土壤的特征范例6篇

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土壤的特征

土壤的特征范文1

關鍵詞: 刈割;草甸草原;群落特征;土壤微生物;土壤酶活性

中圖分類號:S812.8 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2015)15-3617-03

Abstract: In the meadow steppe, taking the Leymus chinensis community and Stipa baicalensis community in Hulunbeier as the research sample, the community characteristics, soil microorganism and enzyme activity in mowing disturbance were studied. The results showed that the interference of cutting to Leymus chinensis communities was small, the four index of α diversity of Plant community were higher, the species diversity was more abundant and the growth situation was relatively better than that of Stipa baicalensis community. The number of microorganisms in different mowing areas showed the same trend:bacteria>actinomyces>fungi (P 10~20 cm. The soil depth of urease, catalase, invertase activities in 0~10cm was higher than that in 10~20 cm. The correlation analysis indicated that the α diversity of plant community was positively related to soil microorganisms and soil enzyme activities (P

Key words: meadow steppe; mowing; community features; soil microorganism; soil enzyme activity

不論是天然草地、人工草地還是退耕后新建的草地,除發揮其生態功能外,其主要目的在于利用。草地的利用方式主要有放牧和割草兩種。對于北方溫帶草原而言,放牧和刈割是草場利用和管理的主要方式,同時也是兩個主要的人為干擾因素。由于牧草生產季節不平衡,刈割相對于放牧而言,對于解決牧草生產季節不平衡的問題,確保家畜越冬營養需要起著重要的作用。在廣大牧區,割草地收獲的干草是解決牧草供給季節不平衡的重要手段,也是冬春期間抗災保畜,減少春乏損失的主要措施。

研究在刈割干擾下呼倫貝爾草甸草原羊草和貝加爾針茅群落特征、土壤微生物與酶活性的變化,并進行比較分析,在刈割條件下羊草群落和貝加爾針茅群落哪個生長情況更好,更適合刈割,產量更高等,對于草原的保護和合理利用,草原自然保護區的建設等都具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

采樣地位于呼倫貝爾市陳巴爾虎旗草甸草原。位于49°33′49.4′′-49°43′20.8′′N、118°50′15.7′′-118°58′21.2′′E,海拔695~787 m。屬于中溫帶半干旱大陸性氣候,冬季嚴寒漫長,夏季溫暖短促,年均氣溫-2.6 ℃,最高、最低氣溫分別為38.4 ℃和-49 ℃;年積溫1 580~1 800 ℃,無霜期110 d;年平均降水量350~450 mm,多集中在7~9月且變化較大。草原類型是以羊草(Leymus chininse)p貝加爾針茅(Stipa baicalensis)分別為建群種和優勢種構成,主要伴生種有硬質早熟禾(Poasphondy lodes)p蓬子菜(Galium verum)等。

1.2 試驗設計

1.2.1 樣地設置 根據利用方式不同,將樣地分為放牧和刈割兩個區,再根據建群種不同將每個區劃分為羊草群落(YD)和貝加爾針茅群落(BD)。本研究只對刈割區的羊草群落和貝加爾針茅群落進行研究,刈割區屬于常年正常刈割3年以上,羊草群落和貝加爾針茅群落分別以羊草和貝加爾針茅為建群種。每個群落各設一個樣帶,每個樣帶長100 m,寬2 m,在每個樣帶中隨機取面積為0.5 m×0.5 m的樣方,重復15次。

1.2.2 植物調查與取樣 2012年8月中旬,草原植物群落生物量達到高峰期時,在呼倫貝爾草甸草原刈割草場的羊草群落和貝加爾針茅群落各選取一個樣帶進行調查與取樣。野外植被學調查采用常規調查法[1]。植物多度采用計數法測定、植被蓋度采用目測法測定、用直尺測量每個物種的自然高度、地上生物量測定,齊地面剪取莖葉,然后分種計數并稱取鮮重后,裝入紙袋中自然晾干,稱其干重。

1.2.3 土壤樣品采集 在采取植物樣本的同時采取土壤樣本。每個樣地內用9 cm土鉆隨機選10個樣點,每個取樣點之間間隔10 m,分層取0~10 cm、10~20 cm土壤樣品,同層土樣混合均勻,試驗設3次重復。將土樣保鮮帶回實驗室立即進行試驗,用于土壤微生物和土壤酶活性的測定。

1.2.4 土壤微生物種群數量測定 細菌、放線菌和真菌的活菌計數培養基分別為牛肉膏蛋白胨培養基、高氏1號培養基、孟加拉紅培養基,方法參考文獻[2]。

1.2.5 土壤酶活性的測定 脲酶用靛酚藍比色法測定,酶活性以24 h后1 g土中NH4+-N 的毫克數表示;轉化酶采用3,5-二硝基水楊酸比色法測定,酶活性以24 h后1 g土中葡萄糖的毫克數表示;過氧化氫酶采用高錳酸鉀滴定法,酶活性以每克土壤滴定所需0.1 mol/L KMnO4的毫升數來表示[3]。

1.2.6 數據處理

1)重要值。植物群落物種重要值計算公式為:重要值=(相對高度+相對密度+相對蓋度)/3

2)植物群落α多樣性 物種α多樣性指數包括:Margarlef豐富度指數(Ma)、Shannon-Wiener多樣性指數(H′)、Simpson多樣性指數(D)和Pielou均勻度指數(Jp)。

