天津盐碱荒地农垦过程对土壤环境中微量元素的影响(I)

以天津盐碱荒地农垦过程为例,分析盐碱荒地农垦为水田种植水稻后土壤环境中微量元素的变化特征.结果袭明,随着垦殖年限的增加,Cd、As、Hg元素大量富集在0~20cm土壤中,其原因与污水泡田相关;Cu、zn、Mn等植物生长必需的元素在20~40cm的土壤中的含量高于O~20cm土壤中的含量,与0~lOcm土壤中这些元素有一部分已经被植物吸收有关,B的含量在Oh2Ocm中较高,与人工施肥有关.污水灌溉仍是农业生产中土壤微量元素变化的主要影响因素.     

长期施肥对土壤颗粒粘粒矿物组成及其演变特征的影响

在湖北省武穴市长期定位试验的基础上,取不同施肥处理(施氮磷钾处理/NPK,氮磷钾-秸秆配施处理/NPKS)和荒地(HD)的土样,分离其耕层土壤(0～20 cm)不同粒级(2000 nm与450～2000、100～450和25～100 nm三个粒级)的土壤颗粒,并分析各粒级颗粒中粘粒矿物组合和氧化物的差异,揭示不同施肥措施下农田土壤颗粒中粘粒矿物的变化特征。结果表明,不同施肥处理土壤粘粒矿物的组成一致,均以高岭石为主,并都含有蛭石、HIV(1.4 nm过渡矿物)和伊利石,且随颗粒粒径减小矿物从2:1型向1:1型过渡;与荒地土壤相比,施氮磷钾处理中伊利石和蛭石减少,HIV增加,而氮磷钾-秸秆配施处理中则是伊利石减少,蛭石和HIV增加。随粒径减小,3种土壤颗粒中SiO_2和Fe_2O_3含量逐渐降低,Al_2O_3含量逐渐增加,其中各粒级颗粒的硅铝率和硅铁铝率也逐渐降低;与荒地土壤比,施氮磷钾和氮磷钾-秸秆配施处理各粒级颗粒的元素组成无明显变化,而硅铝率和硅铁铝率却有明显提高。3种土壤颗粒中游离态铁、铝含量的顺序为HDNPKSNPK,与铁游离度的变化规律一致,但非晶形铁、铝含量和铁的活化度变化不明显。各形态铁、铝氧化物的含量均随粒径减小而逐渐增大,与铁的游离度和活化度的变化规律一致。     

葡萄种植区生态地球化学特征研究

本文在葡萄种植区分别采集了0～20cm、20～40cm、40～60cm的土壤样品,共计84件,并采集了灌溉水样品14件,开展了土壤环境质量评价和土壤肥力水平评价。在葡萄种植区开展的土壤地质环境调查显示,土壤环境较为清洁,八项重金属元素含量远远低于相关标准,土壤灌溉水中氟元素存在超标现象。对土壤中大量元素和微量元素进行的肥力评价显示,土壤大量养分肥力水平具有随深度增加而逐渐降低的趋势,微量养分在不同深度差异不大。由于葡萄属于深根作物,结合种植区土壤肥力水平,建议在施肥过程中加大施肥深度。葡萄籽实中富含硼、铁、钼等营养矿质元素,同时氟元素的含量也高于其他产地。     

洛川不同土地利用方式下土壤微量元素分布研究

以洛川苹果园与农田土壤为研究对象,分析不同土地利用方式下土壤表层和土壤剖面微量元素含量变化特征。结果表明:不同的土地利用方式对土壤微量元素含量变化的影响差异显著。苹果园表层土壤中Mn、Zn、Cu、As四种微量元素的含量均高于农田,微量元素的分异类型在苹果园和农田土壤中体现出明显的差异性;在苹果园与农田土壤剖面中,各微量元素的分布规律因元素种类而异。     

