云南岩溶断陷盆地植被演替土壤碳氮磷化学计量学特征

岩溶断陷盆地生态环境脆弱,石漠化严重,植被恢复是该地区生态重建、水土保持的有效措施。文章采用空间换时间的方法,以云南省泸西县岩溶断陷盆地5种不同演替阶段（玉米地、人工林、草地、灌木林、原始林）不同土层（0～10、10～20 cm）的土壤为研究对象,对比分析不同植被类型和不同深度条件下土壤C（碳）、N（氮）、P（磷）含量及化学计量比差异,旨在探明研究区土壤养分垂向分布及化学计量学特征,为该地区植被恢复管理及土地合理利用提供科学依据。结果表明：不同演替阶段、不同土壤深度土壤养分含量存在较大差异;随着演替年限的增长,土壤SOC（土壤有机碳）、TN（总氮）含量总体呈增长趋势且主要表现在0～10 cm深度土层上,而TP（总磷）含量存在波动,未表现出明显变化规律;各演替阶段0～10 cm土层的SOC、TN含量数值上均要高于10～20 cm土层,除原始林地以外,其余演替阶段不同土层间TP含量没有显著差异;在0～10 cm土层上,C/N、C/P、N/P均与土壤SOC含量呈显著正相关,C/P、N/P与土壤TN含量呈显著正相关,土壤TP含量与C/N、C/P和N/P无显著相关性;植被类型和土壤深度显著影响研...     

福建省长汀县重点水土流失区土壤元素地球化学特征及其指示意义

针对水土流失演化过程中元素地球化学迁移规律这一重要科学问题,对福建省长汀县重点水土流失区开展了土地质量地球化学调查,查明了水土流失区土壤元素地球化学特征,对土壤养分丰缺以及土壤环境生态风险进行了评价。长汀县重点水土流失区土壤养分相对福建省背景值偏低,表现为土壤养分缺乏,土壤重金属含量普遍较低,无土壤环境质量风险。由不同成土母岩形成土壤的元素含量差异明显:侏罗纪碎屑岩发育的土壤表现为元素贫化,而变质岩发育的土壤表现为元素富集。对比不同程度水土流失区土壤元素含量的差异,发现随着水土流失程度的加剧,土壤中N、P、有机质等营养元素发生流失显著,As、Cd、Hg等重金属元素随水土流失的演变而发生扩散。     

土壤生态地球化学基准值及其确定方法

从科研工作的实际需要出发,引入了"生态地球化学基准场"这一概念,并以此为基础探讨了土壤生态地球化学基准值的涵义及其概念。以漳州研究区试验结果为例,应用相关关系法有效地确定了土壤生态地球化学基准值,为相关研究提供了思路和参考案例。     

陈家杖子金矿地球化学特征及其指示意义

陈家杖子金矿是通过1∶5万化探工作发现的斑岩型金多金属矿, 其地球化学异常特征可作为在该区寻找类似矿床标志。该矿东部还有形成多金属矿的潜力。在此类土壤覆盖区应采用土壤测量。该金矿的发现反映了在我国中西部地区利用常规方法来发现新矿床的巨大潜力。     

岩溶土壤系统对空气CO_2的吸收及其对陆地系统碳汇的意义——以桂林丫吉村岩溶试验场的野外观测和模拟实验为例

以桂林丫吉村岩溶实验场为例 ,对湿润亚热带岩溶土壤系统进行了土壤植被系统CO2 浓度变化、土壤有机质分解的CO2 产生等野外观测以及实验室土壤灰岩土柱系统模拟实验。实验表明在土壤地球化学条件的控制下 ,岩溶土壤系统存在着对空气CO2 的显著吸收效应 ,其值可达 2 2～ 130 g/ (m2 ·a) ,并以此为依据估算了中国岩溶土壤系统对大气的碳汇约为 4× 10 13g/a。因而揭示了岩溶土壤系统可能是十分重要的陆地碳汇 ,在讨论全球碳汇饱和问题中必须重视这一碳汇的变化。     

白沙县长塘岭钨多金属矿区土壤地球化学特征及其指示意义

长塘岭钨多金属矿区的土壤地球化学特征表明,该区W、Sn、Bi等高温成矿元素异常强度低,规模小,吻合性差;而Mo、Pb、Zn、Cu等,尤其是Mo的异常强度高,规模大,且吻合性较高,具有较好的找矿潜力.该区成矿元素异常主要受似斑状黑云母二长花岗岩与二云母钾长花岗岩的接触带控制,为含矿热液沿不同岩性接触带充填交代引起的异常.     