3)數據分析 采用Excel 和SAS 9.13 軟件進行數據分析和作圖。

2 結果與分析

2.1 植物群落數量特征分析

2.1.1 群落蓋度變化 群落蓋度分析結果顯示,兩個群落之間無顯著性差異,貝加爾針茅和羊草的群落蓋度大致相同,相差不大(P>0.05)。貝加爾針茅群落高出羊草群落2.090個百分點(圖1A)。

2.1.2 群落高度變化 群落高度方差分析結果顯示,兩個群落之間無顯著差異,貝加爾針茅和羊草的群落高度大致相同,相差不大(P>0.05)。貝加爾針茅群落高出羊草群落2.217%(圖1A)。

2.1.3 群落密度變化 群落密度變化顯示,兩個群落的密度比較與群落高度和蓋度有所不同,兩個群落之間有顯著差異(P

2.1.4 群落現存量變化 群落現存量變化顯示,不同群落之間存在顯著差異(P

2.2 植物群落α多樣性變化

由表1可知,不同群落在刈割干擾下,Margalef物種豐富度指數、Shannon-Wiener多樣性指數,貝加爾針茅群落相比羊草群落有升高趨勢,Simpson優勢度指數和Pielou均勻度指數,不同群落之間沒有顯著差異,相差不大。

Margalef物種豐富度指數:羊草群落顯著高于貝加爾針茅群落18.110%(P

Shannon-Wiener多樣性指數:不同群落之間有顯著差異,羊草群落顯著高于貝加爾針茅群落35.544%(P

Simpson優勢度指數:不同群落之間無顯著差異,但羊草群落高出貝加爾針茅群落2.20%。

Pielou均勻度指數:不同群落之間無顯著差異,但羊草群落高出貝加爾針茅群落7.07%。

2.3 刈割條件下土壤微生物數量變化

由表2可知,在土壤微生物中,無論是羊草草原還是貝加爾針茅草原土壤,細菌的數量基本上較放線菌高1個數量級,放線菌較真菌高2個數量級。細菌與放線菌和真菌均呈顯著差異(P0.05)。兩類型草原相比較,在0~10 cm土層中放線菌的數量貝加爾針茅草原的要高于羊草草原的,但差異不顯著(P>0.05)。

2.4 刈割對羊草和貝加爾針茅草原土壤酶活性的影響

刈割對羊草和貝加爾針茅草原土壤酶活性的影響情況見表2。兩種類型草原土壤酶活性的垂直分布情況為0~10 cm高于10~20 cm,刈割干擾下兩個土層中土壤脲酶和過氧化氫酶活性相比較,貝加爾針茅草原的要高于羊草草原的,但差異不顯著(P>0.05),而轉化酶的活性羊草草原要高于貝加爾針茅草原的,但差異不顯著(P>0.05)。

2.5 土壤微生物、土壤酶活性與植物群落數量的關系

相關性分析表明,植物群落α多樣性與土壤微生物數量、土壤酶活性呈顯著正相關(P

3 結論與討論

刈割作為草甸草原重要的利用和管理方式之一,對天然草地生態系統而言,是一種人為干擾機制,對草地生態系統及其各組分產生一定的影響。對于刈割干擾下的草甸草原,已經有了一系列的研究,研究表明,刈割可以增加群落的物種數、群落密度以及羊草群落蓋度[4],同時,隨著刈割頻次的增加,即刈割間隔期間的縮短,群落的地上生物量和地下生物量都有所減少。適量的刈割可以刺激植物的生長,但刈割頻次過多會嚴重影響植物的生長[5]。適度的刈割對土壤微生物和土壤酶的活性也會產生一定的影響[6],所以研究刈割對草原的影響對于合理利用草地具有重要意義。

貝加爾針茅個體比羊草大,在高度和蓋度兩個指標中貢獻大,高于羊草,可是同一大小的樣方中羊草數量眾多,導致密度指標上羊草要大于貝加爾針茅[7]。而且,由于貝加爾針茅個體大,對別的物種的競爭排斥作用強,導致同一群落的種間競爭過程中,貝加爾針茅會優于羊草[8],這可能使貝加爾針茅群落的現存量和枯落物量要小于羊草群落。另外這可能也是導致羊草群落α多樣性比貝加爾針茅群落高,因為種間競爭小,就能允許更多的物種共同生存,生物多樣性就高,反之就低。

植物群落與數量特征:在群落與數量特征的五個指標中,不同群落之間高度和蓋度都沒有顯著差異,相差不大,但貝加爾針茅群落略高于羊草群落。而另外兩個,即現存量和密度,不同群落之間有顯著差異,并且都是羊草群落顯著高于貝加爾針茅群落。表明在刈割干擾下,以羊草為建群種的群落所受的影響比貝加爾針茅群落小,生長情況相對更好。

植物群落α多樣性:在刈割干擾下,羊草群落受影響較貝加爾針茅群落小,植物群落α多樣性四個指數都比貝加爾針茅群落高,物種多樣性更豐富。

總之,草甸草原自然保護區在刈割干擾下,羊草群落普遍生長情況相對更好,生物多樣性也更高,而且由于枯落物的量高于貝加爾針茅群落,對土壤肥力的作用也會比貝加爾針茅好,但是就草場的牧草生產力而言,由于貝加爾針茅個體大于羊草,使得貝加爾針茅群落明顯高于羊草群落。另外,雖然貝加爾針茅群落在刈割干擾下生長情況稍劣于羊草群落,但對草甸草原并沒有多大影響,因此,貝加爾針茅群落更適合刈割。在草甸草原自然保護區的建設過程中,可以適當的調整兩個群落的刈割強度和刈割頻次,以便達到最好的利用效果,對此還有待進一步的研究。

