不同生境土壤养分与重金属的变异特征——以商州区为例
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土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤是地球的外壳层之一,是地球化学作用的产物,是生态系统中物质循环的重要组成部分。
土壤中含有各种元素,包括重金属元素。
重金属元素是土壤中的一类重要物质,它们在一定程度上影响着土壤的物理性质、化学性质和生物性质。
由于人类活动的不断扩张,导致土壤中的重金属元素含量出现不同程度的污染,对生态环境和人类健康造成了严重影响。
一、土壤重金属的来源重金属元素是自然界中广泛存在的一类元素,包括镉、铬、铜、镍、铅、锌等。
它们在土壤中的来源主要有两个方面。
重金属元素是地壳中的一种常见元素,含量较高。
自然界中的火山爆发、地壳运动和风化作用等都会释放大量的重金属元素,进入土壤中。
人类活动也是土壤中重金属的重要来源。
工业生产、矿山开采、废弃物处理以及农业生产等,都会导致土壤中重金属元素的不同程度的释放,从而污染土壤。
二、土壤重金属的分布特征不同地区的土壤重金属分布特征有所不同,主要受到地质背景、气候条件、土壤类型和人类活动等因素的影响。
一般来说,工业区、矿产资源丰富的地区以及农业生产密集的地区,其土壤重金属含量较高。
具体表现在以下几个方面:1. 地质背景影响:不同地区的地质构造和岩石类型会直接影响土壤中重金属元素的含量。
富含铅、锌等重金属的地质构造区,其土壤中重金属含量也较高。
2. 工业和矿业活动影响:工业区和矿区是土壤重金属含量较高的地区,因为工业生产和矿山开采会释放大量的重金属到土壤中,导致土壤污染。
3. 农业活动影响:农业生产中使用的化肥、农药等产品中含有重金属元素,过度使用会导致土壤中重金属含量升高,造成土壤污染。
三、土壤重金属的生态风险评价土壤中重金属的污染会对生态环境产生不良影响,对人类健康构成潜在威胁。
对土壤中重金属的生态风险进行评价是非常必要的。
1. 生态风险评价的内容①土壤重金属含量的分析和评价:对土壤中的重金属元素进行检测和分析,评价其含量是否超出了国家相关标准。
②土壤重金属的迁移转化过程:分析土壤中重金属元素的来源、去向和迁移转化过程,评价其对周围环境的影响。
不同区域土壤中重金属有效态含量及其影响因素的
开题报告
一、研究背景
随着工业化的进展和人类活动的增加,重金属污染成为了全球环境
保护的焦点。
重金属是指相对密度大于5的金属元素,如汞、铅、镉、
铬等,它们的存在和超标排放对土壤、水体、大气以及生物体造成了极
大的威胁。
土壤是重金属的主要存储介质和传递途径,其污染程度直接
关系到食品安全和生态环境的保护。
因此,探究重金属在不同区域土壤
中的分布特征及其影响因素对环境保护和人类健康具有重要的意义。
二、研究内容
本研究旨在以河南省为例,对不同区域土壤中重金属的有效态含量
进行调查研究,并探讨其影响因素。
具体研究内容如下:
1. 通过对不同类型土壤(耕地、林地、湿地等)样品的采集和分析,得出各区域土壤中重金属的有效态含量数据。
2. 分析土壤理化性质(PH值、有机质含量、离子交换能力等)对重金属有效态含量的影响,并探究不同土地利用方式、地形地貌、气候等
因素对重金属污染的影响。
3. 通过建立重金属含量与土壤理化性质的相关模型,预测不同情景
下重金属含量的变化趋势。
三、研究意义
通过本研究可以深入了解不同区域土壤中重金属含量的分布规律及
其影响因素,为制定科学的重金属污染防治措施提供依据。
同时,将研
究结果用于土壤修复、食品安全等领域,对保障生态环境和人民健康具
有重要的意义。
某地区土壤重金属含量特征及影响因素研究土壤重金属含量是指土壤中重金属元素的含量,主要包括镉、铬、铅、汞、镍等元素。
它是土壤环境质量的重要指标之一,对农田生产和生态环境具有重要影响。
某地区土壤重金属含量特征研究主要包括以下几个方面:重金属的累积特征、时空分布特征、形态分布特征以及生物有效性特征等。
重金属元素在土壤中主要通过人为活动进入,如农药、化肥和工业废水等。
重金属的累积特征主要反映了这些人为源的影响。
研究表明,某地区土壤镉、铅、汞等重金属含量较高,与大量使用农药和化肥、工业废水排放等有关。
时空分布特征是指重金属在不同时间和空间尺度上的分布情况。
调查显示,某地区土壤重金属含量在不同地点存在差异,主要与土壤类型、植被覆盖、人类活动和气候等因素密切相关。
重金属含量也存在季节和年际变化。
土壤重金属的形态分布特征指的是重金属在土壤中的存在形式,包括可交换态、结合态和残渣态等。
不同形态的重金属对环境和生物的毒害性不同。
研究结果表明,某地区土壤重金属主要以可交换态和结合态形式存在,其中以结合态为主,这意味着土壤中的重金属比较稳定,并不容易被植物吸收。
生物有效性特征是指重金属对生物的毒害性和生物富集能力。
某地区土壤重金属含量与大气沉降、水体迁移等因素密切相关。
研究结果表明,该地区土壤中的重金属对植物和土壤动物具有一定的毒害性,且会随着食物链的传递逐渐积累。
土壤重金属含量的影响因素主要包括土壤性质、环境条件、人类活动和自然因素等。
土壤pH值、有机质含量、粒径组成和团聚体结构等土壤性质对重金属的吸附和迁移起着重要作用。
环境条件如降水、温度和土壤湿度等也会影响重金属元素的迁移和转化过程。
人类活动和自然因素如农业生产、工业化程度和地球化学特征等也是重金属含量的重要影响因素。
某地区土壤重金属含量特征及其影响因素的研究对于保护农田生产和改善环境质量具有重要意义。
未来需要进一步深入研究土壤重金属的迁移转化机制,提高土壤环境质量评价和修复技术,以减少重金属污染对人类和生态系统的威胁。
某地区土壤重金属含量特征及影响因素研究土壤中的重金属含量是指土壤中镉,铅,汞,铬等有毒重金属元素的含量。
重金属的污染会给土壤和环境带来严重的危害,对生态系统和人类健康产生负面影响。
研究某地区土壤重金属含量特征及其影响因素具有重要的意义。
某地区土壤重金属含量特征的研究是通过野外取样和实验室分析来进行的。
需要选取不同地点和不同深度的土壤样品。
然后,使用适当的方法将土壤样品中的重金属元素提取出来,并采用光谱分析、原子吸收光谱等方法来测定土壤中重金属元素的含量。
通过对多个样品的分析,可以获得该地区土壤中重金属元素的含量数据,从而了解其特征。
某地区土壤重金属含量的特征可以通过以下几个方面进行描述。
可以比较不同重金属元素的含量大小,了解各个元素之间的相对含量差异。
可以比较不同地点和不同深度土壤样品中重金属元素的含量,确定其空间分布特征。
可以将某地区土壤重金属含量与国家或地方的土壤环境质量标准进行对比,评估其污染程度。
某地区土壤重金属含量的影响因素可以分为自然因素和人为因素两大类。
自然因素包括地质背景、土壤pH值、有机质含量等。
地质背景决定了土壤中重金属元素的初始含量,不同地区的地质背景差异会导致土壤重金属含量的差异。
土壤pH值和有机质含量会影响土壤中重金属元素的迁移和转化过程。
人为因素包括工业排放、农药使用、废弃物处理等活动。
工业排放和农药使用会直接或间接地导致土壤重金属污染,废弃物处理不当也可能导致土壤重金属的富集。
某地区土壤重金属含量特征及其影响因素的研究对于现代农业和环境保护具有重要意义。
研究结果可以为该地区土壤环境管理和采取防治措施提供科学依据,帮助减轻土壤重金属污染对生态系统和人类健康造成的风险。
