土壤—玉米中硒元素迁移富集特征研究——以山东省济南市章丘区宁家埠镇为例

为研究章丘区宁家埠镇土壤中硒元素在土壤—玉米中的迁移富集特征,采集耕地中表层土壤样品160件,玉米根系土及对应的根、茎、叶及籽实配套样品20组,进行硒及重金属元素含量测试。结果表明：研究区土壤呈中偏碱性,以富硒及足硒土壤为主,Se含量0.08～0.52mg/kg,土壤硒全量与有效态含量受土壤有机质及pH的影响,玉米根、茎、叶富集Cd、Cu的能力强,籽实富集Se的能力较强;籽实中Se含量与根系土中Se含量呈显著正相关关系,籽实中Se与重金属元素(除Hg外)含量呈弱相互拮抗关系,能够抑制籽实对重金属元素的吸收。研究区所有玉米籽实样品均达到富硒玉米标准,符合绿色食品及安全食品标准。本研究成果可为该镇富硒土地资源开发及富硒玉米基地建设提供依据。     

赣南地区水稻－根系土系统中硒含量影响因素分析

硒是人体必需微量元素之一,而水稻作为我国第一大主粮,其硒含量的高低与人体健康关系密切,因此研 究水稻－根系土体系中硒含量的影响因素,可为富硒地区水稻种植及开发富硒农业提供科学理论依据.以赣南 为研究区,采集１３８组水稻籽实及配套根系土样品进行了测试分析,探究赣南地区土壤理化条件对硒在水稻及其 根系土中的实际影响效应,对富硒水稻及土壤进行质量综合评价,并构建富硒水稻地球化学适生模型.结果表 明:赣南地区水稻根系土Se平均质量分数为０．２９mg/kg,Se水平主要为足硒水平,富硒土壤仅占１４．５％;有效硒 (Sebio)质量分数平均为４６．０μg/kg,占总硒质量分数的１６．４４％;水稻的Se平均质量分数为０．０５mg/kg,无重金属 元素超标的安全富硒水稻率达到４５％,富硒水稻对 Cd,Zn,Cu的生物富集能力较强.相关分析表明,根系土中Se 质量分数与 TFe２O３,MnO,MgO,有机碳(Corg)质量分数呈极显著正相关,与主要重金属元素存在一定程度的伴 生关系.水稻Se质量分数与根系土Se,Sebio,SiO２ 质量分数和pH 值呈极显著正相关,与 Al２O３,有机碳(Corg)质 量分数呈极显著负相关.单项污染指数表明研究区根系土中重金属元素基本属于清洁和尚清洁水平,Cd,Pb, As,Hg,Cu存在一些样品超标,其中 Cd超标率最高;内÷罗综合污染指数表征７７．０％的样品属于安全等级;富硒 土壤综合评估显示研究区主要为良级富硒土壤,优级富硒土壤仅占８．７％.通过最佳子集回归分析最终选取了根 系土总Se、有机质、pH 值为自变量构建富硒水稻地球化学适生模型,拟合的模型可以解释水稻中 Se３０．６％的变 异.      

钦州农业示范园区土壤硒分布特征及其影响因素探讨

文章以钦州市九佰垌国家农业综合开发现代农业示范园土壤为主要研究对象,系统采集了449件表层土壤(0～20 cm)和56件深层土壤(150～200 cm),测定了土壤全硒含量,探讨了研究区土壤硒分布特征及其影响因素。结果表明,该研究区表层土壤硒含量平均值是全国A层土壤含量平均值的1.5倍,深层土壤硒含量平均值是全国C层土壤含量平均值的2.6倍,具有开发富硒农产品的潜力。     