成都经济区浅层土壤地球化学特征的土壤分类学意义

土壤的科学分类是土壤资源开发和利用的基础,土壤的系统分类以定量化、标准化和国际化为特点,但其大众化水平有待进一步提高,尚需加强与土壤发生分类的参比研究,并深化其在农业生产应用、土壤环境评价等方面的实践意义。自上世纪末至今,在我国东部开展了大面积、高密度的以土壤为主要介质的多目标(如农业和环境等)地球化学调查,获得了海量的地球化学数据,这无疑也为土壤分类指标化提供了全新资料。利用四川省成都经济区多目标地球化学调查获得的3061个浅层土壤样品(0～20cm)的52个元素全量和pH值分析数据,按照已知的土壤发生分类类数(8种土类)进行了样品聚类分析。结果表明:(1)浅层土壤的地球化学数据能较好地用来区分两类土壤,即紫色土一类的幼年土壤(在很大程度上继承了母岩、母质的地球化学特征)和受强烈人为活动水耕、旱耕熟化的土壤(外来物质的不断加入显著地改变了浅层土壤原有的地球化学性质);(2)各类土壤因母岩母质和利用方式不同,各具明显的标志性元素组合特征,如紫色土(高Ca和pH值)、黄壤(低碱和碱土金属元素和pH值)、水稻土(高有机元素、肥料元素和重金属元素)和潮土(高造岩副矿物元素)等,因此,这些元素组合是土壤分类两个要素(母质和人为作用)的重要参照系;(3)浅层土壤的地球化学特征不可能完整地体现成土条件、成土过程和土壤属性这三个发生分类依据,因此,聚类分析结果与发生类型之间存在一定的差异。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤生态肥力质量评价——以贵州花江喀斯特峡谷地区为例

应用多元统计分析方法,建立能够揭示退化喀斯特植被恢复对土壤微生态影响效果的生物学指标评价体系.研究结果表明:细菌、真菌、放线菌、微生物总数等微生物活性指标在评价土壤生物学肥力质量时具有十分重要的作用;氨化细菌数量、微生物熵、代谢熵等微生物活性指标在土壤生物学肥力评价中也具有一定的作用,但对土壤肥力质量评价的影响较小.利用土壤综合肥力指标值综合评价结果表明,不同退化喀斯特植被恢复阶段土壤生物学肥力具有明显的垂直变化特征,均表现A层>B层的特点,这说明各恢复阶段的土壤生物学肥力具有随土壤层次加深而下降的变化趋势.同时,从裸地阶段→草本群落阶段→灌木群落阶段一乔木群落阶段,由于土壤物质循环逐渐加快,微生物活性逐渐增强,土壤生物学肥力逐步提高.     

黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究

对黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究表明:与土壤相比,铁锰结核的化学组成中仍以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,但Fe2O3的含量明显增加,成为铁锰结核中含量最多的氧化物,MnO含量也有一定程度增加,它们富集系数分别为5．19和3．40;铁锰结核对重金属具有明显的富集效应,其富集顺序为Cr（M）〉Pb〉Co〉Zn〉Ni〉Ba〉Li,它在土壤中的含量受成土母质及浅层地下水活动的影响。元素的相关分析及因子分析表明,铁锰结核在形成过程中还具有成核富集效应、专性吸附效应和成核易淋溶效应。      