不同环境下土壤营养成分的对比研究作者:刘军根罗娇曾峤李勋来源:《中国化工贸易·中旬刊》2017年第07期摘要:近些年来,我国水土流失现象日益严重,这也使我国越来越重视环境保护,而在不同环境中土壤中的营养成分也有所不同,通过对不同环境下的土壤营养成分进行研究,能够为不同环境下的水土流失解决方案的制定提供可靠的理论依据,从而改善当前严重的水土流失现象,保护自然生态平衡。
鉴于此,本文便对不同环境下的土壤营养成分进行对比研究,希望能为我国的环境保护事业贡献一份微薄之力。
关键词:环境差异;土壤;营养成分;对比分析1 新生湿地土壤的营养成分1.1 土壤营养成分的分布在新生湿地中,有机质对土壤的结构与营养成分分布有着至关重要的作用,据相关研究表明,新生湿地土壤的有机碳在表层中的含量相对较高,随着土壤深度的不断增加,有机碳也逐渐减少,通常来讲,有机碳在新生湿地土壤表层与次表层中的含量差异变化较大,而在下层中的有机碳含量则相对较少。
通过对新生湿地土壤的沉积剖面进行观察发现,在0cm—40cm的表层中可以发现大量的落叶,其中在表层10cm深度范围以内则包含了大量的腐殖质物质与根系,由此可以推断出有机碳的在表层中的含量最多,而在下层的含量则最少。
正是由于有机碳的存在,使有机碳对营养成分有非常强的吸附能力,从而使其营养成分分布与有机碳基本相同,并且呈现出明显的线性关系。
1.2 有机碳的加积速率在新生湿地土壤中,有机碳的加积速率是衡量湿地生态功能的重要指标。
有机碳的加积速率大小直接由土壤的原位密度、沉积速率、有机碳及总碳在土壤沉积物中的含量所决定的。
利用统计学方法进行研究表明,有机碳的加积素率与总碳在土壤中的沉积速率与加积速率呈现出非常明显的正相关,并且与土壤中各个营养成分的总量加积速率呈现出明显的正相关,有机碳在土壤中的含量也与有机碳自身的加积速率呈现出正相关关系。
2 草原土壤的营养成分2.1 土壤营养成分的分布草原土壤的营养成分在分布上存在非常明显的属性差异,据相关调查研究,草原土壤中的有机质含量较为一般,相比于新生湿地土壤,在有机质含量上要相对较低,特别是荒漠化的草原,在有机质方面更要远远低于其他草原土壤,而由于有机质中的有机碳能够对营养成分进行吸附,进而造成草原土壤中的营养成分相比于新生湿地土壤要较少。
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤是地球上生命赖以生存的基础,其质量状况直接关系到生态环境的健康和人类的生活。
随着工业化进程的加快和人类活动的增加,土壤受到了越来越多的污染,其中重金属污染是比较严重的问题之一。
重金属在土壤中的分布特征及其对生态环境的影响已经引起了人们的广泛关注。
本文将探讨土壤重金属的分布特征及生态风险评价。
一、土壤重金属的来源及分布特征重金属是一类密度较大的金属元素,具有一定的毒性和生物累积性。
在土壤中,重金属污染主要来源于工业排放、农药和化肥的使用、交通运输等人类活动。
大气降尘和水体渗漏也是重金属污染的重要来源。
土壤中常见的重金属主要包括铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、镍(Ni)、锰(Mn)等。
这些重金属对土壤生态系统和生物链都会造成不同程度的影响。
土壤中重金属的分布具有一定的特征。
一般来说,重金属在土壤中的分布受到土壤类型、pH值、有机质含量等因素的影响。
在不同的土壤类型中,重金属的含量会有所不同。
在耕作土壤中,重金属的含量相对较低,而在工业区附近的土壤中,重金属的含量会明显增加。
土壤的pH值也会影响重金属的分布。
一般来说,土壤的pH值越低,重金属的含量越高,因为酸性条件有利于重金属的溶解和释放。
而土壤中的有机质含量对重金属的固定和迁移也起着重要的作用。
有机质含量高的土壤通常能够更好地固定重金属,减少其对生态环境的影响。
二、土壤重金属对生态环境的影响土壤中的重金属对生态环境有多种影响。
重金属对土壤微生物和土壤动物的生长和活动产生影响,导致土壤生态系统的紊乱。
重金属对植物的生长和发育也会产生不利影响,严重影响农作物的品质和产量。
重金属还具有一定的生物积累和生物放大特性,导致食物链中的生物不断受到重金属的累积,最终对人类健康产生威胁。
针对土壤重金属污染对生态环境的影响,国内外学者进行了大量的研究。
他们发现,土壤中重金属的积累会导致土壤微生物群落的变化,降低土壤养分的有效性,阻碍土壤中的化学循环和生物循环过程。
土壤重金属分布特征及生态风险评价重金属是指相对密度大于5g/cm3的金属元素,如铅(Pb)、铬(Cr)、镉(Cd)、汞(Hg)等。
在自然界中,重金属广泛存在于土壤中,其分布特征与土壤类型、地质特征、人类活动等因素密切相关。
土壤重金属分布特征主要表现为以下几个方面:1.地域差异:不同地区的土壤中重金属含量存在显著差异,主要受地质背景和气候条件的影响。
一般来说,地壳中重金属含量高的地区,土壤中重金属含量也较高。
2.土壤类型差异:不同土壤类型对重金属的吸附和释放能力不同,从而导致土壤中重金属含量的差异。
粘土矿物对重金属有较强的吸附能力,可以减少重金属的迁移和扩散;而砂土和砾石土则对重金属的吸附能力较弱,容易导致重金属的富集。
3.人类活动影响:人类活动(如农业、工业、交通等)是重金属在土壤中的重要来源。
大量利用化肥、农药等化学物质,以及工业废水、废气的排放,会使得土壤中重金属含量增加。
交通流量大的地区,道路上机动车尾气中的重金属会沉积在土壤中。
土壤中重金属的生态风险评价是评估土壤重金属对生态环境和人体健康的潜在风险。
常用的评价指标包括重金属含量、生物有效性、迁移性和毒性等。
通过对土壤中重金属含量的分析,可以了解土壤重金属的污染程度。
通常以国家土壤质量标准为参考,对土壤中重金属含量进行比较和评价,判断是否超过了安全标准。
生物有效性是评价土壤中重金属对生物(包括植物和动物)的毒性的重要指标。
通过测定土壤中重金属的易交换态和可溶态含量,可以评估其对植物的吸收和转移能力,以及生物累积的潜力。
重金属的迁移性是评价其对地下水和地表水的潜在影响的指标。
迁移性较高的重金属可以随降水和地下水流动而迁移至水体中,从而对水生生物产生毒害。
重金属的毒性评价通常通过生物监测和毒性试验来进行。
通过对生态系统中的生物样本(如植物、动物)进行采样和分析,可以评估重金属对生物的生长、发育和繁殖的影响。
商洛市不同功能区土壤重金属污染状况研究高利峰【摘要】At the different function areas of Shangluo City, heavy metal pollution in soil was evaluated with the single factor pollution index and comprehensive pollution index. From the single pollution index, the commercial, cultural and educational areas were mainly Hg-based. The industrial area was mainly Cu, Pb and Zn. The park area was mainly Cd, while heavy metal pollution in soil in agricultural area was lower than the stipulated pollution level. The result indicated that the comprehensive pollution index was 0.98, heavy metals in soil were still in a clean state, but it has already been on the alert level.%以商洛市不同功能区的土壤为研究对象,采用单因子污染指数和综合污染指数法对土壤重金属污染现状进行评价。