章丘地区土壤硒的含量分布及影响因素

以章丘地区土壤为对象,系统分析了表层、深层土壤及8条剖面土壤中Se元素的含量水平,研究了土壤中Se的分布特征及其与土壤类型、成土母质、地形地貌和土壤理化性质及组分的关系。结果表明：章丘地区表层土壤中Se含量在0.1～0.8mg/kg之间,以中硒土壤为主,富硒土壤面积173km2。土壤类型中,水稻土Se平均含量水平最高,为0.55mg/kg;成土母质中以石炭—二叠纪泥页岩发育的土壤Se含量最高;剖面土壤中的Se主要在表层富集。影响章丘地区土壤Se含量分布的主要因素是成土母质、地形地貌、土壤pH、有机质及土壤中硫、铁铝氧化物等组分。     

安徽省南陵地区土壤Se分布特征及评价研究

以安徽省南陵地区土壤Se为主要研究对象,结合少量农作物Se分析结果,对研究区进行了Se含量及分布特征研究,初步划定了区内富硒土壤标准,探讨了土壤Se、有效硒与重金属的相关性关系,为富硒土壤资源的推广应用提供了依据。结果表明:研究区土壤Se含量区间0.01～0.98mg/kg,平均含量0.32mg/kg,总体呈背景含量分布,少量的低背景土壤分布于青弋江沿岸,其含量与人为活动、土壤类型和地质单元存在一定的关系;初步圈定区内富硒土壤面积152.79km~2,证明该区具备一定的富硒土壤开发利用潜力;土壤Se常与重金属伴生,而有效硒与重金属相关性不明显,有效硒随土壤Se含量的增加而增加。     

黄河下游流域土壤-作物系统硒元素地球化学特征——以山东省冠县为例

以黄河下游流域山东省聊城市冠县地区为典型研究区,开展1∶5万土地质量地球化学调查评价工作。共采集表层(0～20cm)土壤样品5222件,计算土壤硒地球化学参数,系统分析了土壤硒含量的空间分布特征,初步探讨了硒元素影响因素及土壤-作物系统硒元素迁移特征。结果表明：冠县地区表层土壤硒含量变幅为0.08～0.31mg/kg,平均含量0.195mg/kg,属于足硒状态,占整个调查研究区的77.91%。不同土壤类型和地质单元硒含量有一定差异,在土壤剖面中硒含量随深度增加含量逐渐降低,总体呈现表聚性。研究区农作物不同部位硒含量富集能力不同,小麦籽实硒含量平均值为0.007mg/kg,呈低硒特征,建议通过农业土壤改良、科技创新,提高农作物中硒的含量。     

黔西赫章2.5 Ga石英二长闪长岩的发现及其地质意义

黔西位于扬子板块西南缘,有关扬子板块内约2.5 Ga的岩浆事件记录极少。最近,对黔西赫章发现的石英二长闪长岩的研究表明,其成岩年龄为（2 542±9）Ma,为该区首次发现的新太古代晚期岩石。该岩石主要由斜长石、碱性长石、石英、角闪石、黑云母等矿物组成,具有较高的SiO₂（59.2%~60.6%）、Na₂O（4.70%~4.85%）质量分数和Na₂O/K₂O（3.02%~3.19%）比值,以及较低的Al₂O₃（17.0%~17.7%）、MgO（2.42%~2.61%）质量分数。样品稀土元素总质量分数为120×10-6~221×10-6,（La/Yb）_N=8.32~17.98,轻、重稀土元素分异不明显,表现为弱的右倾稀土元素配分模式,并具有弱的Eu负异常。在微量元素蛛网图上,样品富集大离子亲石元素（Ba、Sr）、亏损高场强元素（Nb、Ta、Ti）,具有弱负到正的ε_Hf（t）值（-0.51~+6.93）和正的ε_Nd（t）值（+0.22~+0.88）,与太古宙低铝型高重稀土元素TTG的地球化学性质基本一致。综合研究显示,该岩石可能是在角闪岩相下,下地壳基性岩部分熔融形成的,源区残留相主要为金红石以及斜长石。黔西约2.5 Ga岩石的发现证实了扬子板块西南缘具有新太古代基底的存在,这为扬子周缘新太古代岩浆成因的碎屑锆石研究提供了依据,为扬子板块新太古代地壳演化提供了新的信息。      