夏季黄土丘陵区不同土地利用方式土壤CO2分布特征及影响因素

为了解不同土地利用方式对土壤剖面CO2含量的影响,分析了吕梁山西侧黄土丘陵区不同土地利用类型（果树林地、大田作物地、荒地）土壤理化性质和不同深度的CO2分布特征及其影响因素。其结果表明:果树林地、大田作物地和荒地三种不同土地利用方式全磷、全钾含量差别不大,大田作物地土壤有机碳含量（2.95±1.19 g·kg-1）>荒地（2.63±1.36 g·kg-1）>果树林地（2.38±0.78 g·kg-1）,而大田作物地土壤无机碳含量（14.36±5.17 g·kg-1）>果树林地（14.16±1.32 g·kg-1）>荒地（12.40±4.04 g·kg-1）;同样,土壤全氮含量在大田作物地中含量最高,在其他两种土地利用方式中全氮含量大致相同。不同土地利用方式对土壤剖面CO2体积分数的影响较大,果树林地0～20 cm深度土壤CO2含量高于大田作物地和荒地,其原因:一方面为果树林地地表调落物较多,表层有机碳积累较多,在微生物分解作用下,形成了大量的CO2,另一方面,果树林地人为扰动小,而大田作物地人为扰动较大,土壤 CO2浓度更大程度上取决于农田的耕作管理措施和种植作物的品种。三种土地利用方式在土壤 80 cm 处土壤CO2含量均突然下降,其原因可能为雨水下渗吸收了土壤CO2 后与下部碳酸盐矿物发生作用,即碳酸盐矿物的溶蚀过程消耗吸收土壤CO2。土壤温、湿度也影响了土壤CO2的产生,但相关性均不显著,其原因为研究区土壤呼吸对温度响应高度依赖于土壤含水量,土壤CO2的产生速率更多受水热因子耦合作用的影响。      

贵州麻江蓝莓种植区基岩-土壤剖面元素地球化学特征

本文对麻江蓝莓核心产区种植剖面的地球化学特征进行分析,选取与蓝莓生长关系密切的K、Ca、Na、Mg、Fe、Al、Mn、Mo、Co、V、Se、Cr、Cu、Zn十四种元素作为研究对象,结果表明:土壤中元素的地球化学特征受植物根系、外援施肥、自然气候、土壤理化性质及母岩等多种因素影响。黏粒含量高的土壤剖面元素移动性较差,含量变化程度小。Se在垂直方向上的含量变化规律主要受土壤有机质含量影响,其他元素地球化学特征主要与母岩风化和淋溶作用等因素有关。基岩产状影响土壤元素在垂直方向上的变化,产状平缓的剖面各元素在下层累积较高,而基岩产状倾斜的剖面底层土壤元素随水流失,元素含量最高值大多都出现在次底层。剖面土壤中元素的地球化学特征与自然气候、土壤理化性质及母岩等因素有关,耕作层土壤元素主要受植物根系和外援施肥影响。     

江苏省土壤元素地球化学基准值

土壤元素地球化学基准是指自然环境中土壤元素正常含量,属于土壤固有的化学组成与结构特征。江苏省现有国土面积约102 600 km2,至2007年已经完成全省1∶250 000多目标区域地球化学调查。按照4 km2采集1个样品、采样深度150～200 cm,16 km2分析测试1个组合样,共获得全省6 127个代表自然环境土壤之样品的52个元素与TOC含量的数据,剔除异常含量数据后,以平均含量代表全省土壤元素地球化学基准值、"基准值±1.5或2倍标准离差"表示元素基准值变化范围,获得了江苏省土壤52个元素及TOC的地球化学基准值,为土壤环境评价等提供了基础资料。结果表明:(1)全省土壤大多数元素含量数据不服从正态分布,但剔除异常数据后对平均含量影响不明显;(2)人为活动因素导致江苏土壤的Cd、Hg、Se、N等元素在地表20 cm以上深度发生显著富集,给建立土壤元素地球化学基准值增添了新的难度;(3)成土母质、土壤成因类型与地貌等差异是影响江苏土壤元素含量分布的基本要素。     

