相似的稀土分配模式，在不同母岩发育土壤上生存的同一种属植物稀土分配模式不同，其稀土分布均受其所生存土壤的影响和制约，同时具有自身的生物地球化学特性。生物吸收系数表明植物对稀土元素的吸收能力的差异，稀土元素在由土壤向植物体运输迁移中发生了明显的分馏作用，重稀士相对贫乏。     

赣南某些作物中稀土元素地球化学特征

对赣南地区（我国稀土元素高背景区）烟、茶、柿、枣典型产地植物样品（叶、果）和土壤样品中的稀土元素进行了采样测试分析研究。结果表明，植物稀土含量具有烟叶＞枣叶＞柿叶＞茶叶＞枣果＞柿果的特点，这除了与产地土壤稀土丰度有一定关系外，主要受各种作物对稀土的吸收富集强度控制；同时，植物对稀土的吸收过程引起了稀土的分馏作用，在烟、枣、柿的叶片中轻、中稀土得到分馏富集，而茶叶呈现弱的重稀土分馏富集；稀土元素H0表现出相对强的植物生理活动性。     

赣南富稀土景观中稀土元素的土壤地球化学特征

选择赣南富稀土矿区典型环境地球化学景观,研究了稀土元素在土壤中的含量、分布及赋存形态特征,结果表明,在各单元景观的土壤中稀土元素的含量２具有规律性。土壤中稀土元素的分布模式继承了母岩的特征真有明显的Ｅｕ负异常。但Ｃｅ在残积景观和堆积淋溶景观的奎训呈现正异常,而在水上景观土壤中出现Ｃｅ负异常。稀土元素在各单元景观土壤中的赋存形态特征也不同。总体上,稀土元素主要以可交换态和有机结合态形式存在于矿区土壤     

浙江省土壤微量元素的构造地球化学特征

前人从气候、地形、生物等外力因素的影响入手,对土壤中微量元素的分布、迁移及其转化的地球化学规律进行了大量有益的工作。但是,对于地质构造体与土壤中微量元素分布的关系,构造运动对土壤中微量元素迁移及富集的影响,即内力作用方面,几乎完全缺乏研究。     

贵州开阳地区土壤中硒的地球化学特征

以贵州开阳地区典型土壤为对象,研究了开阳地区土壤中硒元素的含量、分布及影响因素。结果表明,开阳地区土壤中硒的背景值高,其含量远高于全国土壤背景值;硒在土壤剖面上的分布存在空间差异,总体趋势是硒在表土层聚集;土壤中硒含量受土壤成土母质的控制。同时,表生地球化学作用、生物作用以及人类活动也深刻影响它们在土壤中的重新分配。     

赣南富稀土矿区农田土壤中稀土元素的环境化学特征

选择江西赣县大田稀土矿区，研究了矿区耕作农田土壤中稀土元素的含量，分布及赋存形态特征，结果表明，该区土壤中稀土元素含量明显高于对照区和全国土壤平均含量，且相对富含重稀土元素，土壤中稀土元素的分布模式受成土母岩及元素性质控制，呈现Eu和Ce负异常，稀土元素主要以可交换态和有机结合态（特别是松结有机态）形态存在，具有较高的活性和生物有效性，可能影响生态环境安全。     