參考文獻:

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土壤的特征范文2

關鍵詞 耕地;土壤pH值;時空變化;湖南石門

中圖分類號 S151 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2016)09-0198-03

Abstract As one of the most important soil properties,distribution and change of pH value can provide important references for farmland quality management and reasonable fertilization. Comparing the data of the second soil survey with soil-testing fertilization by statistical and spatial analysis,the results showed that the area of acidic soil of farmLand was expanded. The average pH value of farmland in Shimen County in two periods of cultivated land decreased by 0.5 units,42.51% farmland appeared pH value decrease,and soil showed acidification. The degree of change of pH value differed from soil types. The purple soil and alluvia soil changed little,but paddy soil and red soil changed a lot. The areas of acidic and weak acidic red soil increased by 12.7% and 7.3% respectively.

Key words farmland;soil pH value;spatial and temporal evolution;Shimen Hunan

土壤pH值是衡量耕地質量的重要指標之一,是對土壤鹽基狀況的綜合反應,對土壤的其他性質有重要的影響[1]。自然狀態下土壤酸堿性的變化十分緩慢,而隨著現代工業的發展以及農業生產方式的變化,土壤酸化的過程在加快[2]。為了解石門縣耕地pH值分布狀況,按照不同耕作方式和土壤類型,通過對石門縣第二次土壤普查所記載的土壤剖面信息和測土配方施肥數據的檢測和調查,系統分析了1982―2007年近25年來全縣耕地土壤pH值的時空變化趨勢,并探討其原因,為土壤改良和科學施肥提供依據。

1 區域概況與研究方法

1.1 研究區概況

石門縣地處湘鄂邊陲,澧水中游,介于東經110°29′~111°33′、北緯29°16′~30°8′之間,總面積3 973 km2。總人口達70萬人以上,其中農業人口在80%以上,是一個農業大縣。石門縣地處武陵山脈向洞庭湖濱湖平原過渡帶上,地貌大體輪廓為北闊南窄,呈倒葫蘆形。西北部地勢較高,地表起伏大,有湖南最高的壺瓶山;而東南區域地勢較平緩,河流較多,最低處海拔僅42 m。石門縣處于中亞熱帶向亞熱帶過渡區,紅-黃壤地帶。土壤母質主要有板頁巖、第四紀紅色黏土、石灰巖和紫色砂、頁巖。

1.2 數據來源與處理

1982年的土壤pH值數據來自第二次土壤普查的土壤剖面記載表,篩選出耕地的記錄,將其錄入為表格文件,剔除不合理的記錄,最終選出6 099個樣點。2007年的數據來源于石門縣測土配方施肥數據庫,這些樣點是帶有經緯度坐標信息的。地圖數據來源于石門縣的土地利用現狀圖和行政區劃圖。

1.3 研究方法

第二次土壤普查的調查數據沒有帶經緯度的位置信息,因此坐標難以確定,本研究中采取的方式是根據其村名稱及土壤類型一致或相似與石門縣耕地圖斑進行連接,然后轉換成點文件,再進行空間插值,制作成空間分布圖。2007年的采樣點有GPS定位,采用克里金插值方法來得到土壤pH值的空間分布圖。然后求算2幅圖的差值來得到土壤pH值的時空變化圖。

對制作好的各圖件和采樣數據采取常規的統計學方法進行統計分析。其中pH值分級分為5級,pH值變化分為5級,如表1所示[3]。

2 耕地土壤pH值變化特征分析

2.1 石門縣耕地土壤pH值變化總體情況

根據第二次土壤普查的剖面記載和測土配方施肥數據庫的資料,得到1982年和2007年2個時期的石門縣耕地pH值的采樣點數據統計特征(表2)??梢钥吹?,25年來石門縣耕地pH平均值下降了0.5個單位,其中1982年呈正態分布,2007年呈偏正態分布,變異系數從0.13增加到了0.17,可以看出石門縣耕地pH值有下降趨勢。

由石門縣2007年耕地pH值分布圖(圖1)和耕地變化等級圖(圖2)可以看到,石門縣耕地分布不均衡,西北山地區面積小且較為零碎,而東南平原丘陵區分布面積大,選取耕地面積在1 000 hm2以上的鄉鎮進行統計,得到石門縣耕地面積1 000 hm2以上鄉鎮耕地pH值等級分布表(表3)??梢钥吹匠落佮l、白云鄉等個別外,其余的鄉鎮都表現為第二、第三級面積在擴大而第四級面積在減小。根據石門縣耕地pH值變化等級圖(圖2),25年來石門縣耕地pH值呈下降趨勢,pH值下降的耕地面積占比例最高(圖3),共有42.51%的耕地pH值在下降,而pH值上升的耕地只有19.95%。整體上雖然以弱酸性和中性為主,但局部地區也變化明顯,酸性和弱酸性耕地面積在擴大。

