黄河三角洲典型潮间带盐沼土壤重金属含量及来源分析

以黄河三角洲典型潮间带盐沼土壤为研究对象,沿植物演替方向选择4块采样地:采样地A为盐地碱蓬(Suaeda salsa)盐沼,采样地B为盐地碱蓬和柽柳(Tamarix chinensis)混生盐沼,采样地C为柽柳盐沼,采样地D为芦苇(Phragmite australis)盐沼。在4块采样地采集0~60 cm深度的土壤样品,测定土壤中的7种重金属含量(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)和土壤理化指标,通过相关分析和因子分析来辨别土壤重金属来源。结果表明,表层土壤(0~10 cm深度)As、Cd和Pb含量的最高值都出现在采样地C,而Cr和Zn含量的最高值出现在采样地A,Ni和Cu含量的最高值出现在采样地B。在土壤剖面中,采样地A的20~40 cm深度土壤的As含量和Cu含量最高,分别为31.6 mg/kg和30.6 mg/kg,0~10 cm深度土壤的Cr含量最高,为105.0 mg/kg;采样地B的10~20cm深度土壤的Cd、Ni、和Zn含量最高,分别为0.70 mg/kg、50.2 mg/kg和135.0 mg/kg;采样地C的10~20 cm深度土壤的Pb含量最高,为27.5 mg/kg;采样地D的20~40 cm深度土壤的Cr含量与采样地A的0~10 cm深度土壤相同。采样地A和采样地B受重金属影响较严重。各种重金属基本都富集在中间土层(10~40 cm深度)中,在40~60 cm深度土层含量都较低。相关分析和因子分析表明,该区土壤可能有3个来源,Cu、Ni和Pb可能来自相同的源,Cd和Zn可能来自另一个源,Cr来自上述两个源;而As可能来自第三个源。     

纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究

以纳帕海湿地天然沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究土壤有机碳和土壤微生物量碳含量的时空分布及其变化。结果表明,天然沼泽、沼泽化草甸和草甸0~40 cm深土层的平均有机碳含量在(18.02±0.24)~(258.44±3.37)g/kg之间变动;三者10~40 cm深土壤的各土层平均有机碳含量随着土壤深度增加在不断减小,且差异显著(p0.05);其土壤表层(0~10 cm)的平均微生物量碳含量都较高,分别为(446.23±98.72)mg/kg(沼泽化草甸)、(204.23±44.90)mg/kg(天然沼泽)和(158.64±65.24)mg/kg(草甸);三者0~40 cm深土层的微生物量碳含量差异明显,沼泽化草甸的微生物量碳含量最高,为940.00 mg/kg,天然沼泽次之,为472.23 mg/kg,草甸最低,为359.78 mg/kg;在垂直分布上,三者的土壤微生物量碳含量表现出与土壤有机碳含量一致的规律;土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量都与土壤含水量显著相关,表明纳帕海湿地土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量主要受土壤水分的影响,而人为疏干排水是导致土壤水分下降的诱因。     

滴灌条件下盐地碱蓬(Suaeda salsa）种植年限对盐碱地土壤盐分离子分布的影响

采用时空转化的方法研究了滴灌条件下不同盐地碱蓬种植年限（0 a、1 a、2 a和3 a）对重度盐碱地土壤盐分及盐离子在0~120 cm土壤剖面的分布特征的影响，为盐地碱蓬在盐碱地中的改良利用提供理论依据。试验结果表明：滴灌种植盐地碱蓬后土壤盐分在剖面的分布发生明显变化，根区（0~40 cm）土壤含盐量随种植年限增加而下降，根底（40~120 cm）土壤则先增加后下降；Na⁺和Cl^-因容易被水淋洗和植物选择性吸收多，根区土壤中Na⁺和Cl^-含量随种植年限增加有显著降低，Ca²⁺和SO₄^2-不易随水移动，淋洗程度低，HCO₃^-和Mg²⁺第2 a和第3 a的淋洗效果明显好于第1 a；经过3 a种植后土壤中毒害离子Na⁺与Cl^-和在表层盐分组成中的比例下降，Ca²⁺比例上升，钠吸附比（SAR）值显著降低。     