海南岛北部种植园土壤中多环芳烃的质量分数、来源及生态风险

海南岛是我国主要的热带农作物种植基地,对海南岛种植园土壤污染物评估具有重要意义。对海南岛北部种植园土壤中的16种多环芳烃（PAHs）质量分数、来源及生态风险进行评估。使用气相色谱-质谱联用技术对咖啡、香蕉、山药、甘蔗、橙子、百香果和石榴种植园中100件表层土壤样品进行PAHs质量分数测定。结果表明,研究区种植园土壤平均∑₁₆PAHs为37.6 ng/g,低于我国土壤背景值和荷兰无污染土壤限值（< 200 ng/g）。三环、四环和五环PAHs为主要组成成分,分别占据∑₁₆PAHs质量分数的25.8%,26.8%和23.5%。源识别显示,种植园内PAHs主要来自机动车尾气排放,部分来自石油产品的泄露及煤和生物质的低温燃烧。生态风险评价结果显示,等效毒性当量∑₁₆BaP_eq低于国家标准,表明土壤中PAHs污染物水平处于可接受范围。      

湖南省慈利县富硒土壤分布及成因规律研究

通过调查发现,慈利县分布有大面积的富硒土壤,960 km~2范围重点区中富硒土壤面积占524.2 km~2,土壤硒平均含量达0.54 mg/kg。各类成土母岩中,属二叠系的炭质页岩与灰岩硒含量最高,与其对应的是在各地质背景中二叠系表层土壤硒含量同样最高,其次为三叠系、志留系土壤,硒元素在土壤与母岩中具有显著继承性。各地层剖面均显示出硒元素呈现出表聚性规律,硒元素在表层土壤中大于深层土壤,而深层土壤硒含量则大于母岩硒含量。     

渤海湾周缘主要河流钾长石物源示踪指标研究

渤海湾盆地碎屑物质的物源示踪研究,对于渤海湾盆地的自身演化,周缘造山带隆升和剥蚀过程,以及中国东部陆架海的物质扩散研究均具有重要意义,受到国内外学者的广泛关注,同时也存在诸多争议。钾长石是地壳中最主要的造岩矿物之一,在河流沉积物中广泛出现,在进行物源示踪研究时具有代表性。基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对渤海湾盆地主要注入河流的碎屑钾长石进行了原位地球化学特征分析,结果表明,黄河干流碎屑钾长石的常量元素Na₂O、Al₂O₃、SiO₂、K₂O的标准偏差与滹沱河、滦河、辽河和漳河4条河流存在差异。在钾长石常量元素Al₂O₃质量分数与Na₂O和K₂O质量分数二维散点图中,部分黄河样品的Al₂O₃值较之整体部分（其他4条河流和黄河样品）偏低;微量元素中Ba、Pb、Sr、Rb和Ca的质量分数占主体部分,尤其Ba、Pb、Sr、Rb的含量较高。在Ba和Sr以及Ba和Pb质量分数二维散点图中,黄河与其他4条河流明显不同。该研究结果表明,钾长石的Ba和Sr含量变化可以成为环渤海湾盆地沉积物中黄河物源示踪的特征指标。      