结果表明,从单因子污染指数来看,商业区和文教区的土壤重金属污染以Hg为主,工业区的土壤重金属污染以Cu、Pb、Zn为主,公园的土壤重金属污染以Cd为主,而农业区土壤中各重金属尚未达到污染级别。
多因子综合污染指数为0.98,土壤重金属处于尚清洁状态,但已经处于警戒水平。
丹江流域商州城区段重金属富集植物筛选——秦王山矿区菊科重金属富集植物筛选背景:土壤是人类赖以生存发展的生产资料,也是人类社会最基本、最重要的自然资源之一。
随着我国工业化的不断深入,多种含重金属的污染物通过各种途径进入土壤,造成土壤中相应的重金属富集,从而导致土壤肥力降低,农作物产量和品质下降,并通过食物链危及人类健康和生命。
商洛市矿产资源丰富,在开发这些资源获取经济效益的同时,也会带来不可避免的重金属污染问题。
近年来,人们致力于研究一种对环境无污染且成本较低的“绿色生态技术” (即植物修复技术) ,以治理重金属污染土壤与矿业废弃地。
在利用植物修复技术之前,需要筛选和培育出重金属超富集植物。
目前,国内植物修复技术研究也有一些进展。
利用植物修复对商洛市矿产开发带来的污染进行治理能有效防止传统治理方式所带来的“二次污染”。
然而,其他地方的具有修复作用植物不一定在商洛地区发挥应有作用。
商洛市作为“南水北调”工程的水源涵养区,治理污染问题已不仅只关乎本市人民的生产生活,也关乎首都及“南水北调”工程中下游地区的人民生产生活。
目的:通过实验初步筛选出丹江湿地商州城区段重金属富集植物,用于日后大面积推广种植进而提高土壤质量,改善丹江流域水源,为人民提供一个绿色安全的生活环境,为农业生产提供安全保障。
1.实验材料与仪器1.1实验试剂硝酸(优级纯)、盐酸(优级纯)、乙醇、去离子水、乙炔气、氩气、铜单元素标准溶液、铅单元素标准溶液、砷单元素标准溶液、纯净水等。
1.2主要实验仪器原子吸收光谱仪、压力自控密闭微波消解仪、聚四氟乙烯消解罐、电子天平。
2.实验方法:2.1土壤样品采集和室内前处理在秦王山采集植物根系所带土壤,采样深度 0~20cm ,每个采样点采集土壤1.5~2.0kg。
通风处风干。
研磨过2mm筛 ,存于塑料瓶中调匀 ,作为保存样品。
取保存样品研磨至全部过0. 149mm筛。
混匀保存作为供试样品。
采用微波消解。
商洛农田土壤养分和重金属的变异特征李堆淑【摘要】以陕西省商州区的农田土壤(深度为-5~-10 cm,-10~-20 cm)为研究对象,研究土壤养分(pH值、电导率、全氮、全磷)和重金属(Cu、Zn、Cd、Ni、Mn)含量,并分析土壤养分和这些重金属含量之间的相关性.结果表明,农田土壤的pH值均大于7,属于偏碱性土.除Cd外,其余重金属含量均未超标.重金属Cd含量在农田土壤中高于国家土壤环境质量二级标准(0.30 mg/kg).相关性分析表明,pH与电导率、重金属与pH、重金属与电导率及各重金属之间均有一定的显著或极显著相关性,而pH、电导率和重金属分别与全氮含量、全磷含量之间的相关性不显著.主成分分析表明,农田土壤养分所受因素影响并不一致,重金属来源差异也显著.%Taking the farmland soil in Shangzhou district of Shaanxi province as the research object,soil nutrients which were pH value,conductivity,total nitrogen,and total phosphorus and heavy metals which were Cu,zinc,Cd, Ni and Mn contents were studied,and the correlation of soil nutrients and heavy metals contents which were Cu, zinc,Cd,Ni and Mn were analysised. The results showed that the pH value of farmland soil were all greater than 7 which were alkaline soil. The contents of heavy metal Cu,Zn,Ni and Mn were not exceeded,while the contents of heavy metal Cd in farmland soil were higher than the national soil environmental quality secondary standard in 0.30 mg/kg. Correlation analysis showed that the pH and electrical conductivity,heavy metals and pH,Heavy metals and electrical conductivity,and among the heavy metals had the certain significant or extremely significant correlations,while pH, conductivity,heavy metal withtotal nitrogen contents and total phosphorus contents respectively were not significant. Through the principal component analysis,the farmland soil nutrients were affected by different factors. There were also significantly differences in the sources of heavy metals.【期刊名称】《河南科学》【年(卷),期】2018(036)005【总页数】5页(P683-687)【关键词】土壤养分;重金属;农田;商洛;变异【作者】李堆淑【作者单位】商洛学院生物医药与食品工程学院,陕西商洛 726000【正文语种】中文【中图分类】X713土壤是农作物生长的基础,农作物的产量和品质直接关系着土壤肥力和环境质量[1-2].国内外土壤地球化学研究的应用领域主要为土壤环境评价、土壤肥力评估、农业区划与规划等方面[3-7].