2.2 不同土壤類型pH值的變化

根據不同的土壤類型統計圖1和圖2的屬性表中不同pH值范圍的面積,得到石門縣不同土壤類型各pH值范圍總面積占該土類的百分比(表4)??梢钥吹剑t、黃壤,水稻土以酸性為主,其中紅壤酸性比重較大,并且在2次調查間酸性面積在擴大,第二級面積由22.6%增加到了35.3%,第三級面積由30.6%增加到了37.9%,酸化趨勢明顯。黃壤主要是弱酸性和中性,而在2007年可以看到有明顯的酸性增加。水稻土在各范圍均有分布,但以酸性為主,其面積變化不大。潮土絕大部分為中性,并且在2次調查間沒有明顯變化。紅色石灰土和黑色石灰土則以中、堿性為主,紫色土在各范圍均有分布,但主要為中性和堿性,表明石門紫色土以堿性紫色土為主。

3 耕地土壤pH值時空變化原因分析

3.1 降雨導致土壤pH值變化

石門縣的降水相對集中,主要在5―9月,降水量在1 000 mm以上。同時氣溫也較高,加劇了降水淋溶作用,從而加速了土壤酸化。在強降雨的影響下,由于水的作用土壤中的鹽基離子向下淋溶,同時土壤吸附空氣和水分中的氫離子,替代土壤淋溶的鹽基離子。當土壤中的溶脫鹽基不能被及時補給后,就會形成不飽和的酸性土壤[4]。隨著土壤的水分循環,下層土壤中所含的鐵、鋁等離子隨著水分運動帶到耕作層,這些離子長時間在土壤表面富集,導致土壤酸化[5]。

3.2 環境的改變導致土壤pH值變化

隨著近30年來經濟的迅速發展,城市化、工業化進程加快,各式的環境問題也日益凸顯[6]。造紙、化工、紡織、食品、石化等許多工業部門都會產生高濃度的堿性廢水,加之大量含碳酸鹽的灰塵沉降進入耕地土壤,使pH值略高于其他地區[7]。而工業“三廢”中的酸性廢物、汽車尾氣等,通過水循環進入耕地,會造成pH值的下降[3]。

3.3 農業生產方式的變化造成土壤pH值變化

近25年來,糧食產量在不斷提高,雖然這離不開各種種植技術的進步,但其中很重要的一點就是化肥的施用。在化肥的使用中,特別是主要成分為氯化鉀、硫酸銨、氯化銨的酸性肥料,不能做到合理的投放,導致化肥濫用,土壤中的氮磷鉀比例失調,造成土壤酸化。另外,秸稈還田也會造成土壤酸堿性的變化,其具體趨勢還有待進一步的研究。

4 結語

在2個時期中,石門縣耕地土壤pH值的分布以酸性和中性為主,這與其所處南方紅壤地區有關系,但總體表現出酸性土壤面積擴大的趨勢,有必要采取一定的對策來加以控制。

土壤pH值的變化受各種因素影響,不同的土壤類型酸堿變化的程度不一,潮土和紫色土的緩沖能力要強于水稻土和其他土壤,紅壤的變化程度最大,酸性和弱酸性面積分布增加了12.7%和7.3%。

5 參考文獻

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土壤的特征范文3

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土壤的特征范文4

【關鍵詞】交通干線;土壤;鉛;分布特征;評價

1.前言

鉛是典型的重金屬類污染物,在土壤中的溶解度小,被微生物降解的自由度小,土壤中存在過量鉛元素會對植物生長產生不利影響,在人體內積累[1]。交通干線周邊土壤中鉛的主要來源則是汽車尾氣中鉛元素的沉降。我國自2000年7月1日起,全國所有汽車一律停止使用含鉛汽油,但鉛仍是土壤重金屬污染的主要成分,因為土壤中重金屬污染是長時間的積累結果,幾十年含鉛汽油的使用,使得公路兩側土壤中過量的鉛在短期內是不可能完全消除的[2,3]。

2.材料與方法

2.1 土壤樣品采集及預處理

在某市交通干線周邊地區設置20個采樣位點,每個采樣位點之間相距約1公里。利用五點法在每個樣點采集0~20cm深度的表層土壤約500g,土樣去除大的沙礫及植物殘體后,自然風干,用玻璃研缽碾碎,并全部通過100目的尼龍篩,裝袋備用。

2.2 土壤樣品理化性質測定

2.3 土壤含鉛量測定

2.4 土壤污染評價方法

3.結果與討論

3.1 土壤鉛含量

結果顯示,交通干線周邊土壤中重金屬鉛的含量為25.2~137.0mg/kg,平均53.79mg/kg,與土壤環境質量標準一級標準比較,是其土壤背景值的1.54倍。其中,處于嘉愛斯熱電有限公司(老)旁的土壤鉛存在水平最高;錦帶河路、大橋鎮、涇水路交叉口北側的土壤鉛含量水平最低。

3.2 土壤理化性質與含鉛量的相關關系

數據顯示,本次實驗所取土壤樣品的pH值在7.21-8.42之間,平均pH值為7.76。土壤有機質含量變化范圍為3.68%-10.64%,平均值是5.94%,土壤肥力較高,適宜農作物的種植。本研究小組人員首先對土壤含鉛量與土壤pH值及土壤有機質含量之間的關系進行分析研究。得出,土壤含鉛量與土壤pH值及土壤有機質含量之間的相關系數不高。