洞庭湖地区红土微量与稀土元素地球化学特征及其环境意义

Trace element (TE) and rare earth element (REE) contents in red soils from the Dongting Lake area of China were determined to understanding the provenance and weathering characteristics of the red soils. The results showed similar REE distribution patterns among red soils from the Dongting Lake area, Xiashu loess from Zhenjiang, loess and the Pliocene red soil from the Loess Plateau. These patterns implied a similar provenance from dust-storms, except for red soil R5 which formed by bedrock weathering and had significant light REE (LREE) enrichment and heavy REE (HREE) depletion due to longer weathering periods and higher intensity of weathering. Trace element, especially the Rb/Sr and Li/Ba ratios, and REE, especially the LREE/HREE ratio and δEu could trace weathering intensity. Higher Rb/Sr, Li/Ba, and LREE/ HREE ratios and negative Eu anomalies were present in the red soil from the Dongting Lake area. The weathering intensity was in the decreasing order of R5 in the Dongting Lake area > red soil from the Dongting Lake area (including reticulate red soil, weak reticulate red soil, and homogeneous red soil formed by dust storms) > Xiashu loess from Zhenjiang > Loess-paleosol and Pliocene red soil from the Loess Plateau. Variations in the TE and REE contents of soil could be effectively used to study the provenance and the weathering intensity.     

土壤中稀土元素的连续分级研究

研究了土壤中稀土元素形态的连续提取方法,并对34个具有代表性土壤样品的分析结果与土壤性质的相关进行了分析,对本方法作出初步评价。     

新疆若羌县绿洲区富锗土壤地球化学特征及成因分析

通过开展1∶25万土地质量地球化学调查,发现新疆若羌县富锗土壤面积约135.06 km2,占采样点控制面积的9.3%。研究区表层土壤中锗含量为0.72~1.60 mg kg-1,平均值为1.16 mg kg-1,略高于世界土壤锗的平均含量。表层土壤中锗元素表现出明显的空间分布规律,在水平上主要以片状分布在研究区的南部,零星分布在研究区的北部。研究区不同的成土母质、土壤类型、土地利用类型对土壤中锗含量均有不同程度的影响。     

吉林省西部苏打碱土区地下水的地球化学特征

选择吉林省西部典型苏打碱化土壤地区，对其地下水的基本水化学指标进行了测定，分析了地下水电导率与含盐量、矿化度和离子含量的关系。针对地下水离子组成的特点，对该区地下水的苏打碱化特征进行了分析。最后分别以电导率、矿化度和钠吸附比（SAR）为指标，对该区地下水质进行了初步评价与分级。     

Soils in the semi-arid area of the El Melah Lagoon (NE Tunisia) — Variability associated with a closing evolution

Soils of the semi-arid area of the El Melah coastal lagoon (NE Tunisia), with a closing evolution dynamic, were studied aiming: (1) the chemical and mineralogical characterization of surface and subsurface layers of soil profiles from locations previously submerged and of soils developed on dunes; (2) to evaluate the dependence on the environment conditions of the geochemical patterns of the soils; and (3) to determine chemical and mineralogical variations with the emersion of the sediments resulting from the decrease in the extent of the area permanently covered by water in the lagoon. The compositional results obtained showed significant differences depending on the environment (littoral plain, old dunes and sandy spit), but soils of the different environmental zones studied do not appear to be significantly polluted as far as trace elements are concerned. Among the elements studied, high element/Sc ratios and variations were found for As, Sb and Zn. Antimony is more concentrated in coarser samples suggesting its adsorption in Fe or Mn oxides coating quartz grain surfaces. Arsenic and zinc may be incorporated into the carbonates structure, as well as adsorbed on, or coprecipitated with, iron oxides. Zinc may also be significantly incorporated in clay minerals. Iron was found to be more oxidized in the cultivated soil from the old dune strand; and more reduced in the sandy spit where ankerite occurs suggesting the reduction of Fe³⁺ in oxide/hydroxides by microorganisms and incorporation of Fe²⁺ in carbonates. REE patterns, particularly the HREE/LREE are correlated with carbonates, indicating preferential incorporation of the HREE in carbonates, and of the LREE in clay minerals/iron oxides. High Ga contents were found in soils and sediments rich in clay minerals/Al, suggesting its incorporation in clay minerals structure. Therefore, Ga may be used as an indicator of the clay minerals proportion in sediments and soils. Carbonates, sulphates, besides Fe and/or Mn oxides and clay minerals, appear to play an important role on the trace elements distribution.     