从20世纪70年代开始,随着地统计方法的发展,国外许多学者用地统计学理论研究土壤特性空间变异性规律:Beckett PHT等[8]采用了地统计学方法研究了两个土壤制图单元中砂粒含量和pH空间变异;叶华香等[9]研究发现南京市郊菜地土壤的pH影响着菜地土壤重金属的分布;郁珊珊等[10]研究发现,土壤全氮含量和有机碳对土壤重金属有较大影响,土壤重金属与pH呈负相关性,土壤重金属含量与全磷含量没有相关性;崔孝强等[11]研究发现,不同耕作方式的土壤Cd、Zn有效量与土壤有机质含量呈极显著正相关性,土壤有机质含量与土壤Pb、Cu有效量呈显著正相关性,土壤pH值与Pb有效量呈显著正相关;郑灏[12]研究发现,在不同套种模式的土壤中,有效磷、全氮含量和有效钾之间呈显著相关或极显著相关,土壤养分和土壤理化性质间也显著相关;黄静[13]研究发现,pH、碳酸钙等与土壤中多数重金属含量的相关性较好,反映了理化性质指标是影响多数重金属富集的主要因素.目前有关陕西省商洛市农田土壤的研究未见报道.鉴于此,本研究以陕西省商州区的农田土壤不同深度(-5~-10 cm,-10~-20 cm)的土壤为研究对象,研究土壤养分(pH值、电导率、全氮含量、全磷含量)和重金属(Cu、Zn、Cd、Ni、Mn)含量,并分析它们之间的相关性.1 研究区概况商洛地处陕西省东南部的秦岭南坡,位于33°02′30″N~34°24′40″N和108°34′20″E~110°01′25″E,以山地地形为主,平均海拔880 m,形成了温暖带南缘过渡带季风性、半湿润山地气候.受山地地形高差变化的影响,土壤以垂直分布为主,水平分布以丹江河谷为中心东西向条带分布.2 材料与方法2.1 材料陕西商州区农田土壤:深度为-5~-10 cm,-10~-20 cm.2.2 方法2.2.1 土壤采集于2017年4月选取陕西省商州区农田土壤(表1),并在每个样点周围2 m范围内随机采取对角线的五点法采土样,充分混匀后,装入聚乙烯灭菌袋内,带回实验室.2.2.2 土样制备采集好的每种新鲜土样各称取10 g,用来测量其理化性质,剩下的土样放在干净的牛皮纸上,置室内阴凉通风处风干,避免阳光直接暴晒.土样风干后,拣出石子、植物根系、枯枝落叶和动物残体等进行研磨,然后通过100目尼龙筛过筛.最后将研磨过筛的土样装进密封袋内,放在阴凉通风处保存,备用. 2.2.3 土壤养分测定土壤pH值采用5∶1水土浸提测定,电导率采用电导仪5∶1水土浸提测定,土壤全氮测定采用凯氏定氮法,土壤全磷测定采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法[14].2.2.4 土壤重金属测定称取1.0 g样品于消煮管,用HNO3-HClO4进行消煮,然后用去离子水定容为50 mL,采用原子吸收光谱仪(AA7002A型)测定土壤中重金属含量[15].表1 采样点Tab.1 Sampling points1 2 3 4-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20-5~-10-10~-2069133°52′10″109°57′23″69533°52′8″109°57′24″69233°52′8″109°57′23″6903 3°52′9″109°57′22″3 结果与分析3.1 样点土壤养分特征由表2可知,土壤的pH值为7.60~8.12,属于微碱性土,适宜农作物生长.土样1、土样2和土样4的上层(-5~-10 cm)土壤pH值都小于下层(-10~-20 cm)土壤;土样3的上层(-5~-10 cm)土壤pH值大于下层(-10~-20 cm)土壤.样点土壤的电导率为92.88~115.79,其平均电导率为100.65.农田上层(-5~-10 cm)土壤的电导率均大于下层(-10~-20 cm),表明上层土壤的盐分高于下层土壤.样点土壤的全氮含量为0.189~1.418 g/kg,平均全氮含量为0.690 g/kg.土样1、土样2和土样4上层(-5~-10 cm)土壤的全氮含量都低于下层(-10~-20 cm)土壤,表明下层土壤肥力较高;土样1的上层(-5~-10 cm)土壤的全氮含量高于下层(-10~-20 cm)土壤,表明上层土壤肥力较高.样点土样的全磷含量为0.517~0.771 g/kg,平均全磷含量为0.637 g/kg.样点土样的上层(-5~-10 cm)土壤全磷含量均高于下层(-10~-20 cm)土壤.表2 农田土壤养分变化Tab.2 Changes of soil nutrient in farmland1 2 3 4-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20 7.80 8.00 7.90 8.00 8.12 7.60 7.80 7.90 100.69 92.88 96.42 92.92 107.01 102.64 115.79 96.90 0.344 0.451 0.235 0.617 0.428 0.189 0.339 1.418 0.599 0.571 0.745 0.646 0.771 0.656 0.593 0.5173.2 样点土壤重金属含量由表3可知,样点土壤中Cu的含量为12.501~23.676 mg/kg,Cu的平均含量为19.503 mg/kg.土样1、土样2和土样4上层(-5~-10 cm)土壤中Cu含量均高于下层(-10~-20 cm)土壤,土样3上层(-5~-10 cm)土壤中Cu含量低于下层(-10~-20 cm)土壤.样点土壤中Zn含量为4.797~29.701 mg/kg,Zn平均含量为23.050 mg/kg.土样1、土样2和土样3上层(-5~-10 cm)土壤中Zn含量均高于下层(-10~-20 cm)土壤;土样4上层(-5~-10 cm)土壤中Zn含量低于下层(-10~-20 cm)土壤.样点土壤中Cd含量为1.064~2.160 mg/kg,Cd平均含量为1.823 mg/kg.土样1、土样2和土样4上层(-5~-10 cm)土壤中Cd的含量均低于下层(-10~-20 cm)土壤,土样3的上层(-5~-10 cm)土壤中Cd的含量高于下层(-10~-20 cm)土壤.样点土壤中Ni 含量为6.017~21.207 mg/kg,Ni平均含量为15.883 mg/kg.土样1和土样3上层(-5~-10 cm)土壤中Ni含量均高于下层(-10~-20 cm)土壤,土样2和土样4上层(-5~-10 cm)土壤中Ni含量均低于下层(-10~-20 cm)土壤. 样点土壤中Mn的含量为241.680~407.647 mg/kg,Mn平均含量为335.435 mg/kg.土样1和土样3上层(-5~-10 cm)土壤中Mn含量均高于下层(-10~-20 cm)土壤,土样2和土样4上层(-5~-10 cm)土壤中Mn含量均低于下层(-10~-20 cm)土壤.