3.3 土壤Pb污染評價

從以上20個鉛污染指數的大小來看,交通干線周邊土壤中只有15%的土壤樣品屬于清潔土壤,其余85%均受到了不同程度的鉛污染,其中大部分位點的表層土壤受到了輕度污染。8號采樣點位于老嘉愛斯熱電有限公司附近,運行排出的廢氣中含有重金屬Pb,該熱電廠在搬離前已運行多年,使得該區域表層土壤中重金屬鉛富集,導致了土壤嚴重的鉛污染。S3位于中環西路和洪興路的交叉路口、S7位于市長途汽車站對面、S15位于中環南路和中環東路交叉口,這3個位點的車流量相對比較密集,汽車尾氣的排放及汽車輪胎磨損產生的大量含Pb的有害粉塵的沉降導致道路兩旁土壤鉛污染也較為嚴重。

土壤的特征范文5

(重慶市國土資源和房屋勘測規劃院,重慶400020;國土資源部土地利用重點實驗室重慶研究中心,重慶400020)

摘要院說明移土培肥工程對土壤顆粒變化的積極影響,為今后表土剝離再利用工程提供理論支持。采取土樣進行化驗,并對所得數據進行對比分析,結果表明:用移土培肥措施土壤比未采用移土培肥措施土壤粘粒和砂粒含量均有所增加,粉粒有所降低。與此同時,在采取移土培肥工程措施下不同土地利用類型土壤顆粒特征無論粘粒、砂粒還是粉粒均會發生分化。移土培肥對工程區域土壤顆粒特征分異有積極影響,說明以移土培肥為代表的表土剝離再利用工程具有較強的實際意義和推廣價值。

關鍵詞 院移土培肥;土壤;顆粒

中圖分類號院S153.6 文獻標識碼院A 文章編號院1006-4311(2015)27-0186-03

0 引言

土壤是一種由不同顆粒組成、具有不規則形狀和自相似結構的多孔介質,具有一定的分形特性[1-3]。不同土地利用方式是決定土壤顆粒特征的重要因素[4]。特殊的人類活動對土壤物理化學性質變異影響明顯,包括對土壤干擾擴散、水土流失和養分變化的影響[5-7]。重慶市三峽庫區移土培肥工程通過積極影響不同區域土壤發生、發展進程,有效解決移民安置給庫周土地環境帶來的巨大壓力。

三峽庫區移土培肥工程措施是對三峽工程175m 淹沒線以下土壤質量較好的耕作層(又稱為移土區或采土區)土壤剝離,運至相對瘠薄的非淹沒坡地區(又稱為覆土區),同時采用土地整理、坡改梯等輔助措施對新移土壤進行固定和培肥的一種工程措施[8-9],通過這一人為定向性和目的性的土壤遷移和固定,為有效利用三峽庫區脆弱生態區消落帶[10]質量相對較好的土壤,使其非淹沒區中發揮應有的生態效益和經濟效益[11-12],不但對土壤養分和土壤生產力的空間格局進行二次分配,而且是對土壤生產力特別是表土資源再利用的價值進行整合和配置。對工程實施后效益的研究也逐漸成為了一些學者的關注熱點,本文在其他學者研究基礎上,通過分析具有代表性的表土剝離再利用工程———重慶市三峽庫區移土培肥工程培肥前后土壤顆粒特征,為表土剝離再利用工程實施前后土壤顆粒分異規律提供參考,具有較強的理論及現實意義。

1 研究區概況與方法

1.1 研究區概況

研究區為忠縣厚復興鎮天臺村和東溪鎮雙新村兩個行政村,位于重慶市中部,采樣點范圍為北緯30毅15.27憶~ 30毅16.53憶和東經108毅04.26憶~108毅07.06憶。研究區屬深丘淺丘夾山脈地貌,海拔高程為117耀1680m,處于亞熱帶東南季風區山地氣候,溫熱寒涼,四季分明,雨量充沛,日照充足,夏秋兩季降雨集中全年降雨量的63~69%,年平均氣溫15.5~17益,年降水量1180 毫米,土壤以紫色土、水稻土為主,土壤質地以壤土為主,輕粘土居第二位,其次為砂土和砂壤土。

1.2 樣品采集區概況

本次采樣在控制土壤層次、坡度、坡向以及田間管理措施大體一致的條件下,選取忠縣移土培肥工程典型示范區復興鎮天臺村和東溪鎮雙新村共計24 個點作為研究采樣點進行土壤樣品采集和整理,采樣區行政區劃見表1。

1.3 土壤樣品采集與測定

通過對研究區土地利用/覆被調查的基礎上,選擇研究區具有代表性種植作物包括豌豆、南瓜和辣椒為耕地代表,選擇枇杷林為經濟林地的代表,并選擇收割地統一代表以土地利用率相對較小或是已經收割了作物還未重新種植的土地等五種土地利用/覆被類型為研究對象;選取采用移土培肥工程措施后(以下簡稱M 措施)的這五類土地利用/覆被類型的土壤作為一類采集對象,作為處理組,其中包括,選取沒有采用移土培肥工程措施(以下簡稱CK措施),且耕作管理和施肥措施相似的、并與處理組對應相同土地利用/覆被利用類型的土壤,作為另外一類采集對象,作為對照組。研究采樣時,在母巖一致的情況下,以采集不同經緯度,高程,坡度、坡向,土壤利用/覆被特征和移土培肥現狀的土壤樣品,共24 組(具體特征見表2)。