贵州织金新华磷矿区风化磷块岩形成条件及风化淋滤富集机制初步研究

贵州织金新华磷矿是我国西南地区著名的超大型含稀土低品位磷矿床, 矿床平均品位w(P₂O₅)为17.22%, 已探明磷矿石储量13.48亿t, 稀土资源量350万t。近年研究发现, 新华磷矿矿石品位的波动变化与风化淋滤富集作用关系密切。为了进一步阐明风化淋滤作用对磷矿元素地球化学的影响及磷矿的次生富集规律, 以戈仲伍矿段为重点研究对象, 对含磷岩系开展了野外观察描述, 应用连续敲块法采集化学分析样品19件, 运用光学显微镜进行岩矿鉴定样品16件, 并对样品进行了岩石成分鉴定及综合研究工作。研究结果表明, 风化磷矿中w(P₂O₅)比原生磷矿提高了8%~18%, w(MgO)比原生磷矿降低了4%~7%, 风化强度处于弱到成熟阶段。织金新华风化磷矿的形成受到岩性条件、地质构造、水文条件等因素控制。本研究可以为深入研究该矿床的次生风化成矿作用对磷矿石化学成分的影响及为新的矿产研究提供资料, 为丰富我国风化淋积型磷矿床的成矿理论提供新认识, 为该矿区风化磷矿资源的合理开发利用提供理论指导。      

黔西北普宜地区富关键金属元素硫铁矿地质、地球化学和S同位素特征及其对成因的约束

探讨黔西北普宜地区富关键金属元素硫铁矿的同位素地球化学特征、元素地球化学特征及成因, 可以为硫铁矿资源开发、伴生有益元素综合利用与评价及理解富关键金属元素硫铁矿聚集机制提供更为丰富的信息。在全面收集已有地质、矿产资料的基础上, 结合野外实地调查, 应用元素地球化学及硫同位素分析等方法, 对该区硫铁矿地球化学特征及成因做了较为深入研究, 并初步建立成矿模式。结果表明: 富关键金属元素硫铁矿主要赋存于中二叠统龙潭组(P₂l)底部的晶屑凝灰岩中, 矿体形态简单, 呈层状分布, 硫铁矿中共(伴)生的稀土, Li, Nb, Zr, Ga等有益元素均可综合利用。w(ΣREE)平均为431.24×10-6, 最大值为1 634.57×10-6, 一般在180×10-6~1 630×10-6之间; w(Ga)平均为32.51×10-6, 一般为25×10-6~120×10-6, 最大为120.00×10-6; w(Nd)平均为103.29×10-6, 一般为40×10-6~380×10-6, 最大为380.00×10-6; w(Li)最大值为1 366.00×10-6; w(Al₂O₃)最大值为42.17%。硫铁矿稀土元素配分模式表现为轻稀土元素富集、重稀土元素相对亏损的右倾型。矿石中成矿元素Ga, Li, Zr, Ti, Se, Cd, Nb, V, Hg等元素相对富集, Ba, Sr, Zn, Te等元素相对贫化。硫铁矿石中黄铁矿硫同位素δ34S变化范围主要在-33.90‰~-18.60‰之间, 平均值-16.04‰, 为轻硫富集型, 富关键金属元素硫铁矿的硫源受生物细菌还原作用影响较大。硫铁矿主要是在沉积阶段通过微生物铁还原、微生物硫酸盐还原和化学铁还原驱动下形成的。初步认为赋存于硫铁矿中的稀土主要以类质同象替代形式赋存于黏土矿物中, 形成过程可分为风化搬运阶段、沉积成矿阶段和成岩后生作用阶段。      