表3 土样中重金属含量Tab.3 Heavy metals content of farmland soil mg·kg-11 2 3 4-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20-5~-10-10~-20 16.998 21.831 22.155 23.676 21.322 19.575 12.501 17.970 29.701 23.510 27.514 23.947 36.127 19.778 4.797 19.028 1.603 2.160 2.138 2.141 1.893 1.691 1.064 1.900 18.123 17.071 17.417 21.207 16.602 15.535 6.017 15.093 374.821 342.129 346.173 407.647 336.872 301.308 241.680 332.8563.3 土样中养分与重金属含量的相关性由表4可知,在土样中,Zn与Cu呈显著正相关(RZn-Cu=0.677);Cd与电导率呈极显著负相关(RCd-电导率=-0.888),Cd与Cu呈高度显著正相关(RCd-Cu=0.949),Cd与Zn呈显著正相关(RCd-Zn=0.636);Ni与电导率、Cu、Cd呈极显著负相关或极显著正相关(RNi-电导率=-0.829,RNi-Cu=0.856,RNi-Cd=0.839),Ni与Zn呈显著正相关(RNi-Zn=0.776);Mn与电导率、Cu、Zn、Cd呈显著负相关或显著正相关(RMn-电导率=-0.792,RMn-Cu=0.733,RMn-Zn=0.703,RMn-Cd=0.747),Mn与Ni呈高度显著正相关(RMn-Ni=0.949).表4 农田土壤养分与重金属含量的相关性Tab.4 Correlation of soil nutrients and heavy metals in farmland注:“*”表示p<0.05(显著);“**”表示p <0.01(极显著);“***”表示p<0.001(高度显著). pH电导率全氮全磷Cu Zn Cd Ni Mn 1.000 1.000-0.261 0.265 0.273 0.493 0.501 0.527 0.341 0.436 1.000-0.297 0.140-0.764-0.424-0.888**-0.829**-0.792*1.000-0.577-0.037-0.111 0.196 0.060 0.166 1.000 0.460 0.571 0.241 0.251 0.130 1.000 0.677*0.940***0.856**0.733*1.000 0.636*0.776*0.703*1.0000.839**0.747*1.000 0.949***从因子载荷(表5)可以看出,土样中,Cu、Cd、Ni和Mn在因子1中占有较大载荷,全磷在因子2中占有较大载荷.表明Cu、Cd、Ni和Mn可能存在相同的来源,全磷含量可能是另一因素受影响.表5 土样养分与重金属含量成分矩阵的因子载荷Tab.5 Factor loading of soil nutrients and heavy metals content matrix in farmlandpH电导率全氮全磷Cu Zn Cd Ni Mn 0.568-0.829 0.110 0.340 0.933 0.804 0.940 0.950 0.8990.015 0.426-0.845 0.884 0.133 0.359-0.123-0.301-0.147 0.564-0.864 0.185 0.260 0.917 0.769 0.948 0.949 0.908 0.066 0.350-0.832 0.911 0.216 0.430-0.038 0.055-0.0664 讨论与结论土壤溶液的pH是反映土壤酸碱性的化学指标,大多数适宜作物生长发育的土壤pH值介于5.5~8.5.土壤酸碱性决定土壤中植物营养元素的有效性及污染元素的活性.土壤电导率受土壤中盐分、水分、温度等的影响,其中水分和盐分对电导率的影响较大.土壤中全氮含量可以作为土壤肥力的指标,由于大部分磷素以迟效性状态存在于土壤中,因此土壤磷素供应的指标不能用全磷含量来表示,土壤中全磷含量高,磷素供应不一定充足,而土壤中全磷含量低于某一水平时,却可能意味着磷素供应不足.本研究区土壤pH值都超过7,但大部分土壤的pH值在8以下,表明土壤呈微碱性,都适宜作物生长.电导率与含盐量有关,本研究土样的电导率与土壤全磷均是上层土壤高于下层土壤,全氮大部分是下层土壤高于上层土壤,原因可能是土地利用方式不同以及管理措施有差异所致土壤性质发生变化.本研究区4种土样中,Cu 平均含量为19.503 mg/kg,Zn平均含量为23.050 mg/kg,Cd平均含量为1.823 mg/kg,Ni平均含量为15.883 mg/kg,Mn平均含量为335.435 mg/kg,土样中Cu、Zn、Ni、Mn含量都在标准值范围内,而Cd含量超标,表明土壤Cd的生态危害严重.重金属具有潜在的危害性,土壤重金属污染会影响土壤结构、微生物群落结构和土壤肥力,导致农作物生长发育受阻,降低作物产量与品质[16-18].本研究对农田土壤养分与重金属进行相关性分析,pH与电导率有相关性,pH、电导率分别与重金属有相关性,重金属之间有相关性,且这几种指标与全氮含量、全磷含量的相关性都不明显,表明pH影响电导率,pH与电导率都影响重金属的分布的结论.从主成分分析可以看出,重金属Cu、Cd、Ni和Mn可能存在相同的来源,全磷含量可能受另一因素影响.由于土壤中重金属污染来自自然因素和人类活动,在自然因素中不同成土过程对土壤重金属含量影响很大[19],人类在工农业生产中有生活废弃物、交通运输等引起的土壤重金属污染[20].【相关文献】[1]孙彦铭,刘克桐,贾良良,等.河北省冀中南平原区典型农田土壤肥力演变特征[J].中国农学通报,2016,32(9):164-169.[2]颜希亭.不同土种土壤养分与重金属空间变异及其施肥策略研究[D].扬州:扬州大学,2015. 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土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤中重金属元素是指相对密度大于4.5g/cm3的金属元素,其中包括镉、铬、铅、汞、铜、锌等元素。
它们对生态环境和人类健康具有较大的危害性,因此对土壤中重金属的分布特征及生态风险评价显得十分重要。
本文将通过对土壤中重金属的来源、分布特征及生态风险评价进行系统性分析,旨在为土壤环境保护提供科学依据和参考。
一、土壤中重金属的来源1. 工业排放工业生产过程中,会产生大量的废水和废气,其中含有大量的重金属污染物。
这些废水和废气在未经处理的情况下直接排放到土壤中,会导致土壤中重金属元素的积累。
2. 农药和化肥使用过量或过于频繁的农药和化肥会导致土壤中重金属的累积,尤其是含有镉、铅等元素的农药和化肥更容易引起土壤重金属的污染。
3. 人类活动人类的日常生活和生产活动也会造成土壤中重金属的污染,如燃煤、焚烧垃圾、废水排放等。
1. 地域分布差异土壤中重金属的含量在不同地域之间存在较大的差异,一般来说,工业发达地区和城市周边地区的土壤重金属含量较高,而农村地区和远离工业区的地区的土壤重金属含量相对较低。
2. 垂直分布差异土壤中重金属的含量随着土壤深度的增加而逐渐减少,表层土壤中的重金属含量明显高于深层土壤中的含量。
3. 形态分布差异土壤中的重金属存在不同的形态,包括可交换态、结合态和残渣态等。
其中可交换态和结合态的重金属对植物和土壤微生物具有较大的毒害性,是造成土壤污染的主要形态。
1. 毒性评价对土壤中重金属元素的毒性进行评价是十分必要的,通过对重金属元素的生物毒性和植物毒性进行研究,可以评估土壤中重金属的潜在毒害性。
2. 污染程度评价对土壤中重金属的污染程度进行评价,可以根据土壤中重金属的含量和环境质量标准进行比较,判断土壤是否受到了重金属的污染。
3. 生态风险评估通过对土壤中重金属的分布特征、生物毒性和污染程度进行综合评估,可以对土壤中重金属的生态风险进行评估,为土壤污染防治提供科学依据。