冻融交替对土壤氮素转化及相关微生物学特性的影响

土壤冻融是发生在中、高纬度及高海拔地区的一种常见的自然现象。冻融作用通过影响土壤物理性质及生物学性状进而对土壤氮素转化过程产生重要影响,但目前关于冻融作用对土壤氮素转化过程影响的研究结果还不尽一致,对于冻融作用下土壤微生物学特性的研究相对较少。本文着重论述了冻融作用对土壤氮素转化过程(有效氮素含量变化、氮素净矿化速率、氮素损失途径等)的影响,并对冻融作用下土壤微生物生理和代谢特性进行了归纳和总结,简要指出目前研究过程中存在的问题,并对未来研究方向提出展望。     

安徽省宁国市土壤和农产品硒地球化学特征及影响因素

以安徽省宁国市全域表层土壤和主要农产品为研究对象,系统采集了6 278件土壤样品和216件农作物样品,研究了土壤全硒含量的分布特征及其主要影响因素,分析了土壤有效硒含量特征和农产品硒含量特征。结果表明:宁国市土壤全硒含量平均值为0.645 mg/kg,富硒土壤样点数和面积占比分别为57.45%、70.30%。土壤硒含量主要受成土母质控制,震旦系和寒武系下统发育土壤硒含量显著高于其他成土母质;不同土地利用方式对土壤硒含量有一定的影响,园地和林地土壤比水田、旱地土壤更易富集硒元素;土壤硒含量与有机质、重金属元素含量存在显著的正相关关系(P<0.01),与土壤p H没有显著相关性。土壤有效硒含量平均值为0.023 mg/kg,水稻、山核桃、茶叶中硒含量平均值分别为0.065、0.022、0.074 mg/kg,水稻、山核桃富硒率高达24.04%和54.88%,富硒山核桃具有广阔的开发前景。     

利用中子活化分析技术测试稀土元素在黄土区主要作物体内的吸收及分布特征

通过室内盆栽及小区试验,采用先进的中子活化分析技术,分析测试了小麦,黄豆,谷子,玉米等黄土高原主要农作物对稀土元素的吸收及其在植株不同生长期各种部位的分布情况。全套数据为黄土高原稀土农用提供了基础资料,以期获得稀土元素对作物影响作用的重要信息,为稀土在黄土高原大面积推广提供科学依据。     

江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性研究

土壤光谱是土壤理化性质的综合反映,研究江西省红壤地区主要土壤类型的高光谱特性,对土壤的精准管理和土壤数字制图有重要意义。选择有代表性的吉安县、余江县、兴国县和湾里区,采集443个土壤表层土样,采用ASD光谱仪测量了其可见-近红外反射高光谱(350~2 500 nm)。对光谱进行连续统去除和二阶导数处理后,对四种主要红壤亚类及其土属的高光谱特性进行研究。然后选取反映成土母质、氧化铁(针铁矿和赤铁矿)、土壤有机质含量、黏土矿物等的光谱特征表现变量及高光谱反射率等共19个特征变量,对光谱进行Fastclus聚类分析。结果表明:红壤地区土壤不同亚类光谱反射率差异明显,620 nm~740 nm的特征吸收面积黄红壤红壤棕红壤红壤性土,420 nm和447 nm的二阶导数差值黄红壤棕红壤红壤红壤性土。棕红壤光谱在可见光-短波近红外光谱区域土壤反射率较高,位于1 900 nm范围的吸收强度较其他亚类宽浅。红壤性土光谱曲线最为陡峭,在近红外光谱区域土壤反射率最高,在1 400 nm、1 900 nm有较强的尖锐吸收峰,在2 200有超强吸收峰。红壤亚类光谱曲线整体走势与红壤性土亚类相似,但在900 nm、1 400 nm、1 900 nm和2 200 nm的吸收强度较红壤性土弱,反射曲线位置较高。不同亚类水稻土由于水淹时间的不同,其光谱特征差异较为明显,光谱反射率表现为淹育型水稻土潴育型水稻土潜育型水稻土,620 nm~740 nm的特征吸收面积潜育型水稻土潴育型水稻土淹育性水稻土,420 nm和447 nm的反射率二阶导数差值为淹育型水稻土潴育性水稻土潜育型水稻土,但均高于红壤。选取的特征变量对土壤进行亚类分类的准确率为86.23%,分类的准确度较高,而土属的准确率仅为66.37%。可见-近红外土壤光谱特征可以作为江西红壤地区主要土壤亚类划分的定量参考指标。     