紫花苜蓿种植对山地荒沟客土理化性质的影响

试验在客土回填后的山地荒沟,设置紫花苜蓿草地试验区,连续2 a研究紫花苜蓿种植对客土理化性质的影响,结果得出:自然条件下,春季播种紫花苜蓿,可以加速山区荒沟植被恢复,改善客土理化性质,播种后第2 a,地上生物量与覆盖度达到最高,分别为2 1.5 kg/hm2和74.1%,0~10 cm土层中pH值明显降低,土壤速效钾相对增加,全氮、碱解氮含量显著提高,达到0.657 g/kg与39.54 mg/kg;播种后第3 a,10~20 cm土层内土壤容重显著减小,达1.241 g/cm3,总孔隙度显著提高,5.0~17.5 cm土层土壤紧实度显著降低,同时,0~10 cm土层速效磷含量下降速度相对减缓,有机质含量显著升高,达到9.253 g/kg。     

丹江中游典型小流域土壤总氮的空间分布

在丹江鹦鹉沟小流域, 利用网格状取样和典型样地取样相结合的方法, 进行土样采集, 共计采样点268 个, 测定土壤0~40 cm的总氮含量。应用传统统计学和地统计学的方法, 对不同深度下土壤总氮含量进行分析。结果表明:土壤总氮含量随土壤深度的增加而降低, 不同土层间土壤总氮含量存在显著差异(P < 0.01), 0~10 cm (A1)、10~20 cm (A2) 和20~40cm (A3) 土壤总氮含量平均值分别为0.85、0.47 和0.30 g/kg。3 个土层下, 总氮的最优模型均为线性模型, 具有中等空间相关性。经Kriging 插值分析, 不同土层下土壤总氮的空间分布呈带状格局。ANOVA 分析表明A1 和A2 层不同土地利用下土壤总氮含量存在显著差异(P <0.05), 不同土层下土壤总氮在不同坡度均存在显著差异(P < 0.05)。农地不同土层下土壤总氮含量与海拔、坡度和坡向均呈显著相关性(P < 0.01)。研究区0~40 cm土壤总氮储量为562.37t, 不同土地利用下0~40 cm 每平方米土壤总氮含量表现为林地>农地>草地, 分别为0.343、0.299 和0.289 kg/m²。     

大山包黑颈鹤国家级自然保护区湿地土壤重金属污染评价

2014年9~11月,在测定大山包黑颈鹤国家级自然保护区湿地土壤重金属含量的基础上,分析其重金属的来源;采用内梅罗综合污染指数法和潜在生态危害指数法,评价该区土壤重金属污染特征和潜在的生态危害。结果表明,研究区土壤中的Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Ni、As和Hg的平均质量比分别为159.73 mg/kg、133.35mg/kg、16.53 mg/kg、39.6 mg/kg、1.26 mg/kg、34.76 mg/kg、5.19 mg/kg和0.08 mg/kg;其中,Cd和Hg含量都高于云南省背景值,大多数采样点土壤中的As、Cu、Pb和Zn含量也高于云南省背景值,Cr和Ni含量低于云南省背景值;土壤重金属的污染程度由高到低依次为Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Hg、As和Cr污染,重金属的潜在生态危害由强至弱依次为Cd、Hg、Cu、As、Pb、Zn和Cr生态危害。退耕4 a的土壤综合污染程度和重金属的潜在生态危害指数最高,其次为自然土壤的,退耕10 a土壤的最低;研究区土壤潜在生态危害程度为中等至强等危害程度,土壤重金属污染严重,Cd是第一污染物。土壤退耕年限越长,土壤的污染程度和潜在生态危害越低。研究区湿地土壤重金属污染严重,可能会对黑颈鹤(Grus nigricollis)的取食和健康造成危害。     

塔里木灌区膜下滴灌的棉田土壤水盐分布特征

通过膜下滴灌田间试验,研究了塔里木灌区棉田土壤盐分运移特征。结果表明:膜下滴灌的棉田土壤盐分呈Y状垂直分布,膜下土壤盐分含量小于膜间,膜间土壤盐分从表层到深层呈逐渐增减的趋势。随滴灌量增加,膜下土壤盐分峰值位置下移。滴灌量从2 618 m3/hm2增大到4 265m3/hm2,湿润峰位置从40 cm下移至100 cm,盐分峰值位置从30 cm下移至60 cm。滴灌结束后,膜下0~60 cm及0~100 cm土壤平均含盐量均减小。脱盐程度随滴灌量增大而增加,0~60 cm土层脱盐率从6.0%增加到34.8%;而膜间土壤呈积盐状态,积盐程度随滴灌量减小而增大。随滴灌年限增加,0~60 cm的土层平均含盐量逐年增加,从2005年到2007年,4 265、3 926、3 600、3 271m3/hm2灌溉定额下的土壤平均含盐量年均增加了0.4、0.6、1.1、1.1 g/kg。研究结果指出了塔里木灌区现行棉花膜下滴灌制度存在的积盐问题,成果对完善干旱区膜下滴灌灌溉制度具有一定得指导意义。     

黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量

在黄河三角洲潮间带盐沼采集土壤样品,研究了黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量的分布特征,分析了碳、氮含量和储量与土壤理化因子的关系。结果表明,研究区0~40 cm土壤总碳和有机碳质量比为11.8~19.2 g/kg和0.5~5.2 g/kg,土壤全氮和有机氮质量比为0.08~0.15 g/kg和0.076~0.136 g/kg,其主要分布在0~20 cm深度土层,且有机氮、全氮和有机碳含量变化规律一致。除无机碳和无机氮外,采样带A的土壤碳、氮含量随着土壤深度增加而下降;在采样带B,各土层的碳、氮含量差异不明显。采样带A表层土壤(0~10 cm深度)的全氮和有机氮含量高于采样带B表层土壤。两采样带土壤无机氮含量主要以铵态氮含量为主,无机氮和铵态氮含量随着土壤深度增加先增加后减少,在10~20 cm土层累积;硝态氮含量随土壤深度增加而下降。在两采样带0~40 cm深度土壤中,全碳储量为9 489~12 239 g/m2,有机碳储量为4 321~8 738 g/m2,全氮储量为33~121 g/m2,除全碳储量外,有机碳和全氮储量主要分布在0~20 cm深度土层中。相关分析结果表明,土壤中全氮含量、硝态氮含量、全氮储量与有机碳含量显著相关(n=24,p0.05),土壤碳氮比与容重、p H、硝态氮含量、全碳含量、全氮含量和全氮储量显著相关(n=24,p0.05)。     

中国公路交通的重金属排放及其对土地污染的初步估算

本文研究了全国各省市机动车Pb、Cu、Zn、Cd排放总量和公路两侧土壤中Pb含量的分布及其面积。结果表明,东部发达省份机动车的重金属排放量较西部地区大。使用含铅汽油的1990~1996年期间,北京市公路两侧土壤中Pb的年输入量为2.48~3.17 mg/ (kg · a)、累积量为11.4 mg/kg;1997~2003年使用无铅汽油后,两者分别下降到0.26~0.29 mg/(kg · a)和1.30 mg/kg。公路两侧的土壤中Pb含量随垂直距离的外延呈指数形式下降。公路交通对道路两侧土壤产生严重和轻度Pb污染的范围分别为距公路0~10 m和10~65 m。2003年北京市和全国受公路交通Pb污染的土地面积为2310 km²和28900 km²。公路交通的重金属排放是导致我国土地污染的重要原因之一。     

黑河中游山前平原区退耕地土壤有机碳库特征

采用野外调查测定、野外定位研究和室内分析相结合的方法,在黑河中游山前平原区选择邻近相同海拔和土壤类型的退耕(退耕1 a、5 a、10 a)造林地为研究对象,研究了山前平原区退耕地不同退耕年限的土壤碳动态,结果表明:退耕1 a、退耕5 a、退耕10 a和退耕造林地的土壤有机碳含量变化分别为16.89 gC/kg,8.24 gC/kg,8.56gC/kg和9.98 gC/kg,平均土壤有机碳密度分别为8.05 kg/m2,4.78 kg/m2,5.02 kg/m2和6.52 kg/m2。平均土壤有机碳周转时间分别为23 a,25 a,26 a和33 a;不同植被类型土壤CO2通量依次为退耕1 a土壤530.8 gC/(m2.a);退耕5 a土壤316.9 gC/(m2.a);退耕10 a土壤266.1 gC/(m2.a);退耕地造林(杨树林)286.9 gC/(m2.a)。同一类型退耕地中,土壤有机碳含量和土壤碳密度随土壤深度增加而降低,而土壤有机碳周转时间则随深度增加而增大。     

黄土区渭北旱塬苹果基地对区域水循环的影响

通过对苹果地、农田和其他塬面主要土地利用方式的比较研究，发现苹果地土壤入渗速率大、降雨产流率低和存在生物利用型土壤干层。这些水文学性质将增强土壤－植物－大气间垂直水分交换，削弱降雨转化为地表径流和地下水的比例，最终影响区域地表和地下水资源的数量。另外土壤干层的出现还削弱了土壤水库对年际和季节性干旱的调节作用，导致苹果产量随降雨量的自然变化呈现较大波动。     