采用英國制造Malvern Mastersize2000 激光粒度儀測定土壤顆粒,測定前先用六偏磷酸鈉([ NaPO3)6]浸泡土壤樣本20h,再用超聲波對樣品分散5min,土壤顆粒及機械組成特征指標按照美國農業部粒級分類標準,將土壤粒級劃分為粘粒(<0.002mm)、粉粒(0.05耀0.002mm)以及砂粒(2耀0.05mm)。比較同種植被模式下,采用(未采用)移土培肥措施土壤顆粒差異分析和都有移土培肥措施條件下,同時比較采用移土培肥措施不同土地利用/覆被類型土壤顆粒的差異特征。

2 結果與分析

土壤顆粒是土壤的重要組成成分,是表征土壤質量的重要因子。尤其是在移土培肥地區,移土培肥后土壤顆粒特征變化直接影響培肥后土壤質量高低,是評價工程成敗的關鍵之一,并對今后利用方式及生態演化產生影響。

2.1 采用/未采用移土培肥措施土壤顆粒特征

由圖1 可知,采用移土培肥工程措施土壤比未采用移土培肥工程措施土壤粘粒和砂粒含量均有所增加,粉粒有降低趨勢。具體表現為采用移土培肥措施下種植蘿卜地紅薯地、玉米地、收割地以及豌豆尖地的土壤粘粒比未采取移土培肥措施下種植蘿卜地、紅薯地、玉米地、收割地以及豌豆尖地的土壤粘粒分別增加了5.55%、166.26%、33.70%和74.89%。采用移土培肥措施下種植蘿卜地、紅薯地、玉米地、收割地以及豌豆尖地的土壤粉粒比未采取移土培肥措施下種植蘿卜地、紅薯地、玉米地、收割地以及豌豆尖地的土壤粉粒分別降低了22.97%、48.03%、20.21%、11.93%和9.68%。采用移土培肥措施下種植蘿卜地、紅薯地、玉米地、收割地以及豌豆尖地的土壤砂粒比未采取移土培肥措施下種植蘿卜地、紅薯地、玉米地、收割地以及豌豆尖地的土壤砂粒增加范圍在1.77%耀14.63%之間。由于移土培肥土源地均是即將被三峽水庫淹沒的優質土地,而覆土地區均是土壤質量較低的坡耕地,覆土較原土壤粘粒和砂粒比重高,粉粒比重低,所以采用移土培肥措施土壤比未采用移土培肥措施土壤粘粒和砂粒含量均有所增加,粉粒有所降低。

土壤顆粒差異顯著性組間比較說明:移土培肥工程措施對土壤顆粒的改變具有明顯效果,特別是對土壤粘粒含量的提高作用很明顯,特別是紅薯地和收割地。其原因包括:培肥區原有土壤與培肥土壤在土壤顆粒上原本就存在差異,培肥土壤自身較高粘粒含量會對被覆土區土壤粘粒有輸入和增強的作用,此外人類對土地利用/覆被類型土壤的翻耕行為和施肥管理的雙重作用,也可能從物理效應(人工的機械擾動對土壤粗顆粒的細化作用)和化學效應(土壤養分的外界輸入對土壤團聚體增加作用)兩個角度提高該地區土壤粘粒的含量,從而表現出與沒有采取移土培肥工程措施的相同土地利用/覆被類型土壤粘粒出現了明顯差異的特征。相反,對于收割地,在移土培肥工程措施實施后,由于其土地利用效率和管理強度可能相對較低或是利用/管理間隔周期可能相對較長,土壤顆粒的分布可能更多受到自然的機械作用(如自然的風化和侵蝕性降雨的水力擊濺作用),所以與沒有移土培肥工程措施相比,對土壤粘粒含量有所降低。(圖1)

2.2 移土培肥措施后不同土地利用類型土壤顆粒特征

由圖2 可知,在采取移土培肥工程措施下不同土地利用/覆被類型土壤顆粒特征中,砂粒含量的變化范圍在70.12%耀76.67%之間,其中南瓜砂粒含量變化最小,為70.12%,蘿卜砂粒含量變化最大,為76.67%;粉粒的變化范圍在16.43%耀22.26%之間,其中土豆粉粒含量變化最小,為16.43%,枇杷粉粒含量變化最大,為22.26%;而粘粒的變化范圍在3.23%耀16.12%之間,其中豌豆粘粒含量變化最小,為3.23%,紅薯粘粒含量變化最大,為16.12%??梢?,在采取移土培肥工程措施下不同土地利用/覆被類型土壤顆粒特征差異并不明顯,僅有紅薯地粘粒和粉粒表現出較大的差異性。這說明移土培肥措施后不同土地覆被對土壤顆粒差異也會產生影響,特別是土壤粘粒。一方面可能與新移土壤粘粒含量有關,同時也和新移土壤受植被和人為作用強度和時間相對沒有移土培肥措施較弱、較短有關,而這一差異更多的體現在土壤粘粒含量在移土培肥措施中呈現同質性而在沒有移土培肥措施中呈現異質性這一特征上。

綜上所述,采用移土培肥措施土壤比未采用移土培肥措施土壤粘粒和砂粒含量均有所增加,粉粒有所降低。與此同時,在采取移土培肥工程措施下不同土地利用類型土壤顆粒特征無論粘粒、砂粒還是粉粒均會發生分化。移土培肥工程措施和不同土地利于類型對土壤顆粒特征均有改變作用。

3 結論

通過對重慶市忠縣三峽庫區移土培肥工程典型示范區復興鎮天臺村和東溪鎮雙新村土壤樣品的采集和測定,分別從各采樣點移土培肥條件下土壤顆粒特征進行測定和分析,測定結果展示了忠縣基于相似土地利用類型下,采取移土培肥和未采取移土培肥土壤顆粒的異質特征,也展示了不同土地利用/覆被類型基于相同移土培肥模式下土壤顆粒變異特征。