湘东北冷家溪群沉积岩地球化学特征及其构造意义

冷家溪群是江南造山带湖南段的最早物质纪录，其沉积构造背景及相关的钦杭结合带位置尚存争议。在野外地质调查基础上，对湘东北金井地区冷家溪群早期-中期相对新鲜砂岩采样进行系统的主量元素和微量元素含量分析，进而按时代先后对砂岩分组并进行地球化学研究，以此探讨沉积期盆地性质及大地构造格局。金井地区冷家溪群砂岩的主量元素组成变化较大，SiO₂质量分数总体较低、Al₂O₃质量分数和Al₂O₃/SiO₂比值较高、K₂O/Na₂O比值高且变化大。轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常明显等特征暨球粒陨石标准化曲线形态与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似。主量元素地球化学特征反映沉积环境为弧后盆地，且早期易家桥组和潘家冲组的成熟度较高，主要来源于北邻构造相对稳定的扬子陆块南缘；中期雷神庙组-黄浒洞组的成熟度较低，可能更多来源于南邻构造相对活动的大陆岛弧。各组地层构造环境微量元素判别图解均显示为大陆岛弧环境，但从微量元素特征对母岩的继承性分析，仍反映出弧后盆地环境；有关微量元素参数的相对大小指示早期沉积环境为活动陆缘、中期沉积环境为大陆岛弧，与主量元素特征反映的信息一致。根据上述地球化学证据，提出冷家溪期构造格局与演化过程:早期受古华南洋板块向北西高角度俯冲影响，弧后软流圈上涌导致岩石圈伸展而形成宽阔的弧后盆地，金井地区处于盆地北部而主要接受北邻扬子陆块来源沉积；中期古华南洋板块俯冲角度变缓并推动大陆岛弧向北西运移，弧后盆地收缩，金井地区因构造迁移而主要接受南邻大陆岛弧来源沉积。结合区域资料，认为弧后盆地南邻大陆岛弧大体在安仁-双牌一线。      

Dynamics and Relationships of Ca,Mg,Fe in Litter,Soil Fauna and Soil in Pinus koraiensis-Broadleaf Mixed Forest

The Liangshui Natural Reserve in Heilongjiang Province of China was selected as the study area.The authors collected the samples of forest litter (Tilia amurensis,Fraxinus mandshurica,Pinus koraiensis,Acer mono,Betula costata,and mixed litter),soil in humus horizon (0-5cm) and soil horizon (5-20cm),and soil macrofauna (Oligochaeta,Geophiloporpha and Juliformia) from 2001 to 2002.The role of soil macrofauna in the material cycle was analyzed through comparing the macro-element contents among various parts of the subsystems and using enrichment index (EI).The results indicate that dynamic changes of various litters are very complicated.The contents of Fe in each kind of litter increase firstly,and then decrease in the study period.The changes of macro-element contents are greater in the broad-leaf litter than in the coniferous litter,and the mixed litter is in the middle level,but the differences among them are not significant.The contents of Mg and Fe in humus are higher than those in soil,but the contents of Ca in soil are higher than that in humus.The dynamic changes of macro-element contents in soil and soil fauna are not consistent with those in litter.The diplopod presented obvious enrichment of Ca and Mg (EI>1),but it does not significantly enrich Fe.Earthworm has a stronger enrichment ability of Fe than diplopod and scolopendra,but EI<1.Soil fauna can make great influences on the material cycle of the subsystems.     

桓台县土壤地球化学背景值及分区特征

通过对桓台县域内表层土壤开展1∶5万土地质量地球化学调查与评价工作,统计了表层土壤地球化学参数,厘定了桓台县土壤地球化学背景值,并与山东省、淄博市元素平均值进行对比,发现土壤元素中Se、有机质、N,Zn,P,Hg,Cd,V,F,I含量明显偏高于山东省土壤均值;土壤元素中Se,I,P,N,Hg,Cd含量明显偏高于淄博市土壤均值;Se元素高于淄博市土壤均值。对表层土壤进行聚类分析和因子分析,根据聚类分析分组结果和各因子得分空间分布特征情况,结合研究区内土壤类型、地形地貌、土地利用方式的不同,综合考虑影响元素含量的各种因素,将研究区表层土壤分为5个地球化学分区,各分区元素组合特征不同。研究结果表明:土壤元素分布特征主要受控于地质背景,人类活动对土壤元素含量产生一定程度的影响。     