皖北潮土与砂姜黑土锌含量分布及影响因素

1∶25万多目标地球化学调查发现皖北存在大面积富锌潮土,土壤锌含量分布规律、生物有效性及其影响因素研究对发展富锌农业具有重要意义。通过研究皖北潮土与砂姜黑土0～20 cm深度表层土壤和0～200 cm深度剖面土壤中Zn含量分布特征、赋存形态、生物有效性及其影响因素,结果表明：潮土中全Zn含量丰富,有效Zn以中等为主,砂姜黑土中全Zn总体较缺乏,有效Zn较丰富;潮土中全Zn与Mn、有机质、P呈显著正相关,潮土及砂姜黑土中有效Zn均与有效P呈正相关,与pH值呈负相关;潮土与砂姜黑土区内0～200 cm深度各层位土壤中Zn均以残渣态为主,潮土区耕层土壤中易被植物吸收的水溶态和离子交换态Zn含量之和占全锌的0.29%,铁锰氧化物结合态Zn占23.62%;全Zn在0～85 cm深度土壤中明显富集,主要受土壤P和Mn制约;砂姜黑土区内耕层土壤中水溶态和离子交换态Zn含量之和占0.41%,0～200 cm深度土壤中全Zn含量变化较小。通过本次研究可知,研究区内潮土全Zn含量丰富,有效Zn以中等为主,有效Zn含量主要受土壤pH值制约,因此施用调理剂降低土壤pH值是提升全锌含量丰富的潮土中Zn生物有效性...     

典型石漠化区不同种植年限桃树下土壤微量元素变化特征

为明确石漠化地区不同种植年限果树根系表层土壤微量元素的变化特征,选择桂林市恭城县大岭山村同一农户的不同种植年限桃树（2 a、10 a、20 a）各5棵,以撂荒地（0 a）作为对照,对土壤微量元素铁、铜、锰、锌、硼的全量及有效态变化规律进行研究,并探讨理化性质与微量元素有效态的相关性。结果表明:（1）研究区除全铁的变异系数小于10%,铜、锰、锌、硼的全量及有效态均为中等变异;（2）土壤铁、铜、锌、硼全量种植0~2 a间均增加（P<0.05）,种植2~10 a则下降（P<0.05）,种植10~20 a间铁元素随年限增加而下降（P<0.05）,其余研究元素全量均表现为增加趋势;（3）有效铁、锌、硼在种植0~10 a先增加（P<0.05）,种植10~20 a均有明显下降趋势,有效锰在0~20 a间趋势则与其他元素相反,并且与全量锰保持一致性,因此种植10 a是果树土壤微量元素变化的转折点;（4）不同种植年限果树根系土壤性质的改变（pH值、有机质、全磷的变化）是微量元素有效态含量随时间变化的主要内在原因,而人为活动如施加有机肥是外在原因。在种植10 a后,应重视微肥的施加。      

黑龙江省拜泉地区典型黑土剖面元素地球化学特征及其环境指示意义

地表中元素的地球化学行为与自然环境密切相关,土壤中元素分布的变化记录了其形成时的环境特征.以拜泉地区典型黑土剖面为对象,对其常量、微量元素的分布规律及其蕴含的环境信息进行研究,探讨了研究区土壤剖面风化程度及剖面形成过程中气候演化特征.结果表明,拜泉土壤剖面常量元素含量除SiO₂和Na₂O外,总体上高于东北平原平均值;化学蚀变指数（CIA）平均值为58,硅铝铁率（Saf）值较高,属于弱风化强度.植物生长所必需的微量元素N、P、S、Mn、B、I、Ge、Se和Mo等在温暖气候条件下,在表层和淀积层积累,含量较高,在淋溶层和母质层含量较低;寒冷干燥条件下,在表层积累.金属微量元素与Fe元素具有较强的相关性,说明其垂向组分不仅受气候条件控制,同时受常量元素控制.常量元素迁移规律表明,剖面腐殖层土壤成熟度高,成土过程中以温暖湿润气候为主;淀积层可能处于脱Na、Ca阶段,成土过程中气候相对寒冷干燥.     