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤重金属是指在土壤中含量较高且对生物具有一定毒性的金属元素。
由于人类活动和自然因素的影响,土壤中重金属含量的增加已经成为一个全球性的环境问题。
土壤中常见的重金属元素包括铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)等。
土壤重金属分布特征主要受土壤类型、地质背景、气候条件以及人类活动等因素的影响。
一般来说,煤矿地区、工业区和农业区的土壤重金属含量相对较高。
工业区附近的土壤常常受到工业废水和废气的污染,含有较高的重金属元素。
农业地区的土壤也容易受到农药和化肥的影响,导致土壤重金属含量升高。
不同的土壤类型对重金属的吸附和释放有着不同的特点。
一般来说,粘土质土壤对重金属的吸附能力较强,容易使其固定在土壤中,而沙质土壤则较为透水,重金属较容易溶解并迁移至地下水系统。
土壤重金属对生态环境和人体健康产生潜在的威胁。
高浓度的重金属会影响土壤中的微生物活性,阻碍土壤中营养物质的循环。
土壤重金属还可能通过土壤-植物-动物食物链的途径进入人体,导致慢性中毒等健康问题。
评价土壤重金属的生态风险是必要的,可以有效指导土壤环境的保护和修复。
常用的生态风险评价方法包括潜在生态风险评价和实际风险评价。
潜在生态风险评价是通过采集土壤样品和分析土壤中重金属的含量,评估潜在的风险程度。
实际风险评价则是在潜在风险评价的基础上考虑土壤中重金属的潜在迁移和转化,结合场地的实际环境条件来评估实际的风险程度。
为了减少土壤重金属的分布和生态风险,需要采取相应的防治措施。
一方面,应当加强对工业废水和废气的处理,减少重金属的排放。
农业生产中应避免过量使用农药和化肥,以减少农业区土壤重金属的积累。
需要加强土壤修复技术的研究和应用,恢复受污染土壤的生态功能。
土壤重金属的分布特征和生态风险评价对于土壤环境的保护和人类健康具有重要意义。
只有加强监测和管理,采取相应的措施,才能有效减少土壤重金属对环境和人类健康的威胁。
某地区土壤重金属含量特征及影响因素研究土壤重金属含量是衡量土壤环境质量的重要指标之一。
研究土壤重金属含量的特征及其影响因素对于环境保护和农业发展具有重要意义。
本文将根据相关文献和实地调研,探讨某地区土壤重金属含量特征及其影响因素。
某地区土壤重金属含量特征可以通过对土壤样本的采集和实验分析得出。
根据研究结果,某地区土壤重金属含量普遍较高,其中以铅、镉和汞为主要重金属。
与其他地区相比,这些重金属的含量在某地区相对较高,可能与周边工业排放、农药使用和废弃物处理等因素有关。
影响某地区土壤重金属含量的因素有多种。
一是地质因素,某地区地质构造复杂,存在较多的重金属矿床,因此土壤中的重金属含量较高。
二是气候因素,该地区气候湿润多雨,导致土壤中的重金属含量相对较高。
三是人为活动因素,周边工业企业的排放和农药的使用等会导致土壤中重金属含量的增加。
四是土壤性质因素,土壤的pH值、有机质含量、粘粒含量等会影响土壤中的重金属含量。
针对某地区土壤重金属含量较高的问题,需要采取一系列的环境保护与修复措施。
加强土壤监测工作,定期对土壤进行采样与分析,了解重金属的分布及其变化趋势,为环境管理提供数据支持。
加强工业企业的环境监管,对其排放进行严格控制,减少重金属的释放到土壤环境中。
相关部门应加强对农药的管理,推广绿色环保的农业生产方式,减少土壤污染的风险。
可以通过土壤修复技术,如植物修复、生物修复和化学修复等,对受重金属污染的土壤进行修复,降低重金属的含量。
某地区土壤重金属含量特征及其影响因素是一个复杂的系统工程。
为了保护环境和保障农业发展,我们需要加强对该地区土壤重金属含量的研究和监测,并采取相应的环境保护与修复措施。
某地区土壤重金属含量特征及影响因素研究土壤是自然环境中重要的资源,其质量直接影响到植物的生长和发育,对人类健康和生态环境也具有重要影响。
重金属是土壤中普遍存在的一类元素,其含量和分布特征受到多种影响因素的共同作用。
本文将针对某地区土壤重金属含量特征及其影响因素进行研究。
为了了解土壤重金属含量的分布特征,我们需要对某地区的土壤样品进行采集和分析。
采集样品时,应根据地貌、土地利用类型和土地利用历史等因素选择合适的采样点,然后采用标准的采样方法采集土壤样品。
采集到的样品需要进行实验室分析,通过原子吸收光谱等仪器对样品中的重金属元素含量进行测定。
在分析土壤重金属含量的基础上,我们需要确定影响土壤重金属含量的因素。
一般来说,土壤重金属含量受到土壤类型、地质背景、气候条件、人类活动等多种因素的影响。
我们可以通过地理信息系统(GIS)对采样点的地理特征进行分析,包括土壤类型、地形、地质背景等,以确定它们与土壤重金属含量之间的关系。
还需要考虑当地的气候条件和季节变化对土壤重金属含量的影响。
人类活动也是影响土壤重金属含量的重要因素,包括农业化学品的使用、工业活动和城市化进程等。
可以通过调查相关的人类活动情况和土壤使用历史,来分析它们与土壤重金属含量的关系。
根据以上的研究结果,我们可以总结出某地区土壤重金属含量的特征和主要影响因素,并提出相应的管理和保护策略。
如果发现土壤重金属含量较高,并且与农业活动有关,可以建议使用有机农业方法,减少农药和化肥的使用。
如果土壤重金属含量与某个工业区域有关,可以建议加强工业废水处理和排放标准的执行。
某地区土壤重金属含量特征及其影响因素的研究对于合理利用土壤资源和保护环境具有重要意义。
通过深入研究土壤重金属含量的分布和影响因素,可以为该地区的土壤管理和保护提供科学依据。
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤中的重金属是指相对密度大于5g/cm3且具有较高的毒性和生物积累性的金属元素。
它们通常由自然因素或人类活动引起,如采矿、工业排放、农业施肥等。
重金属的存在对土壤和植被的健康有害,因此对其分布特征和生态风险的评价就显得至关重要。
土壤重金属的分布受多种因素的影响,包括地质特征、气象条件、土壤类型和人类活动等。
一般来说,地质条件是土壤中重金属分布的主要因素之一。
富含矿产资源的地区通常土壤中重金属含量较高,如铅锌矿区、铜镍矿区等。
气候条件也对土壤重金属分布起着一定的影响。
降水量多的地区容易造成土壤中重金属的淋溶和迁移,从而导致土壤中重金属的积累。
土壤类型也是影响重金属分布的重要因素,不同类型的土壤对重金属的吸附能力不同,从而影响了土壤中重金属的含量分布。
土壤中重金属的存在对环境和生态系统产生了严重的影响。
它们不仅会导致土壤污染,还会通过植物的吸收进入食物链,对人类健康和生态系统造成威胁。
对土壤重金属的生态风险进行评价,可以为环境保护和土壤修复提供科学依据。
生态风险评价是指通过对环境中污染物的分布、转化和生物有效性等特征进行综合评估,评价其对生态系统稳定性和健康的影响程度。
对土壤重金属的生态风险评价一般包括以下几个步骤:(1)重金属的来源与分布特征分析首先需要对土壤中重金属的来源和分布特征进行分析。
通过采集样品进行分析,了解土壤中重金属的类型、含量和空间分布特征,从而为后续的评价工作提供基础数据。
(2)重金属的迁移转化分析重金属在土壤中的迁移和转化过程是生态风险评价的关键环节。
需要分析重金属在土壤中的形态、迁移规律和生物有效性,了解其对生态系统的潜在影响。