土壤的特征范文6

關鍵詞:寶坻區;土壤質量;元素背景值;重金屬污染;特色農業區

中圖分類號:S151.9 文獻標識碼:A DOI編碼:10.3969/j.issn.1006-6500.2013.06.013

土壤為農作物的生長提供了礦物質,土壤地球化學測量是研究土壤化學演化、生態地球化學評價的主要內容。土壤元素背景值是研究土壤環境質量現狀的重要內容,也是檢驗土壤環境質量的基礎數據;土壤污染特征揭示了土壤重金屬元素表生富集、農作物毒害性、生態化學污染及潛在的生態危險。在分析研究寶坻區農業土壤質量各項指標的基礎上,為科學評價土壤質量現狀、提高土壤生產力提供科學依據。

1∶5萬綜合地質調查區位于天津市北部寶坻區,南北長65 km,東西寬45 km,面積約1 510 km2。寶坻區地處“九河下梢”,歷史上曾因眾多河流攜帶大量沖積物的不斷淤積,形成了土壤的主要物質。本區土壤類型為潮土,又可細分為普通潮土、濕潮土、鹽化潮土和鹽化濕潮土4個亞類。

1 材料和方法

1.1 土壤樣品采集

為查明寶坻區土壤中化學元素的分布特征,在充分考慮土壤特征、成土母質、地形地貌、土地利用現狀等因素基礎上,系統采集了表層及深層土壤樣品。表層土壤采樣密度為1個?km-2,采樣深度0~20 cm,按每4 km2 采集1個進行組合樣品分析;深層土壤采樣密度每4 km2采集1個,采樣深度80~100 cm,采集50 cm的土柱,按每16 km2采集1個進行組合樣品分析[1]。

1.2 樣品分析方法

對所有樣土進行有機質、全氮、速效磷、速效鉀、pH 值等常規化驗;有機質采用重鉻酸鉀容量法;全氮采用半微量開氏法;速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法;速效鉀依據速效鉀和緩效鉀含量的測定標準進行測定;pH值用玻璃電極法測定;用等離子體質譜法(ICP-MS)測單元素含量。

2 結果與分析

2.1 土壤理化性質

2.1.1 土壤酸堿程度 寶坻區土壤大部分呈堿性和弱堿性。弱堿性土壤面積1 289.41 km2,占土壤總面積的83.42%;堿性土壤面積250.17 km2,占土壤總面積的16.58%,主要分布在新開口-口東地區。

2.1.2 鹽漬化土壤分布特征 寶坻區分布有大面積的鹽漬化土壤,含鹽量大于0.1%的鹽漬化土壤約占總面積的56.91%[2],鹽漬化類型主要為硫酸鹽-氯化物鹽漬土和氯化物-硫酸鹽鹽漬土(表1)。

2.2 土壤元素背景值特征及成因分析

2.2.1 表層與深層土壤元素背景值對比 從表2看出,常量元素分布特征是表層土Si、Na元素背景值高于深層土;表層土中Fe、Ca、Mg、K等元素背景值低于深層土。微量元素含量在土壤中的分布具有分帶性,表層土中P、N、S、Se、Pb、Cl、Cd、Hg等元素背景值明顯高于深層土;Mn、Mo、I等元素背景值明顯低于深層土[4]。

出現表層與深層土壤元素背景值分布特征的原因是:表層土中Si、Na元素高背景值,而深層土中Fe、Ca、Mg、K等元素高背景值的原因主要與母質來源和沉積環境有關。與深層土相比,表層土的母質中含河流相沉積物偏多,長石、石英等機械顆粒含量相對偏高,粘土礦物含量偏低。長石、石英等機械顆粒富含Si、Na元素,粘土礦物富含Fe、Mg等元素。Ca元素在深層土偏高主要與碳酸鹽淋溶沉積作用有關。

表層土的P、N元素背景值明顯高于底層土,主要與農田施肥、使用農藥有關,其次為“三廢”排放的影響;S元素在表層土中富集因素包括農田施肥、SO2降塵、土壤鹽漬化等,Se、Pb、Cd、Hg等元素在表層土壤中富集主要與“三廢”污染物有關[5];Cl元素在表層土中富集主要與土壤鹽漬化有關;深層土壤Mn元素背景值偏高主要與土壤潛育化有關;由于I元素容易富集在有機質含量高的土壤中,所以表層土壤中I元素含量高與表層土壤中富含有機質關系密切。

2.2.2 寶坻區土壤背景值與天津和全國背景值對比 將寶坻區土壤背景值與天津市及全國土壤背景值進行比較,寶坻區土壤中Ca、Mg、S、Cl、I、Cu、Mn、As、Hg等元素含量與天津市背景值相比偏低,這與本區地勢比天津市大部分地區偏高有關;Fe、Na、Si、Co、Cr、Ni、Zn、P、Pb等元素比天津市背景值偏高,這與本區土壤母質富含元素的特征有關[6]。

寶坻區土壤中Si元素含量偏低,Fe、Mg、K、Na等常量元素和多數微量元素含量高于全國背景值。其原因是寶坻區地處九河下梢,大部分地勢低洼,粘土分布面積大。本區粘土主要礦物成分為伊利石,富含Fe、Mg、K等元素,而且強烈吸附多種微量元素;Mo元素含量低于全國背景值,與Mo元素地表環境下化學特征有關,在北方堿性土壤中其背景值較低;本區Hg元素背景值明顯低于全國[7],說明本區土壤Hg污染程度比全國要輕。