寒地黑土养分元素地球化学特征及丰缺评价——以抚远市为例

本文以黑龙江省抚远市为例,基于近年土地质量地球化学调查资料成果,采用地统计分析和GIS分析等相结合,揭示研究区黑土表层土壤中N、P、K、Ca、Mg等13项养分元素及土壤有机质的含量和分布特征及在不同土壤类型分布区含量特征,统计得出表层土壤养分元素背景值,并依据相关标准对各养分元素指标丰缺现状进行评价。研究结果表明,抚远地区表层土壤中有机质含量富足,N、P含量较丰富,K元素适中,Ca、Mg、B、Zn较缺乏,S、Fe、Mn、Cu元素含量分异较大,且等级中等以上均大于60%;土壤养分地球化学综合评价表明,该地区土壤养分丰富-较丰富约占77.1%,较缺乏区仅占1.2%,土壤肥力良好,可为该区现代农业发展和黑土地保护利用提供参考资料。     

温州市农用地土壤锗元素地球化学特征、影响因素及开发利用远景评价

基于浙江省土地质量地质调查行动计划(2016－2020年)和浙江省多目标区域地球化学调查成果,研究了温州市农用地表层土壤和深层土壤Ge地球化学特征及其分布规律,分析探讨了其主要的影响因素,并对富锗土壤开发利用远景进行了评价。结果显示,研究区表层土壤锗元素平均含量1.44mg/kg,深层土壤锗元素平均含量1.62mg/kg,两者变异系数分别为为0.14和0.10,总体分布较均匀,空间变化特征基本吻合,由南西到北东呈弱递减变化趋势。富集程度等级划分显示,研究区农用地表层土壤主要以“弱贫化”和“背景”为主,指示其受人为因素影响总体较小。成土母质是影响研究区农用地表层土壤Ge含量及其分布特征的最重要因素,成土母质为滨海相沉积物和沉积岩类风化物的土壤Ge含量均值总体要高于成土母质为河湖相沉积物和火成岩类风化物的土壤。土壤有机质、粘粒等理化指标以及不同的土地利用方式和种植结构等也是影响其含量的重要因素之一。富锗土壤等级划分显示研究区Ge丰富耕地面积125.35万亩,占总耕地面积的33.94%,较丰富耕地面积82.11万亩,占总耕地面积的22.23%,中等耕地面积76.17万亩,占总耕地面积的20.62%。在此基础上,共圈出10个富锗土壤开发利用远景较好的区块,可作为地方政府实施富锗土壤开发利用的参考和依据。     

莠去津在吉林省不同土壤类型中的解吸特征

为了探究莠去津污染土壤中莠去津的解吸特性,通过批量平衡法,研究了莠去津在白浆土、黑土、盐碱土上的解吸特征及影响因子。结果表明:3种土壤类型中莠去津的解吸过程经历了快速解吸、慢速解吸、最终达到解吸平衡3个阶段,平衡时间为720min;采用准二级动力学方程拟合效果最好。Freundlich方程可以较好地描述莠去津在3种土壤中的解吸等温曲线(R~20.969)。ΔG0,ΔH0,ΔS0说明其解吸为自发吸热且无序的过程。莠去津在盐碱土中的解吸率最高,其次为黑土,白浆土解吸率最低。土壤pH升高或添加生物炭均能够降低莠去津在土壤中的解吸。