广西桂平市土壤中元素的有效态研究

通过对桂平市1037个土壤样品的B、Co、Cu、Mn、Mo、P、Pb、Zn、N、S、pH和有机质分析。结果表明,土壤pH平均值为5.49,为酸性土壤,土壤中元素含量分布极不均匀,Pb、Mn、S、Mo元素有效量较高,而S、N、K2O等在该地区土壤环境中活性程度和可被植物吸收利用的程度较低。微量元素在自然土中的有效度是最高的,在任何土壤中其有效度均受到不同程度的人为活动影响。部分元素全量是其有效量的重要影响控制因素,有机质增加有利于Mn、Cu等元素的活化,提高其生物有效量。多数元素有效度与pH值有关,土壤酸碱度对P、Mn、Pb、S的影响相对明显,土壤pH值和有机质对其他元素也有一定影响。     

江西德兴铜矿区大坞河流域环境介质中Cu含量变化趋势

以2004年和2011年江西德兴铜矿开采区影响的大坞河流域共计140件水、土、底泥及种植物样品中Cu的含量为研究对象,参考国家标准对大坞河流域不同河段Cu污染进行评价,研究不同环境介质中Cu含量随时间变化的规律,并且探讨种植物中Cu元素的来源。研究表明,从空间上看大坞河源区和上游的样品超标率最高,分别达到70.3%和90.9%。7年间研究区环境介质中的Cu元素总体是趋于恶化的,除地表水和土壤中Cu含量有所降低外,其他环境介质中的Cu含量都有所增加,最明显的是2011年小白菜中的Cu元素含量是2004年的11.68倍。与种植物密切相关的地表水和对应土壤中Cu元素的变化规律存在较大差异,据此推断其Cu元素来源与元素形态、大气干湿沉降等因素有关。     

湖州市不同土壤重金属的污染现状

湖州市是主要的农产品基地，其主要土壤类型有四种，即黄泥土、青紫泥、白泥土和湖松土。样品分析表明重金属元素在黄泥土和青紫泥中较高，白泥土和湖松土中较低。大多数重金属元素相对下蜀土是富集的，超过自然背景值的元素有Cu,Cd及部门土壤中的Pb和Hg。有机质、pH值和Eh值对重金属的含量和化学形态有影响，有机质愈高，重金属的含量愈高；pH值接近中性，重金属的含量亦高。土壤的氧化条件可使大多数重金属变为高价离子，它们的化合物活性较低，但Cr^6 易被植物吸收。湖州土壤中重金属的高值点与工业污水排放和大气沉降有关。土壤中对农作物有危害的重金属元素为Cd和Hg，局部地方为Pb。     

地表微量元素含量对环境及农业的影响

本文利用1：20万区域化探资料，研究了微量元素在土壤和水系沉积物中的分布，明确了元素含量在水系沉积物中基本能反映土壤中元素含量的变化趋势。通过研究微最元素含量分布对人体健康及农作物的影响，确定了Γ、Cu、Sn、MgO、Be、Mn、Ni、Sr、Cd等元素过剩或缺乏与地方病的关系，明确了Zn、Cu、Mo、P、K_2O、Mn等元素对农作物产量的影响。对区内与地球化学环境直接有关的疾病进行了预测。     

桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面钙镁形态迁移对比

文章以桂林典型岩溶区和非岩溶区土壤剖面为研究对象,采用改进的Tessier元素形态连续提取法,测定岩溶区和非岩溶区土壤钙（Ca）和镁（Mg）元素离子交换态（包括水溶态）、碳酸盐结合态、腐殖酸结合态、铁锰氧化物结合态、强有机质结合态（包括部分硫化物）和残渣态等形态,探讨岩溶区和非岩溶区土壤Ca、Mg形态在土壤剖面中的迁移变化特征。结果表明:（1）岩溶区石灰土剖面中,随剖面深度加深,pH值增大,而土壤有机质、全氮（N）、全磷（P）含量减少,Ca元素主要以交换态存在且在各土壤剖面中含量相近,Mg元素主要是以残渣态赋存在土壤剖面中,随着土壤剖面深度腐殖酸结合态百分比减少,存在累积现象;（2）在非岩溶地区酸性土壤中,土壤总钙较低。在土壤剖面0~60 cm以强有机结合态为主,深层剖面（大于60 cm）以残渣态为主;Mg元素有效态含量较低,非岩溶区土壤Mg元素以腐殖酸结合态和残渣态为主,与岩溶区土壤类似,非岩溶区Mg元素在土壤中也存在一定累积。      

