典型黑土中有机质和养分元素的变化分析

依据2003-2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果,选择黑土类型土壤样本6553件,研究典型黑土中有机质及养分元素碳、氮、硫、磷、钙、钾、铁、镁、锌、铜、钼、锰、硼的变化特征.发现典型黑土中有机质结构性元素碳、氮、硫、磷以及铜、镁、铁、钙元素的含量变化与有机质的变化具有正相关性.养分元素含量的变化与成土母质和土壤类型关系密切,如锰在黑土中含量普遍偏高.中国土壤以及松辽平原土壤的宏观背景是典型黑土中钾偏高和钼、硼偏低.生物气候带是影响有机质和某些养分元素变化的重要因素.温带-寒温带的气候条件影响着土壤的物理性质和化学性质,如粒级、黏粒性、酸碱性,进而影响元素含量的变化.     

黑龙江海伦地区垦殖前后典型黑土剖面主要养分元素垂直分布特征

垦殖前后典型黑土主要养分元素特征研究对东北黑土资源的可持续利用和保护东北大粮仓具有重要作用.在松嫩平原东部海伦地区对比研究了典型黑土区40年间土地利用未发生改变的地区（本次对比研究林地和耕地）,布设了4条典型黑土剖面,对垦殖前后典型黑土剖面中土壤肥力的主要指标元素（有机质、全氮、全磷、C：N及pH值）分别对比分析.结果表明：有机质、全氮、全磷含量表现为随土壤深度急剧下降—缓慢下降—基本稳定的变化趋势;垦殖虽然改变了各土层土壤中养分元素的含量,但是并未改变其随土壤深度的变化规律;垦殖在一定程度上影响了表层黑土土壤的pH值,导致耕地表层黑土土壤慢慢酸化.研究结果可为黑土资源的可持续利用、保护及修复提供科学依据.     

地层岩性对植物群落分布特征的影响

地层岩性是生态地质环境条件的重要组成部分,查明不同岩性对生长在其上植物群落的影响,对生态保护和生态修复具有重要意义。以江西赣州市相同地貌条件和气候条件下的岩石、土壤、植物群落为研究对象,通过对植被和土壤开展全面调查与采样分析,探索了岩石-土壤-植物群落间的对应关系。分析了不同成土母岩衍生的土壤在粒度组成、化学成分、物理性质等方面的特征,揭示了地质背景条件与植物群落分布的关系。结果表明: ①成土母岩岩性、土壤质地、土壤pH值、土壤养分、土壤中主量和微量元素含量的差异是影响植物群落分布的重要因素; ②研究区各岩性区的土壤养分含量从高到低为变余杂砂岩区土壤>粉砂岩区土壤>砂砾岩区土壤>长石石英砂岩区土壤>花岗岩区土壤。     

苏中地区县域农田土壤肥力综合评价——以江都市为例

根据模糊数学和多元统计分析原理,利用加乘法原则对苏中地区典型县域(江都市)农田土壤肥力水平进行了定量综合评价。评价结果显示,研究区土壤氮、有机质总体相对较丰富,而磷、钾则较缺乏,与1982年江都市土壤普查数据相比,土壤全氮、有效磷、速效钾、有机质含量有所增加,仅全磷在减少,说明近20年来研究区土壤肥力质量整体有所提高;综合肥力质量以中等和中等以上水平为主,北部综合肥力质量明显好于南部。成土母质、土壤质地、种植结构、施肥管理等是影响评价区土壤肥力质量的主要因素。研究区局部土壤钾、有机质总体含量不足,建议该地区在施用氮肥、钾肥的同时,还应增施有机肥和磷肥。     

东北黑土区黑土层厚度的时空变化

黑土层厚度是评价东北黑土区土壤质量的重要参数,但其厚度的空间分布及多年变化情况仍然不够明确.针对东北黑土区第二次土壤普查的61处典型土壤剖面进行了现状实地调查,并对黑土层厚度变化进行了对比分析.结果表明:近40年来,东北黑土区黑土层厚度平均减少了12cm,平均减薄速度为0.32cm/a.四省(区)黑土层减薄厚度具有显著差异,表现为吉林(23.65cm)>辽宁(11.83cm)>内蒙古(10.33cm)>黑龙江(6.83cm).吉林省黑土层减薄厚度和比例最大,生态风险最为严峻.吉林省黑土层厚度变化值与气温升高值呈显著的负相关关系,表明随着气候变暖,土壤有机质下降明显,黑土层的厚度也呈减薄趋势.研究表明,水蚀作用也是黑土层厚度减薄的重要影响因素.未来应加强黑土层厚度判定和黑土层厚度空间制图等方面研究,对指导黑土地保护利用具有重要意义.     

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...     