九瑞矿集区鸡笼山铜金矿床含矿岩体成因和地球动力学背景

为了研究九瑞矿集区鸡笼山铜金矿床含矿岩体成因和地球动力学背景,对矿集区内成矿关系十分密切的花岗闪长斑岩体进行了主微量元素、锆石U-Pb年代学和Sr-Nd同位素测试。鸡笼山花岗闪长斑岩具有相对较高的SiO₂含量和碱质,相对富集Al₂O₃、CaO,贫MgO、TiO₂和P₂O₅。LREE相对富集、HREE较为亏损的右倾特征,无明显的负Eu异常,相对富集Rb、Ba、K、Sr等大离子亲石元素（LILE）和亏损Ta、Nb等高场强元素（HFSE）,获得样品的形成年龄为（140±1）Ma（MSWD=1.02）,表明其均为高钾钙碱性准铝质系列,属于壳幔混合成因的I型花岗岩,岩体可能为富集岩石圈地幔在部分熔融过程中混染了一定程度的古老下地壳物质的产物。岩体侵入年代与长江中下游地区中生代大规模岩浆活动时限一致,可能与古太平洋板块的俯冲作用和区域岩石圈伸展减薄条件下深部壳幔物质相互作用有关。      

基于广义回归神经网络的京津冀地区土壤湿度遥感逐日估算研究

土壤湿度是地表水热交换过程和水文循环中的一个关键组成部分,获取高时空分辨率的土壤湿度数据一直是当前研究的热点。SMAP（Soil Moisture Passive and Active）主被动微波土壤湿度产品的精度高,但存在着空间分辨率低和时间分辨率缺失的问题,这限制了其在区域尺度上的应用,为解决这一问题得到更高时空分辨率的土壤湿度产品,本文利用广义回归神经网络模型（GRNN）模拟了MODIS地表温度、反射率、植被指数光学/热红外遥感数据以及高程、坡度、坡向、经纬度数据与SMAP土壤湿度的关系,从而将京津冀地区SMAP L2土壤湿度产品的时间分辨率由不连续（4~20 d）提升至1 d,空间分辨率由3 km提升至1 km,并扩展其在京津冀地区的空间覆盖范围。研究发现:① GRNN模型总体验证结果表明土壤湿度估算值与SMAP原始值的相关性较高（r=0.7392）,均方根误差（RMSE）为0.0757 cm3/cm3;② 不同季节典型日期的GRNN模型估算结果精度相差较大,春季处的相关性相比其他季节最低,精度相对较高（r_春=0.6152,RMSE_春=0.0653cm3/cm3）,秋季和夏季土壤湿度估算精度较为接近（r_夏=0.6957,r_秋=0.7053,RMSE_夏=0.0754cm3/cm3,RMSE_秋=0.0694cm3/cm3）,冬季的估算精度最高（r_冬=0.8214,RMSE_冬=0.0367cm3/cm3）;③ 2016年京津冀夏秋季节的土壤湿度较其他季节要显著提高,空间分布上坝上高原区域较低,而沿海地区的土壤湿度明显较高。本研究对京津冀地区的生态水文、气候预测以及干旱监测等应用领域具有重要价值。     

大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征及其控制因素分析

为查明大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征和离子来源, 基于2018年枯、丰两期采集的岩溶地下水样品水化学数据, 综合运用数理统计、相关性分析、Piper图、Gibbs图以及离子比值等方法, 对大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征及其控制因素进行了分析。结果表明,大汶河流域中上游地区枯、丰水期岩溶地下水的pH均值分别为7.6和7.5, 整体表现为弱碱性。岩溶地下水中Ca2+为占优势的阳离子, HCO₃-和SO₄2-为主要阴离子。枯、丰期岩溶地下水中ρ(TDS)均值分别为645.4, 648.4 mg/L。按照TDS划分, 大汶河流域中上游地区岩溶地下水均属于淡水或微咸水;枯、丰水期岩溶地下水水化学类型均以HCO₃·SO₄-Ca为主。岩石风化作用是控制区内岩溶地下水水化学特征的主要控制因素, 碳酸盐岩和硅酸盐岩矿物的溶解是地下水主要离子的重要来源。同时, 大汶河流域中上游地区岩溶地下水还受到了比较明显的人为输入影响, 地下水中NO₃-主要来自于农业生产活动。该研究成果为水资源利用提供了指导作用。