黑河中下游区域绿洲农田土壤中主要微量元素的空间分布特征及其环境影响研究

黑河中下游区域绿洲农田土壤中主要微量元素的空间分布特征及其环境影响研究

论文摘要

本文以黑河中下游的张掖市山丹县、民乐县、甘州区、临泽县、高台县及酒泉市金塔县鼎新片的农田土壤为研究对象。通过对研究区农田土壤理化指标、微量元素全量及有效态含量的测定分析,采用SPSS17.0对理化指标、微量元素全量及有效态含量进行统计分析及相关分析,并利用GIS与地统计学相结合的方法,对研究区土壤微量元素的空间分布特征及其环境影响进行了分析。研究结果表明:(1)研究区土壤pH的范围为7.69-9.18,土壤属于碱性、强碱性土壤:土壤有机质含量范围为2.42-52.77g/kg,有机质含量处于中等及以上水平;碳酸盐含量范围为33.11-258.68g/kg,含量较高;有效磷含量范围为0.47-34.67mg/kg,含量处于中等水平以下;阳离子交换量范围为1.60-24.80cmol/kg,含量较低,土壤保肥能力较弱。(2)研究区土壤微量元素Fe、Mn全量平均值低于甘肃省土壤背景值,存在潜在缺乏的可能,而土壤Cu、Zn、Ni、Co全量平均值均高于甘肃省土壤背景值,有一定程度的富集。土壤Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Co全量的变异系数分别为21.15%、23%、15.29%、19.04%、17.76%、14.14%,除Co属于弱变异外,其余元素均属于中等程度变异。与第二次全国土壤普查结果相比,土壤有效Cu、有效Zn含量有所提高,有效Fe、有效Mn含量则有一定幅度的降低。研究区土壤有效态Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Co的变异系数分别为51.35%、84.52%、64.82%、73.39%、45.95%、74.03%,属于强变异。根据土壤微量元素有效态含量的分级结果,土壤有效Cu主要处于丰富和极丰富水平,土壤有效Zn主要处于中等及丰富水平,土壤有效Fe主要处于中等及丰富水平,土壤有效Mn主要出于极低及低水平,土壤有效Ni主要处于中等及丰富水平。总体上,研究区土壤有效Cu含量充足,有效Zn、Fe、Mn、Ni均存在不同程度的缺乏,尤其土壤有效Mn含量的缺乏最为严重。(3)土壤微量元素Cu、Zn、Fe全量呈现出相似的空间分布特征,即总体上呈现出由东南部向西北部逐渐减低的趋势;且具有中等程度的空间相关性,说明其空间分布特征主要是由成土母质、成土过程等结构性因素和人类的耕作、施肥以及灌溉等随机性因素共同作用引起的。土壤微量元素Mn全量呈现出由东南部向西北部降低的空间分布特征,且具有强烈的空间相关性,说明研究区土壤Mn的空间分布受随机性因素影响较小,而主要是由结构性因素引起的。土壤微量元素Ni、Co全量的空间分布具有明显的斑块状分布特征,且具有强烈的空间相关性,表明土壤Ni、Co的空间分布特征除受成土母质的影响外,人类的耕作、施肥以及灌溉等人为活动是影响其空间分布规律性不明显、斑块状分布的主要原因。(4)土壤有效态Cu、Zn呈现带状分布特征,且具有中等程度的空间相关性,其高值区都位于甘州区,这可能与甘州区耕作施肥、灌溉等人类活动及土壤母质等因素有关。土壤有效态Fe、Ni均呈现出斑块状分布特征,且具有中等程度的空间相关性,表明其空间分布主要是由人类的耕作、施肥、灌溉等活动以及土壤类型、气候等结构性因素的共同作用引起的。土壤有效态Mn、Co也呈现出带状分布特点,其含量空间分布总体上呈现出由东南部向西北部降低的趋势,且具有强烈的空间相关性,表明土壤有效态Mn、Co的空间分布主要受成土母质、土壤类型及其它结构性因素的影响。(5) Person相关分析表明:土壤微量元素全量之间均呈现显著正相关;土壤微量元素有效态含量与其全量之间均呈现显著正相关;土壤微量元素有效态含量与土壤pH值呈现显著负相关,与土壤有机质含量、CEC、有效磷含量之间呈现显著正相关。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景和意义
  • 1.2 国内外研究现状及存在问题
  • 1.2.1 国内外研究现状
  • 1.2.2 存在的问题
  • 1.3 研究内容、目标及拟解决的问题
  • 1.3.1 研究内容
  • 1.3.2 研究目标
  • 1.3.3 拟解决问题
  • 1.4 技术路线
  • 第二章 材料与方法
  • 2.1 研究区概况
  • 2.2 样品采集及处理
  • 2.2.1 样品采集
  • 2.2.2 样品处理
  • 2.3 实验材料及仪器
  • 2.3.1 主要化学试剂
  • 2.3.2 主要实验仪器设备
  • 2.4 样品测试与分析
  • 2.4.1 土壤理化指标的测定
  • 2.4.2 土壤微量元素的测定
  • 2.5 实验质量保证
  • 2.6 数据处理与分析方法
  • 第三章 研究区土壤理化指标及微量元素含量统计特征
  • 3.1 研究区土壤理化指标统计分析
  • 3.1.1 土壤pH值
  • 3.1.2 土壤有机质含量
  • 3.1.3 土壤碳酸盐含量
  • 3.1.4 土壤有效磷含量
  • 3.1.5 土壤阳离子交换量
  • 3.2 研究区土壤微量元素含量统计分析
  • 3.2.1 土壤微量元素全量统计分析
  • 3.2.2 土壤微量元素有效态含量统计特征
  • 3.2.3 土壤微量元素有效态含量分级评价
  • 3.2.4 研究区土壤微量元素的有效性系数
  • 第四章 研究区土壤理化指标及微量元素空间分析
  • 4.1 土壤理化指标的空间分析
  • 4.1.1 土壤理化指标的空间变异结构分析
  • 4.1.2 土壤理化指标的空间分布特征
  • 4.2 土壤微量元素全量的空间分析
  • 4.2.1 土壤微量元素全量的空间变异结构分析
  • 4.2.2 土壤微量元素全量的空间分布特征
  • 4.3 土壤微量元素有效含量的空间分析
  • 4.3.1 土壤微量元素有效含量的空间变异结构分析
  • 4.3.2 土壤微量元素有效含量的空间分布特征
  • 第五章 土壤微量元素的相关性分析
  • 5.1 土壤微量元素全量之间的相关分析
  • 5.2 土壤微量元素有效态含量与全量及理化指标之间的相关分析
  • 5.2.1 土壤微量元素有效态含量与全量之间的相关分析
  • 5.2.2 土壤微量元素有效态含量与理化指标之间的相关分析
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 结论
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 在学期间的研究成果
  • 致谢
  • 相关论文文献

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