Effect of apple production base on regional water cycle in Weibei upland of the Loess Plateau

Weibei upland, located in southern part of the Loess Plateau, is a commercial apple production base in China. The enlargement of apple-planting area has a great impact on the regional water cycle. The effects of different land use on hydrological parameters are compared and studied in this paper. The main results are as follows: (1) The initial and steady infiltration rates in apple orchard are higher than those in other land use types such as grassland, idle land and farmland. Their initial rates of infiltration are 0.823 cm/min, 0.215 cm/min, 0.534 cm/min and 0.586 cm/min in apple orchard, grassland, idle land and farmland respectively. Their steady infiltration rates are 0.45 cm/min, 0.038 cm/min, 0.191 cm/min and 0.155 cm/min respectively. (2) There is no runoff generated in plot of apple orchard in all 8 storm events in observed natural rainfalls, while runoff is generated in winter wheat plot, corn plot and alfalfa plot with runoff coefficients of 2.39%, 1.58% and 0.31% respectively. (3) The transpiration of apple trees is strong and thus soil moisture is gradually depleted. The average soil water contents in 3-9 m soil profile in Changwu plots with apple trees of 14 and 32 years in age are 11.77% and 11.59% and in Luochuan plots with those of 15 and 28 years in age are 11.7% and 11.59% respectively, which are nearly 9.0% of wilting moisture of Changwu soil and 8.6% of wilting moisture of Luochuan soil. The pathway of rainfall percolating to groundwater is hindered by dry soil profile.     

Effect of apple production base on regional water cycle in Weibei upland of the Loess Plateau

Weibei upland of the Loess Plateau containing Xianyang city, northern part of Weinan city, southern part of Yan'an city and a part of Tongchuan city covers a total area of 30,000 km2 with an elevation of 900 to 1500 m above sea level and annual average precipitation is from 550 to 600 mm. The Luochuan and Changwu uplands are two of those large uplands in Weibei region. These uplands have been identified as a commercial apple production base for its special features of topography and climate…     

黄土塬区苹果种植对深剖面土壤水分和地下水补给的影响

通过对长武黄土塬区不同林龄苹果林地下0~20 m深剖面土壤湿度及土壤水氯离子浓度测定,定量分析了黄土塬区苹果种植对厚深黄土剖面土壤水分及地下水补给的影响。结果表明：随着林龄增加,苹果林地深剖面土壤水分由浅及深逐年降低,深层土壤储水量呈倒“S”曲线趋势下降,27龄之后进入稳定期。丰水年份形成的活塞流是黄土塬区深层渗漏以及地下水补给的主导方式,农田下地下水年均潜在补给量为30.2 mm,占年均降水量的5.2%。农田转换为苹果林地后形成的深厚土壤干层将阻断降水对地下水的补给,减弱地下水补给过程中活塞流的主导作用。需通过政策引导协调农果面积比例,保证地下水资源持续补给,达到可持续利用的目的。     

陕西渭北旱塬苹果种植分区土壤水分特征研究

以渭北旱塬为研究对象，在区域尺度和定位观测的基础上，揭示了渭北不同苹果种植分区土壤水分特征。得出如下结论：(1)渭北旱塬不同苹果种植分区土壤水分特征主要受自然降水和苹果地蒸散量的影响。(2)3种类型区苹果地土壤水分都存在亏缺现象，台塬东部区苹果地土壤水分平均潜在亏缺量为390．9mm，最大亏缺量为674．6mm，最小亏缺量为186．3mm；高原沟壑区苹果地水分平均潜在亏缺量、最大亏缺量分别为264．4和441．2mm，有时也出现水分盈余的现象；台塬西部区总体上表现为亏缺．但苹果地出现水分盈余的现象较高原沟壑区普遍，最大盈余量达151．8mm；(3)渭北旱塬苹果地水分储存量也存在区域分异，2m土层水分储存量在全生育期是渭北台塬西部区大于渭北高原沟壑区大于渭北台塬东部区，土壤水分储存量的变化特性与降水量的时空变化、苹果树对土壤水分的利用量及降水年型有关；(4)3种类型区苹果地耗水量以台塬东部区最大，旱塬沟壑区次之，台塬西部区最小。干旱年苹果全生育期耗水量低于丰水年份。从耗水组分上看，苹果地耗水主要来源于生育期间的有效降水，但在干旱年份，耗水量还有相当一部分依赖深层土壤贮水，耗水深度超过3m，表明深层储水在干旱年份对苹果树生长所需水分的供给起着不可忽视的重要作用。     