根据土壤颗粒组成推算土壤中微量元素的含量

本文对山西２５５个土壤样品（Ａ层）中的１２种微量元素含量与土壤颗粒（１．０～０．０１ｍｍ和０．０１～０．００１ｍｍ）含量分别进行相关分析，结果表明，上述绝大多数元素的含量与土壤颗粒含量之间呈显著相关性。同时将１２种元素的含量分别与上述两组土壤颗粒含量进行回归分析，得出各元素的推算模型。以此模型，即根据１．０～０．０１ｍｍ或０．０１～０．００１ｍｍ土壤颗粒含量，推算出土壤元素的含量。经验证，其推算结果与元素的实测值基本一致。     

地表微量元素含量对环境及农业的影响

本文利用1:20万区域化探资料,研究了微量元素在土壤和水系沉积物中的分布,明确了元素含量在水系沉积物中基本能反映土壤中元素含量的变化趋势。通过研究微最元素含量分布对人体健康及农作物的影响,确定了Γ、Cu、Sn、MgO、Be、Mn、Ni、Sr、Cd等元素过剩或缺乏与地方病的关系,明确了Zn、Cu、Mo、P、K₂O、Mn等元素对农作物产量的影响。对区内与地球化学环境直接有关的疾病进行了预测。     

赣南大余地区农田土壤As、Cd元素化学形态含量分析

通过分析赣南大余地区农田土壤As、Cd元素化学形态含量,研究土壤中As、Cd元素形态含量特征和垂向变化、全量与形态含量的相关性。研究表明,赣南大余地区农田生态系统中土壤残渣态As、离子交换态Cd含量分别为22.14mg/kg和0.437mg/kg,分别占其总量的76.88%和54.97%;异常区表层土壤As、Cd元素的活动态百分比含量分别为4.03%和70.29%,分别高出对照区1.55倍和0.61倍;受污灌或洪水漫淹的农田土壤中As、Cd元素活动态含量具有垂直分布特征,其在0~20cm的表层土壤中富集显著,而20cm之下的土层含量有不同程度的下降。随表层土壤As、Cd元素总量增加,残渣态As和离子交换态Cd的百分比含量增加,而其它形态的百分含量下降或无显著变化。     

安徽江淮地区土壤微量元素分布特征及成因分析

多目标区域地球化学调查作为生态地球化学调查的基础工作,以快速查明表层土壤及其背景地球化学元素分布为目的.本文以安徽江淮地区多目标区域地球化学调查结果为基础,对安徽江淮地区耕地土壤及其母质中主要元素分布特征及其成因进行了分析研究,结果得出:(1)大多数地区表层土壤微量元素含量与深层具有一致性和继承性;(2)各地土壤微量元素分布特征主要受成土母质类型控制,说明其成因与成土母质和成土过程等因素有关;(3)耕地土壤微量元素含量的变异受施肥、灌溉和耕作方式等人为因素影响较大,且存在较大的地区差异性.     

再生铅工业园周边土壤重金属分布特征及来源解析

通过对安徽再生铅工业园周边0～20 cm深度的表层土壤及0～300 cm深度的剖面土壤中重金属含量、分布特征、赋存形态的研究及来源解析,发现土壤中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni及Zn含量平均值分别为300.4 ng/g、39.45 ng/g、12.22 mg/kg、42.5 mg/kg、75.4 mg/kg、28.5 mg/kg、33.5 mg/kg、74.1 mg/kg,富集元素主要有Cd、Pb及Hg,其中土壤Cd、Pb富集明显受工业活动影响,Hg富集与工业活动无关。土壤Cd明显富集面积为21 km~2,影响深度为65 cm。土壤Pb明显富集面积为12 km~2,影响深度为20 cm。土壤Hg普遍为中度富集,富集深度为0～65 cm。土壤中Cd以碳酸盐结合态为主,其次为铁锰氧化物结合态,Pb以残渣态、铁锰氧化物结合态为主。Cd的碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态、Pb的残渣态和铁锰氧化物结合态均与其全量呈显著正相关。研究区土壤环境质量较好,仅有9.5%样点Cd含量与5.4%样点Pb含量超过了《GB 15618—2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》规定的污染风险筛选值。