(3)生态风险评价模型建立根据前期分析结果,建立适合本地区土壤重金属生态风险评价的模型。
常用的生态风险评价模型包括美国环保署的重金属生态风险评价模型和荷兰的地球化学生态风险评价模型等。
通过模型的建立,可以对土壤中重金属的生态风险进行定量分析和评价。
土壤重金属分布特征及生态风险评价土壤中的重金属分布特征及其对环境和生态系统的风险评价一直是环境科学研究的重要内容之一。
重金属在自然界中普遍存在,但过量的重金属含量会对生态环境造成严重影响。
1. 重金属的分布特征:重金属的分布主要受到土壤来源、土壤性质、人类活动等因素的影响。
一般来说,重金属在土壤中的分布具有以下特征:- 垂直分布:重金属通常以深度渐减的趋势存在于土壤中,表层土壤中的重金属含量较高,随着深度增加逐渐降低。
- 水平分布:重金属的分布通常呈现高度异质性,后果受到土地利用和人类活动的影响很大。
- 空间变异:重金属在不同的土壤质地、土壤类型和地理区域之间存在显著的空间变异。
2. 重金属的生态风险评价:重金属的生态风险评价是评估重金属对生态系统和人体健康的潜在影响。
常用的评价方法包括生物有效性评估、污染程度评价和生态风险指数评价等。
- 生物有效性评估:通过测定土壤中重金属的可溶态、交换态和胶结态等形态,评估重金属的生物有效性。
生物有效性高的重金属更容易吸收到植物体内,对生态系统产生潜在影响。
- 污染程度评价:通过测定土壤中重金属的浓度与环境质量标准相比较,判断土壤的污染程度。
超过环境质量标准的土壤被认为是污染土壤,可能对生态系统和人体健康造成潜在威胁。
- 生态风险指数评价:综合考虑重金属的毒性效应和环境因子的影响,建立生态风险评价模型,评估重金属对生态系统的风险程度。
3. 影响土壤重金属分布和生态风险的因素:- 土壤来源:土壤中重金属含量与土壤来源密切相关,沉积土壤通常含有更高的重金属含量。
- 土壤性质:土壤质地、有机质含量、pH值等因素都会影响重金属在土壤中的分布和迁移行为。
- 人类活动:冶炼、工矿企业排放、农药和化肥使用等人类活动都会导致土壤中重金属超标。
- 植物吸收:植物对重金属有不同的吸收和累积能力,不同植物对重金属的吸收程度也不同,其中有些植物可以通过吸收重金属净化土壤。
了解土壤中重金属的分布特征以及对生态系统和人体健康的风险评价是保护环境、维护人类健康的重要内容。
不同成土母质土壤重金属含量特征作者:项力来源:《安徽农业科学》2021年第06期摘要根据东至县地质背景和母岩类型,将成土母质可划分为8个类型。
对这8种成土母质土壤中的Hg、Cd、Cu、Cr、Pb、As、Ni、Zn等重金属元素进行取样测试,分析其富集程度,并对比不同母质土壤中重金属含量。
结果显示,研究区8种类型母质的土壤重金属元素含量基本表现为Cr> Zn > Pb > Cu ≈Ni >As>Cd>Hg的规律,但也有个别例外。
湖泊沉积物、碳酸盐岩类残坡积物对重金属元素的富集作用较为显著。
关键词成土母质;重金属;含量;富集系数;东至县Abstract According to the geological background and parent rock types of Dongzhi County, the soil forming parent material could be divided into eight types.Heavy metal elements including Hg,Cd, Cu, Cr, Pb, As, Ni, Zn in these eight parent soils were sampled and tested,their enrichment degree was analyzed, and the heavy metal contents in different parent soils were compared. The results showed that the content of heavy metal elements in the soil of the eight types of parent materials in the study area was Cr > Zn > Pb > Cu ≈ Ni >As > Cd > Hg, with some exceptions. The accumulation of heavy metals in lake sediments and carbonate residual slope deposits was significant.Key words Parent materials;Heavy metals;Content;Enrichment coefficient;Dongzhi County土壤重金属元素对农业生产、食品安全乃至区域生态环境都具有重要的意义。
Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2019, 7(2), 136-143Published Online April 2019 in Hans. /journal/hjsshttps:///10.12677/hjss.2019.72017Variation Characteristics of Soil Nutrientsand Heavy Metals in Different Habitats—Taking Shangzhou District as an ExampleLiuqing He1*, Duishu Li21College of Tourism and Geography, Yunnan Normal University, Kunming Yunnan2College of Biomedical and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo ShaanxiReceived: Apr. 2nd, 2019; accepted: Apr. 17th, 2019; published: Apr. 24th, 2019AbstractIn this paper, three soils (garden soil, forest soil, and wasteland soil) in Shangzhou District were used as research objects to determine soil nutrients (pH, conductivity, total nitrogen, total phos-phorus) and heavy metal (Cu, Zn, Cd, Ni, Mn) content at different depths (5 - 10 cm and 10 - 20 cm),and the correlation between soil nutrients and heavy metals was analyzed. Through the study, we found that the soil of the three different habitats belonged to alkaline soil, the total nitrogen and total phosphorus content of garden