2.3 土壤重金屬污染現狀調查

選擇寶坻區污染程度相對較高,對人類健康影響較大的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn作為土壤污染評價因子,以國家環保局1995年頒發的《土壤環境質量評價標準》(GB15618-1995)作為土壤污染評價標準值[8]。

As元素在表層土壤中不存在污染,表層土壤中As元素背景值區主要分布在史各莊-新開口-王卜莊-大鐘莊以南地區,以北為尚清潔區,總體表現南部As元素含量比北部偏低。

土壤中Cd元素大部分為背景區或尚清潔區,背景區集中在史各莊-王卜莊-林亭口-大鐘莊以南地區,總面積1 400.61 km2,占寶坻區總面積的92.80%,輕度污染土壤只分布在高家莊鎮,總面積100.34 km2,占寶坻區總面積的7.20%。

表層土壤中Cr分為背景區或尚清潔區,在牛道口-口東-周良以西為背景區,以東為尚清潔區。Cu元素分為背景區或尚清潔區,其中牛道口-口東-黃莊以東為尚清潔區,以西為背景區。Hg元素處于背景區或尚清潔區,其中尚清潔區集中在寶坻城關鎮附近。Ni元素在寶坻城關鎮附近為輕度污染區,其余地區屬背景區或尚清潔區,其中尚清潔區集中在牛道口-口東-大白莊以東。Pb元素只在城關鎮、高家莊鎮零星地區存在輕度污染,其余地區為背景區或尚清潔區。Zn元素處于背景區或尚清潔區,其中背景區主要集中在牛道口-口東-牛家牌以西地區,以東屬尚清潔區。

寶坻區土壤綜合污染程度見寶坻區土壤重金屬綜合污染程度(圖1)和寶坻區土壤重金屬污染狀況統計(表3)。

2.4 特色農業區土壤營養元素含量特征

2.4.1 林亭口“三辣”產品種植區 辣椒、大蒜、大蔥俗稱“三辣”。辣椒對土壤質量要求不甚嚴格,砂質土、粘土和壤土均能生長,但以肥沃、排水良好的砂質土為宜。大蔥、大蒜適宜在質地松散的砂質土或含有機質豐富的粘土中種植。大蔥、大蒜的根系不發達,在土壤中分布淺,吸水、吸肥能力弱,對土壤濕度要求較高,因此土壤要保持濕潤、富含有機質[9]。

寶坻“三辣”主要分布在林亭口鎮,土壤為灰黑色中-重壤質濕潮土,在20~60 cm深度夾一層腐殖質,可作為補充植物營養物質的備用庫。土壤母質為沖積、湖積沙質粘土。

林亭口附近“三辣”產區土壤特征:土壤多種營養元素含量適中,土壤呈弱堿性,有效N∶P∶K=10∶2∶20,CaO∶MgO∶K2O=70∶100∶107;土壤陽離子代換量較高,保水保肥能力強,有后勁;箭桿河從西北向東南從該鄉流過,地形在此變緩,從上游帶來大量營養物質在此沉積;地勢低洼,土壤濕潤;土壤無鹽漬化;水質好,水源有保證。

2.4.2 牛道口綠色農產品種植區 牛道口鄉土壤為潮白河、河沖洪積砂質土及沙質粘土,土壤無鹽漬化,本區為淡水區,地下水豐富,水質好,以種植小麥、玉米等旱田作物為主,并種植少量蔬菜。

本種植區土壤pH值一般為7.8~8.8,呈弱堿性,土壤陽離子代換量屬中等水平。與寶坻區土壤元素平均含量比較,Na、Si、Pb、P等元素含量明顯偏高;K、Zn、B、Mo、Fe、Ca、Mg、S等多種營養元素含量不足,土壤肥力水平偏低;土壤中Hg、Cd、Cr等污染元素含量低于國家綠色食品產地土壤質量標準,可作為綠色農產品種植基地。

2.4.3 王卜莊特色農產品種植區 本種植區土壤母質為沖積、湖沼積砂質粘土,低洼區為湖沼積粘土,本種植區為全淡水區,水源為河水和井水,排水條件較好,是“三辣”產品集中產區,也種植小麥、玉米、棉花等農作物。

本種植區土壤pH值8.0~8.8,為弱堿性-堿性,土壤陽離子代換量高,為25~30 cmol?kg-1。土壤有機質、全N、全P豐富,K、Zn、Mo等微量元素不足,N、P、K等營養元素比例基本合理,有毒有害元素含量低于國家綠色食品產地土壤環境質量標準。

2.4.4 黃莊水稻種植區 本種植區土壤母質為沖積、湖沼積粘質沙土,低洼區為湖沼積粘土,本區地勢低洼,土壤為輕度-中度鹽漬化。全區為淡水區,灌溉水源為河水,排水條件較好,以種植水稻為主。

本種植區土壤pH值8.0~8.4,為弱堿性;土壤陽離子代換量高,為20~30 cmol?kg-1,保水保肥能力強。有機質、全N、全K、有效Fe含量中等,有效N、全P含量不足,肥力潛力較高,有毒有害元素含量低于國家綠色食品產地土壤環境質量標準,可作為天津市優質水稻生產基地。

參考文獻:

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