酸沉降对泰山土壤酸化及植物生态生理特性影响研究

论文摘要

以1980年代初全国第二次土壤普查期泰山6个土壤样点分析数据为基础,于2008年11月和2009年5月在1980年代全国土壤普查时相近采样点采集土壤样品,测定土壤酸度及交换性能等9项指标。通过对3个采样时期的土壤样品分析数据比较,中天门以上的高海拔采样点pH明显降低,而中天门以下较低海拔采样点pH值变化不显著。与1980年代初土壤理化分析数据相比,近三十年后的土壤样品中,交换性A13+含量明显增加,交换性H+有显著提高,土壤盐基饱和度有显著下降,各海拔高度采样点总体酸化趋势明显。对比2008年11月（雨季后）和2009年5月（雨季前）土壤分析数据显示,不同海拔高度采样点pH值变化均不显著,在交换性Al3+和盐基饱和度方面呈现出低海拔采样点变化较小,高海拔采样点变化较大的现象,表明不同高度的土壤类型及酸沉降频率是影响土壤酸化程度的主要因素。设计模拟酸雨土柱连续淋溶实验和盆栽植物间歇淋溶实验等两组实验,进一步研究泰山棕壤在不同梯度酸雨条件下的酸度变化情况,以及钙离子和铝离子的溶出情况。结果表明,pH=2的模拟酸雨较其它酸度酸雨对土壤酸化的影响尤其显著,而pH=3、4、6模拟酸雨的处理结果则较为接近,没有较为明显的差异。在土柱淋溶实验中,土壤酸缓冲体系发挥了比较大的作用,有效抑制了除pH=2外的其它处理的土壤pH值降低,并且pH值有一定程度的升高。淋溶过程中钙、铝离子累积流失量存在一定规律,分别随淋溶量呈直线和指数型曲线增长。经过总结分析,钙铝相互之间亦存在一定的规律,pH=3、4、5三种模拟酸雨处理条件下的钙铝之间呈现出线性正相关,而在pH=2处理条件下,铝离子的溶出数量随着钙离子溶出量的增加而呈现出指数形式增长趋势。在盆栽植物淋溶实验中,土壤铝溶出伴随过程始终,并且在pH=2的酸雨淋溶条件下,土壤酸化极为明显。然而试验植物生长并未受到阻碍,短期的酸雨甚至是强酸性降雨对试验植物的影响不显著。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 酸沉降概述
• 1.1.1 酸沉降与土壤酸化
• 1.1.2 酸沉降对植物的影响
• 1.2 国内外研究状况
• 1.2.1 土壤酸沉降缓冲机制研究
• 1.2.2 土壤酸化研究
• 1.2.3 酸沉降对植物危害的研究
• 1.3 泰山酸沉降现状
• 1.4 研究内容及意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第二章 研究方法
• 2.1 泰山土壤酸化分析
• 2.1.1 研究区概况
• 2.1.2 酸雨条件下的土壤酸化
• 2.1.3 分析方法
• 2.1.4 土壤理化参数测定
• 2.2 模拟酸雨的土柱淋溶实验
• 2.2.1 淋溶材料与装置
• 2.2.2 实验过程
• 2.2.3 土壤理化参数测定
• 2.3 模拟酸雨条件下植物生态生理实验
• 2.3.1 实验材料与准备工作
• 2.3.2 淋溶方式
• 2.3.3 植物生态生理参数测定
• 2.4 实验仪器
• 第三章 酸沉降条件下泰山土壤酸化分析
• 3.1 采样与处理
• 3.1.1 采样点信息
• 3.1.2 处理与实验
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 土壤pH变化
• 3.2.2 交换性酸和水解性酸
• 3.2.3 交换性盐基、阳离子交换量和盐基饱和度
• 3.3 小结
• 第四章 模拟酸雨的土柱淋溶实验
• 4.1 前言
• 4.2 模拟酸雨条件下的土壤酸化
• 4.2.1 土壤及淋滤液的酸度变化
• 2+离子的淋失'>4.2.2 土壤中Ca²⁺离子的淋失
• 4.2.3 土壤及淋滤液中铝的变化
• 4.3 小结
• 第五章 模拟酸雨条件下植物生态生理实验
• 5.1 前言
• 5.2 侧柏盆栽土壤淋溶实验
• 5.2.1 侧柏叶片光响应曲线
• 5.2.2 侧柏叶片光合作用
• 5.2.3 侧柏叶片叶绿素测定
• 5.3 油松盆栽土壤淋溶实验
• 5.3.1 淋滤液测定
• 5.3.2 叶绿素测定
• 5.4 小结
• 第六章 分析与讨论
• 6.1 泰山土壤酸化规律分析
• 6.1.1 土壤酸化指标间的相关分析
• 2+、Al³⁺相关性分析'>6.1.2 滤液Ca²⁺、Al³⁺相关性分析
• 6.1.3 淋溶条件对pH值的影响
• 6.2 土壤酸化趋势的比较分析
• 6.3 铝溶出与植物长势
• 第七章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 存在问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的学术论文发表情况
• 学位论文评阅及答辩情况表