沙漠边缘地区苹果园节水栽培研究

对沙漠边缘地区苹果园进行地面覆盖，可明显地减少水分蒸发和提高土壤水分的利用率，从而促进果树的生长发育．覆盖措施以地面覆草效果最好，可提高土壤含水量５０％，新梢生长量、单叶面积和叶绿素含量分别比对照高５７％、３０％和５９％，并提高了苹果的品质和产量。因此，覆盖是沙漠边缘地区果园重要的节水措施之一．     

垄膜保墒集雨对旱地桃园土壤养分及酶活性的影响

提高西北黄土高原旱地果园水分和肥料利用效率的途径和方法是该地区桃树稳产丰产的核心问题。探讨垄膜保墒集雨技术对土壤养分及酶活性的影响,为生产中合理利用垄膜覆盖提供理论依据。利用大田定位试验方法,在年均降雨量500 mm左右的西北黄土高原半干旱丘陵沟壑区选择5 a成龄"秦王桃"桃园,连续4 a研究了垄膜保墒集雨全年覆盖（PFM）、垄膜保墒集雨3~6月底覆盖（JM,2月底覆膜,6月底揭膜）及清耕（对照,CT）条件下不同土层（0~30 cm和30~60cm）土壤有机质、氮、磷、钾及酶活性的变化。实验表明：与CT相比,PFM和JM两种处理均显著改变了果园土壤有效养分成分,但两种处理之间存在差异。0~30 cm土层,土壤碱解氮PFM和JM分别较CT增加了27.7%和14.6%;其中0~30 cm土层有效磷PFM较JM减少了31.0%;在30~60 cm土层,碱解氮PFM较JM增加了9.7%、有效磷减少了11.5%;PFM、JM显著提高了土壤脲酶、磷酸酶的活性,降低根际过氧化氢酶活性。其中0~30 cm土壤PFM和JM较CT脲酶活性分别增加21.5%和51.42%,磷酸酶活性分别增加11.2%和21.4%,JM较PFM更有利于微生物和酶活性的提高。可见,垄膜保墒集雨技术JM处理更有利于果园土壤养分转化和树体养分利用,同时有利于土壤环境的改善。     

黄土高原沟壑区苹果基地退果还耕的生态水分效应

近年来,黄土高原沟壑区许多果园已经退化,需要重新退果还耕,但其生态水分效应尚不明了。以陕西长武县王东沟小流域典型果园为对象,选取了盛果期果园、退化果园和退果还耕等3种土地利用方式,分析1986、2002和2009年三期土壤水分数据,研究退化果园还耕的生态水分效应。结果表明:退化果园和退果还耕地的平均含水量和土壤储水量显著高于同期的盛果期果园。果园退化后废弃和退果还耕,土壤水分会得到部分恢复。当土地利用从盛果期果园变化为耕地后,在200~600cm土层,其土壤平均含水量(10.62%)显著高于盛果期果园(8.53%)。生物利用型土壤干层仍然是盛果期果园、退化果园和退果还耕地尚待急需解决的严重的生态问题。     

西溪湿地土壤重金属分布特征及其生态风险评价

测试和研究了杭州西溪湿地土壤中铜(Cu)、锌(Zn)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、砷(As)和铬(Cr)的含量与分布特征,采用内梅罗综合污染指数和Hakanson潜在生态危害指数法对湿地土壤重金属污染环境质量和潜在生态风险进行了评价。结果表明,西溪湿地土壤表层7种重金属平均含量的质量比分别为36.8 mg/kg(Cu)、91.5 mg/kg(Zn)、39.2 mg/kg(Pb)、0.23 mg/kg(Cd)、0.19 mg/kg(Hg)、6.3 mg/kg(As)和64.9 mg/kg(Cr)。由于受各种人为作用的影响,与浙江省土壤背景值相比,Cu、Pb、Cd和Zn在湿地土壤中的积累较大,有3个采样点[菜地、芦苇(Phram ites austrlis)滩地和靠马路的居民区]土壤中的Cd含量超过《土壤环境质量标准》(GB15618-1995)标准值的二级标准(pH<6.5)。湿地土壤重金属污染环境质量和生态风险评价结果显示,内梅罗综合污染指数平均值为1.73,多种重金属潜在生态风险指数平均值为114.6,说明总体上西溪湿地土壤重金属污染及其潜在生态风险为轻微级。最后,讨论了西溪湿地公园土壤重金属的可能来源,对比了重金属污染评价中不同评价标准和评价方法的差异性。