soil were high, and the heavy metal content of wasteland soil was the highest. The content of heavy metal Cd in the soil of the three different habitats is all higher than the risk screening value (0.3 mg/kg) stipulated in the new national standard (GB 15618-2018).By analyzing the correlation between them, the results show that the conductivity is significantly correlated with pH and heavy metals, and there is a certain or extremely significant correlation between heavy metals and pH and other heavy metals. There was no significant correlation between total nitrogen or total phosphorus content with pH, electrical conductivity and heavy metal content.KeywordsShangzhou District, Soil, Nutrient, Heavy Metal Content不同生境土壤养分与重金属的变异特征——以商州区为例贺柳青1*,李堆淑21云南师范大学旅游与地理科学学院,云南昆明2商洛学院生物医药与食品工程学院,陕西商洛*通讯作者。
贺柳青,李堆淑收稿日期:2019年4月2日;录用日期:2019年4月17日;发布日期:2019年4月24日摘要本文以商州区的三种土壤(花园土、林地土、荒地土)为研究对象,测定其在不同深度(5~10 cm 和10~20 cm)的土壤养分(pH 值、电导率、全氮、全磷)和重金属(Cu 、Zn 、Cd 、Ni 、Mn)含量,并分析土壤养分和各重金属之间的相关性。
研究发现,三种不同生境的土壤都属于偏碱性土,花园土的全氮、全磷含量较高,荒地土的重金属含量最高。
重金属Cd 含量在三种不同生境土壤中均高于新国标(GB 15618-2018)规定的风险筛选值(0.3 mg/kg)。
相关性分析表明,电导率与pH 、重金属,重金属与pH 以及各重金属之间均有一定的显著或极显著相关性,而全氮、全磷含量与pH 、电导率、重金属含量之间的相关性不显著。
关键词商州区,土壤,养分,重金属含量Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/1. 引言土壤是发育于地球陆地表面具有生物活性和孔隙结构的介质,是地球陆地表面的脆弱薄层,是动植物赖以生存和发展的物质基础,因此,研究土壤的养分状况能够使我们更好地保护和利用土壤。
在研究土壤的空间变异性方面,地统计学方法成为很多学者的常用方法。
法国学者Matheron 提出和发展了区域化变量理论,认为变量的结构性和随机性并存,通过地统计学方法,可以对变量进行插值和对相关变量值进行预测。
从20世纪70年代开始,大量学者应用地统计学方法研究土壤空间变异性。
Webster [1]进行了较为成功的探索,推动了土壤特性空间变异性的研究。
Webster 和Nortcliff [2]研究发现,1 hm 2农田内的Fe 和Mn 有相当强的空间依赖性,空间相关距离在80~100 m ,但Zn 和Cu 则几乎没有。
郭安延等[3]分析了滑县土壤养分的空间变异特征,发现滑县土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾等四种养分属于中等变异。
张志坚等[4]运用地统计学和GIS 技术对江西省的森林土壤养分进行研究,发现TP 和TN 具有中等程度的变异,有机质具有强变异性。
王璐[5]对洪洞大槐树景区土壤的养分与重金属空间分布特征做了研究,发现土壤的pH 值为弱变异性,其余的肥力指标为中等变异性,Cu 、Pb 、Zn 与另外两种重金属元素在空间上的分布差异较大。
诸多学者都对商洛市的土壤进行过研究,如朱亚等[6]对商洛中药材种植区的土壤进行理化性质差异分析,李堆淑[7]对商洛农田土的养分与重金属的变异特征做了分析,高利峰[8]对商洛市不同功能区的土壤重金属污染状况做了分析。
而对于商洛市不同生境土壤的养分与重金属变异特征的研究较少,鉴于此,本文分析了商洛市商州区三种不同生境的土壤(花园土、林地土、荒地土),研究其养分与重金属含量的变异特征及其相关性。
2. 材料与方法2.1. 研究区概况商州区是陕西省商洛市辖区的建制,总面积2672 km 2,是商洛市经济、政治、文化中心,位于秦岭贺柳青,李堆淑南坡,是东秦岭山地地貌的组成部分,山大、山多,属于暖温带半湿润季风山地气候,气候温和,雨量充沛,年平均气温13.5℃,年降水量758 mm。
全区宜林地500万亩,林地覆盖面积200万亩,草坡可利用面积61万亩,境内生态环境优美,生物资源丰富。
2.2. 土壤样品采集于2017年4月份对商州区三种不同生境的土壤(花园土、林地土、荒地土)进行不同深度的采集(5~10 cm和10~20 cm),在每个样点周围采用对角线法进行取样,每个样点采集5个点,将其充分混合后装入聚乙烯灭菌袋内,编好号带回实验室。
在采样过程中用GPS记录其海拔以及经纬度(见表1)。
将新鲜土样称取10 g,测定其理化性质,剩余土样在室内自然风干,去除杂志后研磨过筛。
将制备好的土样放在干燥皿内,用来测定其他指标。
Table 1. Sample points coordinates表1.采样点坐标样品编号及深度/cm 海拔/m 经纬度花园土1 5~1069633˚51'32''N 10~20 109˚56'48''E花园土2 5~1069833˚51'29''N 10~20 109˚56'53''E花园土3 5~1070033˚51'33''N 10~20 109˚56'43''E花园土4 5~1069933˚51′34″N 10~20 109˚56'35''E林地土1 5~1078233˚52'38''N 10~20 109˚56'29''E林地土2 5~1078433˚52'38''N 10~20 109˚56'30''E林地土3 5~1080033˚52'40''N 10~20 109˚56'28''E林地土4 5~1080533˚52'41''N 10~20 109˚56'27''E荒地土1 5~1079433˚52'40''N 10~20 109˚56'29''E荒地土2 5~1076633˚52'34''N 10~20 109˚56'28''E荒地土3 5~1074633˚52'27''N 10~20 109˚56'21''E2.3. 各指标的测定及数据分析土壤pH采用5:1水土浸提法,用pH仪测定[9];土壤电导率采用5:1水土浸提法,用电导仪测定[10];贺柳青,李堆淑土壤全氮采用凯氏定氮法测定[11];土壤全磷采用高氯酸–硫酸法,磷的测定采用钼锑抗比色法[12];土壤重金属用原子吸收光谱仪测定[13]。