长春市黑土城乡交错区重金属地球化学特征及生态风险评价

以位于东北典型黑土区的长春市城乡交错区为研究区,以土壤-作物系统中Cu、As、Pb和Zn为研究对象,采用Pearson相关性分析及土壤和作物综合质量指数对土壤-作物系统地球化学特征及生态风险进行评价。结果显示,表层土壤重金属存在明显的积累现象,作物籽实重金属含量均未超标,作物籽实对土壤中Zn和Cu的吸收富集能力显著高于As和Pb。不同重金属在土壤-作物系统中的迁移能力不同可能与作物种类、pH值、有机质、N、P和K₂O含量有关。作物重金属生物富集系数空间分布特征与作物籽实重金属含量空间分布特征相似,与土壤重金属含量空间分布特征存在显著差异。IICQ介于0.13～4.44,均值为0.62。研究区耕地土壤环境质量整体良好,仅中部存在小范围呈圈层分布的风险区域。     

黑龙江省海伦市农耕区土壤硒分布特征及影响因素

海伦市是黑龙江省耕地面积最大的县市,为了研究海伦市农耕区土壤硒的分布特征及影响因素,在海伦市农耕区采集了15 608件0~20 cm表层土壤样品和976件150~200 cm深层土壤样品,分析了土壤全硒含量、形态等土壤化学指标。结果表明,表层土壤硒元素含量在0.02~0.87 mg·kg^-1之间,平均含量0.29 mg·kg^-1,93.87%的农耕土壤为足硒土壤,4.99%的土壤为富硒土壤,几乎不存在硒潜在不足和缺硒土壤,无硒中毒地区。不同土壤类型的硒元素平均含量由高到低依次为水稻土>黑土>草甸土>风沙土>暗棕壤。相关分析结果表明:影响研究区土壤硒含量的主要因素是土壤pH、有机质和成土母质,土壤中硒元素赋存形式以有机结合态为主,土壤总硒、有机质、pH也是影响硒有效性的主要因素。     

土壤热导率的研究现状及其进展

土壤热导率是重要的土壤热参数之一, 在下垫面土壤热量的传输中起到重要作用; 同时也是区域气候模式、 陆面过程模式中重要的输入参数, 在预估未来气候变化等方面也具有重要作用. 根据国内外的研究现状, 评述了土壤热导率的影响因素和模拟方案. 其中, 土壤质地、 温度、 含水(冰)量和孔隙度等是影响土壤热导率的主要因素, 特别在研究冻土时需重点分析含冰量的变化. 结合影响因素, 比较分析了典型的国内外计算土壤热导率的模型, 得出这些模型多适用于模拟常温下的热导率, 低温条件如青藏高原冻土区模拟结果并不理想. 因此, 多年冻土区土壤热导率的研究多基于观测资料计算或使用陆面模式中的参数化方案估算, 但因多年冻土内部水热传输过程的复杂性, 青藏高原多年冻土区热导率的模型模拟仍需进一步研究.     

土壤—农产品系统中重金属含量关系的影响因素分析

针对浙江省主要粮食、油料大宗作物以及蔬菜、茶叶等各类典型经济作物,选择典型种植区开展了农产品及根系土壤调查,根系土壤样测定了土壤有机质、酸碱度及十多种重金属元素含量,农产品样测定了十多种重金属元素含量。采用分类统计、相关分析、含量分布散点图等方法,研究了农产品与土壤中重金属含量关系。结果表明,作物种类是决定农产品重金属含量的最主要因素;农产品与土壤中重金属含量总体上具有共消长的趋势;土壤有机质、pH值是影响作物对土壤重金属吸收累积的重要环境因素;作物样品采集、加工和分析过程中沾污问题可能会对土壤-农产品重金属含量的相关性产生较大影响。     

典型黑土地土壤有机质含量空间变化特征研究——以绥化市北林区为例

以20世纪80年代第二次土壤普查时期黑土有机质分析数据为基准,以目前土地质量地球化学调查土壤有机质分析数据为研究对象,利用MapGIS空间分析功能定量研究绥化市北林区黑土地土壤有机质含量的空间变化特征.研究结果显示,近30 a以来研究区土壤有机质含量由41.16×10^-3下降到37.68×10^-3,土壤有机质流失率达8.45%;20世纪80年代研究区土壤有机质含量在35×10^-3~45×10^-3的面积占研究区总面积的73.93%,而目前研究区土壤有机质含量在30×10^-3~40×10^-3的面积占研究区总面积的70.24%;研究区82.1%的土地面积土壤中有机质呈现出不同程度的减少,仅有17.9%的土地面积土壤中有机质呈现出增加的趋势;研究区黑土地以轻度和轻微土壤有机质流失程度为主,仅在张维镇和四方台镇中南部、秦家镇中西部以及连岗乡中北部等局部地段土壤有机质流失程度达中度和重度,这为精准施策开展黑土地土壤有机质流失治理提供了科学依据.     

