西安郊区长期污灌下不同土地利用土壤微形态对比研究

论文摘要

长期城市废水灌溉农作物诱发的土壤环境问题和土地利用方式对土壤质量的影响是当前研究的热点问题之一,本文通过对西安长期污水污灌区典型农耕田土壤（XCZ剖面）和典型蔬菜地土壤（LXH剖面）的解剖和研究,试图从微形态的角度并结合有关土壤有关理化性质对比两种土地利用方式下土壤的微形态异同,探索土地利用方式及城市废水对土壤微形态的影响及它们之间的内在规律,为研究土壤变化及提高土壤生态功能提供一些依据。在野外详细调研的基础上,选择XCZ剖面和LXH剖面为对象并系统采样,并制作土壤薄片,在偏光显微镜下对土壤薄片进行观察,对土壤的主要微形态单元（包括粗颗粒形态和矿物组合、土壤孔隙、土壤形成物、土壤垒结等）的类型、特征、空间分布等进行了详细的观察、分析、描述,采集典型土壤微形态的高分辨率数字图像;用SISC IAS V8.0图象分析软件对土壤微形态单元的分布进行定量分析（如粗颗粒的长度、宽度、圆度、周长、面积、等圆直径、定向性、粗糙度,土壤形成物的含量及形态、孔隙的数量及绝对大小等）。同时,对土壤的有关理化性质（包括pU、CaCO3、TOC、粒度、水分、容重、磁化率等）进行了分析测试。通过对这些实验结果的综合分析,初步获得了下列主要认识:（1）数字图像的质量和大小对定量分析结果有显著的影响。不同放大倍数下的数字图像对于数值分析有大的影响,经过多次试验发现10×10倍镜下所拍的图像最适合Sisc IASV8.0图像处理系统对粗颗粒进行定量分析。进行数据分析时,采用归一化的方法可克服实验数据分散度的问题。（2）耕地和菜地土壤的矿物组成很相似,主要表现为:不同土壤发生层粗颗粒的矿物组合十分相似,均以石英和长石为主,偶尔可以见到角闪石、云母、帘石和不透明矿物等。但在不同土壤发生层各种矿物之间的比例、C/F10μm值、颗粒形状等有一定的差异。蔬菜地土壤（LXH）中,大颗粒较多,由于人类的扰动而使得粗颗粒变圆,但是由于粗颗粒的破碎程度大,反而使该剖面粗颗粒的总体磨圆度变大,粗颗粒棱角变的明显,其C/F10μm值也较大,整个剖面上C/F10μm值变化幅度较小,在0.45～0.51之间,最大值出现在Ap2层。而农田土壤（XCZ）中,粗颗粒数量明显少于蔬菜地,其C/F10μm值相对较小,而变化幅度较大,在0.16～0.43之间,最大值出现在Ap1层。两剖面B层粗颗粒各个指标参数变化差异较小。（3）耕地和菜地的土壤形成物成分相似,主要是枯土矿物（多被无定形Fe-Mn质混染而呈棕黄色-黄棕色）、方解石和无定形铁锰质。蔬菜地（LXH）剖面除了出现残积粘土外,还可见到淀积粘土。农耕田（XCZ）剖面主要是残积粘土,少量的淀积粘土。铁锰形成物往往与粘土混染在一起出现。蔬菜地（LXH）剖面和农耕田（XCZ）剖面中次生方解石分布特征相似,主要是隐晶和微晶,多以浓集物状分布于基质中,而次生方解石主要以填充物类型、包膜、亚包膜和棒状插入物为主,只是在丰度和形状上有一定的差异。（4）Ap层中,粗大且较规则的孔隙和细小而不规则孔隙共存。其中蔬菜地（LXH）土壤孔壁相对光滑且形态较规则,农耕田（XCZ）土壤中孔壁相对较粗糙。在孔隙的发育程度上,LXH剖面也比XCZ剖面孔隙发育程度高,表现为前者孔隙大,孔隙率高（17.45～21.77%）,而后者土壤孔隙较细小,孔隙率低（9.96～15.47%）。两剖面的B层中均主要由不规则状小孔隙组成,以数量多和孔壁较粗糙为特征。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 论文选题依据
• 1.1.1 论文的选题意义
• 1.1.2 研究内容
• 1.2 土壤微形态研究历史和现状
• 1.2.1 土壤微形态研究历史
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.2.3 土壤微形态研究的发展趋势前瞻
• 第2章 区域概况和实验材料
• 2.1 区域概况
• 2.2 实验材料
• 2.2.1 典型旱作农耕地土壤剖面（XCZ）
• 2.2.2 典型蔬菜地土壤剖面（LXH）
• 第3章 实验方法
• 3.1 野外方法
• 3.2 室内研究方法
• 3.2.1 土壤微形态研究方法
• 3.2.2 土壤理化性质测量方法
• 第4章 实验结果与分析
• 4.1 土壤微形态特征
• 4.1.1 典型农耕田土壤（XCZ）的微形态特征
• 4.1.2 典型蔬菜地土壤（LXH）的微形态特征
• 4.2 土壤理化性质
• 4.2.1 土壤容重与含水量
• 4.2.2 土壤pH值
• 4.2.3 土壤磁化率
• 4.2.4 总有机碳
• 4.2.5 土壤碳酸钙
• 4.2.6 土壤粒度组成分析
• 第5章 讨论
• 5.1 土壤利用与土壤理化性质
• 5.2 耕作与蔬菜地土壤微形态比较
• 5.3 土地利用方式与土壤微形态变异
• 5.3.1 土地利用对土壤粗颗粒的影响
• 5.3.2 土地利用对土壤形成物的影响
• 5.3.3 土地利用对土壤孔隙的影响
• 第6章 结论
• 参考文献
• 附录: 微形态照片
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的成果