农田生态系统区域生态地球化学评价的示范研究:以成都经济区土壤Cd为例

选择成都经济区作为典型研究区,以Cd为代表,在生态地球化学填图的基础上开展农田生态系统生态地球化学评价的示范性研究。布置采集了58个大气干湿沉降、86个化肥、121个灌溉水、276个农作物样品,分析和计算了Cd等重要元素的含量和通量。结果显示,研究区局部地段地表土壤Cd环境质量较深部有恶化之势,部分水稻籽实Cd含量已超过无公害食品标准;大气干湿沉降物输入到农田生态系统中的Cd平均通量为17.76g/(hm2·a),占总输入通量的85.20%,是研究区外源Cd的主要输入途径;下渗水(2.34g/(hm2·a))和作物收割(1.87g/(hm2·a))是Cd的主要输出途径;全区外源输入Cd可使土壤中的Cd含量以0.006mg/kg的年速率递增;在Cd输入-输出通量不变的情况,预测未来20a研究区三级土壤面积将增加2~3倍,适耕土地面积将全面缩小;研究区因酸雨沉降和施肥等因素使土壤pH值下降的平均速率为0.106a-1,其中化肥施用的贡献率为89.62%。预警研究显示,目前研究区95%的水稻生产是安全的,但预测20a后研究区土壤质量退化明显,近70%安全土壤等级降为一般土壤,须报警土壤面积也将由目前的不足4%快速上升至27%。     

贵州喀斯特高原土地系统变化空间尺度综合的一个研究方案

"尺度"是认识世界和管理世界的一个重要视角,多尺度之间的相互关联是当前重要的学术前沿论题.尺度关联研究面临的主要问题是:①对scaling的理解不能局限于"尺度转换"或"尺度耦合",而需要对不同尺度的多种复杂关系("连通性")有综合的认识;②要正确认识尺度综合的目标,据此明确综合什么,如何综合;③解决尺度综合的方法不能仅从数学模型着手.以贵州喀斯特高原土地系统变化为研究案例,设计一个对贵州省域、乌江流域、猫跳河流域和若干小流域等多空间尺度土地变化进行综合的研究方案,力图为解决上述问题作出贡献.该案例研究针对土地管理可持续性决策多尺度协调的实际需求,以不同尺度之间"连通性"的判定为基础,重新厘定尺度综合在土地变化科学中的意义和内涵;以定性和定量相结合的途径,建立尺度综合的方法体系,包括基于尺度综合目标的土地变化及其驱动力和效应多尺度表征与数据协调方法,各尺度土地变化及其驱动力和效应之间"连通性"的发现与论证,土地变化及其驱动力和效应的多尺度综合集成;提供喀斯特地区土地变化格局、过程及其驱动力和效应的尺度综合研究案例,提供省域、省内大流域、中流域、小流域土地管理可持续性决策多尺度协调的依据和参数标准.     

Soil quality changes in land degradation as indicated by soil chemical, biochemical and microbiological properties in a karst area of southwest Guizhou, China

Not only the nutritional status and biological activity but also the soil ecological functioning or soil health has been impacted profoundly by land degradation in the karst area of southwest China where the karst ecosystems are generally considered as extremely vulnerable to land degradation under intensified land-use changes. The objectives of this study are to elucidate the changes in overall soil quality by a holistic approach of soil nutritional, biological activity, and soil health indicators in the karst area as impacted by intense cultivation and vegetation degradation. Topsoil samples were collected on selected eco-tesserae in a sequence of land degradation in a karst area of southwest Guizhou in 2004. The soil nutrient pools of organic carbon (C_org), extractable extracellular carbon (C_ext), total soil nitrogen (N_t), alkali-hydrolyzable nitrogen (N_ah), total phosphorus (P_t), available phosphorus (P_a) were analyzed by wet soil chemistry. The soil biological properties were studied by means of measurements of microbial biomass carbon (both by fumigation–extraction, FE-C_mic, and by calculation from substrate-incubation respiration, SIR-C_mic) of respiration [respiration without addition of substrates, basal respiration (BR), and potential respiration (PR) with substrate-incubation] and of soil enzyme activities (invertase, urease, and alkaline phosphatase). Soil health status was assessed by simple indices of C_mic/C_org and BR/C_mic in conjunction with bacterial community structures determined by polymerase chain reaction and denaturing gradient gel electrophoresis. While the nutritional pool parameters, such as C_org and C_ext, described basically the changes in soil life-supporting capacity with cultivation interference and vegetation declined, those parameters of biological activity such as FE-C_mic, SIR, and SIR-C_mic as well as bacterial community structures measured by molecular method evidenced well the changes in soil functioning for ecosystem health with the land degradation.     