诸广—九嶷地区富铀矿的水成叠加作用初探

诸广－九嶷地区富铀矿床的典型沥青铀矿,明显地表现出低落曙浅成的晶胞参数、含氧系数等标型特征及矿石放射性同位素特征,表明富铀矿区的铀成矿作用是在原生热液成矿作用的基础上叠加有后生水成（淋积）作用。富铀矿区黑色岩系中过成熟及石墨化的有机（碳）质,为铀的水成（淋积）成矿提供了优越的环境。     

干旱-半干旱区兰州兴隆山现代森林典型植被和土壤中类脂物分子特征及其意义

利用GC－MS对西北干旱区-半干旱区兰州兴隆山森林区典型植被与现代土壤样品中可抽提的类脂物进行了系统分析,检测出包括正构烷烃和α正构脂肪酮等一系列类脂物分子化石。在未进行族分离的情况下,检出兴隆山现代森林木本植物的正构烷烃以C₂₇或C₂₉为主峰,草本植物则以C₃₁为主峰;  土壤样品中均保留有很强的、几乎均势的C₂₇,C₂₉和C₃₁信号; α正构脂肪酮具有明显的奇碳优势,植物中以C₂₃,C₂₅或C₂₉为主峰,土壤样品以C₂₇或C₂₉为主峰;  其反映的信息是植被与微生物共同作用的结果。本研究为理解现代土壤和古土壤中类脂物所指示的植被信息、进一步探讨类脂物分子在植被(有机质)-微生物-土壤-湖泊沉积体系中存在与相互转换关系这一基础理论问题提供了科学资料。同时,为分子化石分析方法的改进和不同处理过程所得数据之间的对比和科学解释提供资料。     

有机质在中国东北部森林沼泽区化探异常追踪和查证中的应用

在东北森林沼泽区的几个矿区(点)上,通过以泥炭、腐殖层土壤为采样介质的区域化探异常追踪查证方法技术试验研究,发现Au、Ag、Cu、Pb、Zn等主要成矿元素的测量结果与水系碎屑沉积物、残坡积物的基本一致,对矿体均有良好的反映.研究结果表明在这类景观区化探找矿工作中有机质是可以利用的.     

Bio-organic Geochemical Characteristics of Gold Deposits in Northwestern Guangxi and Their Metallogenetic Significance

The gold deposits of Triassic period in the northwestern Guangxi are all located in the marine, fine-grained ,fragmental rock series containing organic matter , i.e. the distribution districts of black rock series . The fine-grained gold deposits occur in organic matter-bearing C, D, E, or D, E divisions of the classical Bouma sequences. The evolution degree of organic matters through oil window stage reached the over-mature degree. Both the bio-sources of the organic matters and the distribution of gold in the organic matters disclose the close association between gold, living beings and organic matters. The thermal evolution of organic matters led to the gold to be activized , migrated and enriched , and finally formed gold deposits in the fault belt and crushed zone of black rock series.     

东北地区黑土退化地球化学指示与退化强度

利用东北地区土地质量地球化学调查数据,分析探讨了黑土不同退化类型的地球化学指标变化,并与20世纪80年代对比分析了黑土下降的面积和强度.结果显示,有机质下降和盐碱化是黑土退化的关键因素,在有机质缺乏区和碱性土壤区,土壤C/N值均小于10.0,且全氮、全磷、全硫、有机碳等指标间呈现弱相关性,而代表黏粒的铝、铁氧化物或指标与易被这些物质吸附的微量元素仍保持“生命共同体”特点.对比海伦及公主岭地区不同时期土壤锌、钼等微量元素含量,显示锌、钼等微量元素含量10年来均明显下降,表明在黑土有机质流失以及土壤盐碱化过程中土壤全氮、全磷、全硫以及锰、锌等营养元素在一定程度上随之流失.自20世纪80年代以来,松辽平原区土壤有机碳减少面积达54.45%,有机碳减少了131 Mt,其中向大气释放碳数量为26.2 Mt.在开垦相对较晚的黑龙江省,黑土有机碳下降程度最强,由北向南随着开垦程度增强,有机碳下降程度反而相对较小,体现随着开垦程度增强,有机碳不断趋于平稳的过程.通过统计及对比研究认为,在研究黑土退化及黑土开发保护过程中既要重视人为活动导致的土壤养分流失,也要重视黑土向强酸、强碱化发展的趋势.     

东北黑土地地球化学调查研究进展与展望

东北黑土地是世界四大黑土区之一,以高有机质和高肥力而著称,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的地位.东北平原大地构造位置上属于欧亚板块大陆边缘活动带,经历了多期复杂地质作用和环境演化过程,逐渐形成如今的黑土地.黑土矿物组分主要包括伊利石、蛭石、高岭石和蒙脱石.黑土地被开垦后农田化过程中存在黑土退化、地质调查方法不统一、基础地质研究薄弱、综合研究不足等主要地质问题.目前主要通过土地质量地球化学调查、遥感等技术手段,已在黑土地质量状况、土地质量限制因子及其交互作用机理、黑土形成时代及其环境、黑土地关键带天-空-地一体化调查方法、富硒土地资源筛选等领域取得重要研究进展.今后地质工作者应在长观基地监测与国际联合公关、黑土地修复地质方案研究与实践、元素地球化学循环机制研究、黑土形成演化理论、土地资源“双评价”技术方法等方面加强探索及综合研究,确保黑土可持续利用.