Progresses and Prospects of the Research on Soil Erosion in Karst Area of Southwest China*

The karst area of Southwest China is suffering from serious ecological and environmental problems due to soil erosion while the research on soil erosion is not sufficient. Primary achievement was systematically reviewed in this paper in three aspects: erosion characteristics, current researches about erosion on different spatial scales, and key scientific problems. Based on the review, the authors figured out the shortcomings of the existing studies and pointed out the directions on erosion study in southwest China karst region. The results showed that: ① Due to the existence of a dual structure in karst environment including ground and underground erosion, the process of runoff and sediment production on slope scale and confluence and sediment transportation processes on catchment scale were more complex under the unique geological and hydrological backgrounds; ② At present, most researches about erosion mechanism in karst area focus on slope scale and some achievements on quantitative evaluation of erosion factors have been made. Continuous data with high quality about relationship between water and sediment on catchment scale is limited. When data is scarce, river sediment data can be used as an effective way to study soil erosion intensity and spatial-temporal variation in karst area; ③ It is more reasonable to use 50 t/(km²·a) as the grading standard of soil loss tolerance than the previous grading standard of soil erosion intensity. Given the complex relationship between rocky desertification and soil erosion, more quantitative studies about the effects of rocky desertification on soil erosion are still necessary. There are different viewpoints on soil leakage definitions, leakage mechanism and leakage ratios, and new breakthroughs could be achieved by combining different methods and matching multi-scales. In conclusion, in order to further reveal soil erosion laws and establish and revise available regional soil erosion forecasting models for Southwest China karst areas, synchronous test and monitoring on slope, watershed, and channel spatial scales are urgently needed. The results can provide theoretical and technical support for promoting soil and water conservation work for the karst area of Southwest China.     

北方岩溶区建设项目地下水资源论证概述

阐述了我国北方岩溶区地下水利用方面存在的问题,并在分析我国建设项目水资源论证制度的形成过程基础上,综述了国外关于地下岩溶水的研究进展和国内关于我国北方岩溶区地下水资源论证内容的研究进展,并对目前存在的地下水资源论证工作等级与取退水对周边影响分析等级的划分不协调、在取用水合理性论证方面,节水措施不具体等方面的问题进行了分析。     

鲁中南典型岩溶区岩溶水水化学特征及成因分析——以双村岩溶水系统为例

通过对2013年9月在双村岩溶水区域采集测试的18组岩溶水化学资料进行分析,探讨了该区地下水的水化学特征,并利用R型因子分析法对影响该区岩溶水化学组分的3个主要因素进行了研究,分析结果表明:弱碱性地球化学背景下地下水对包气带的离子类质同象替代作用影响着岩溶水中Mg2+、K+、F-,人为污染因素控制着Cl-、Na+、NO3-、SO42-,岩溶水中的HCO3-、Ca2+、p H值受岩溶碳汇因素所影响。以上3种因子可以解释双村岩溶区岩溶水水化学特征87.103%的成因。     

利用岩性及地层厚度推测喀斯特地区的风化成土量——以贵阳金阳地区为例探讨二叠系以上地层的成土能力

碳酸盐岩成土是喀斯特地貌发展及演化历史研究的关键问题。研究了贵阳市金阳地区碳酸盐岩风化成土剖面和红粘土层下基岩分布情况,结合该地区地层发育、厚度、岩性等特征,以及碳酸盐岩风化成土的经验数值,推算了研究区成土厚度。同时,根据理论成土厚度与实际保存红粘土厚度对比分析,确认目前保存下来的红粘土层是早更新世以来的第三个夷平期的产物,形成时间可能为4～13万年。现代碳酸盐岩上的红粘土层不仅由碳酸盐岩风化成土形成,而且很大一部分是由碳酸盐岩岩系中的碎屑岩夹层风化成土而来,同时侏罗系碎屑岩成土也占较大比例。因此,喀斯特环境中红粘土的形成及物质来源比较复杂,并非单一的碳酸盐岩风化成土。     

铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源初探:以福建罗卜岭隐伏铜钼矿床为例

地表微细粒土壤地球化学测量是国内研究较多的深穿透地球化学方法之一,判断地表异常与深部隐伏矿体的关系是未来该方法广泛应用的理论基础。以已知的隐伏矿床——紫金山罗卜岭铜钼矿床为研究对象,利用铜同位素示踪覆盖区地表土壤的异常来源。结果显示:(1)矿石单矿物的δ⁶⁵Cu变化范围较小(-0.04‰~0.56‰),指示较高的成矿温度(250~300 ℃);钻孔由深至浅,矿石的δ⁶⁵Cu值具有明显升高的趋势,符合斑岩型成矿系统早期至晚期铜同位素的变化特征,流体分馏是造成不同阶段形成的矿石铜同位素存在差异的主要原因。(2)背景区地表土壤铜含量的平均值(59.4 μg/g)显著低于异常区(131.0 μg/g)。背景区土壤δ⁶⁵Cu变化范围为-1.94‰~-0.82‰,平均值为-1.38‰;异常区土壤δ⁶⁵Cu变化范围为-5.01‰~1.05‰,平均值为-1.40‰,背景区和异常区铜同位素组成相差不大。(3)本次利用铜同位素组成判别地表介质铜异常来源的效果不理想,可能因为矿石本身的铜同位素组成存在差异,地表土壤本身的铜同位素信息覆盖了来自深部与隐伏铜矿体有关的信息,或从深部原生环境迁移至地表氧化环境的过程中,因氧化还原反应发生了铜同位素的分馏。     

The Impact of Human Activities on CO2 Intake by Carbonate Weathering: A Case Study of Conglin Karst Ridge-trough at Fuling Town,Chongqing, China

The chemical weathering can consume atmosphere/soil CO2. Human activities such as pollution, fertilization and acid precipitation have exerted a large impact on CO2 intake by carbonate weathering. Thus, based on the analysis on chemical component change of the karst groundwater in the karst ridge watershed of Conglin Village, Fuling District of Chongqing City, the influence of human activities such as fertilization, sewage discharges from mustard tuber processing, breeding industry and acid rain precipitation on carbonate weathering and CO2 intake in 1980, 2003 and 2006 was studied. The results showed that CO2 intake by carbonate rock declined with year. Because H+ derived from acid sewage discharge, fertilization and acid precipitation reacted with carbonate rock when mustard tuber production and swine breeding were developed fleetly after 2000 as well as the burning amount of high-sulfur coal augmented persistently, which led to the increase of (Ca2++Mg2+)/HCO3-. The difference on charge between Ca2++Mg2+ and HCO3- was balanced by NO3-+SO42-. The control on pollution and acid rain, especially the pre-neutralization of acid waste water, would rejuvenate the atmospheric CO2 intake strength of carbonate weathering besides the protection of water and soil environment     

贵州万山汞矿区稻田土壤汞的分布及污染特征

受历史汞矿开采活动影响,万山汞矿区稻田遭受了严重的汞污染.为了查明万山汞矿区稻田土壤的汞污染现状以及评估其环境质量改善情况,系统采集了受汞矿区影响的五条主干河流沿岸稻田土壤进行汞含量分析,评价总汞和甲基汞污染程度及其生态风险,并与2008 年以来该区域稻田土壤汞数据进行对比.结果表明,研究区稻田土壤的总汞含量为0.21...     

贵州喀斯特山区墓地利用管理初探--以毕节亮岩峰丛山地为例

通过对贵州亮岩峰丛山地的墓地进行调查和初步研究, 结果显示墓地在一定坡度上的特定地段有集中趋势,而喀斯特地区土体厚度则是影响墓地分布的重要因素之一.绝大多数墓地集中分布在日照较好、排水畅通、土体较厚的阳坡山麓地带,以占用质量较优的耕地为主.因此,在墓地利用管理实践中, 实施统一规划、集中管理,建立有偿使用制度、严格用地指标,加强墓地绿化,实施墓地园林化建设等措施,以期多元化开发利用墓地,有效保护耕地资源.