论文部分内容阅读
青海湖流域位于青藏高原北缘、青海省东北部,是西部干旱区、东部季风区、青藏高原区三大区域的交汇地带,独特的地理位置、环境特点使其生态环境有着重要意义。然而由于位置比较偏远,环境条件恶劣,过去关于该地区表土元素含量的研究甚少。
本文选择青海湖流域土壤环境背景值调查为研究课题。在系统布点、严格实验室分析的基础上,确定了青海湖流域29种元素的自然背景值。与青海省背景值、全国背景值、上地壳元素丰度、黄土元素丰度进行了比较研究,探讨了青海湖流域元素的富集、缺乏情况,并对其土壤质量状况进行了分析评价。按照不同的土地利用方式分类,探讨了不同土地利用类型条件下,元素的分异、组合规律,以及农业、牧业活动对元素含量、分布的影响。以不同行政区划为研究对象,探讨了环湖不同地区元素的含量及其分布规律,并探讨其变化原因。以GIS为基本工具,将该地区土壤环境背景值分布状况图形化,定性、定量、定位地反映土壤中元素质量分数在空间上的分布。
主要成果如下:
1)所有元素中仅Si、Mg、P、Zr4种元素呈正态分布,其余元素呈偏态分布,无元素呈对数正态分布。因而,Si、Mg、P、Zr用算术平均值加减标准差表示其背景值,其余元素则均用中位值和5-95百分位数来表示。
2)与青海省和全国背景值相比,并参照黄土、上地壳元素丰度,青海湖流域Ca元素含量明显偏高,Zn元素含量明显偏低。某些元素的缺乏(如Zn)可能会对当地生态系统、人类健康产生一定的影响。青海湖地区土壤环境已受到人为污染。
3)从富集因子角度来看,Co、Nb、Mg、Ni、Pb、V、Fe、Nd、Zn、Cu、Ca、Ga富集因子平均值均小于1.0,属未富集状况;Mn、Si、Na、As、K、Cr、sr、P均超过1.10,属轻微富集;Ce、La、Ti、Zr、Rb、Th、Ba、Y,富集因子约为1.0左右,介于前两者之间。
4)不同的土地利用类型,各元素表现出不同的分异规律。大多数元素含量均以沙地土含量为最低,这与沙地土壤类型以沙土为主,元素吸附能力弱,易淋溶有关。少数元素,如Si、Ca、sr等在沙地土中含量为最高,因其为沙质土壤的主要成份。大部分营养元素,如Fe、Mg、K、P、Co、Ni、Cu、Zn等,含量最高值均出现在耕地土中,这可能与农田化肥的施用有关。各元素含量在草原土壤中一般表现出中间值。
5)不同地域元素含量有所差异。海晏县Si含量明显高于其它地区,Al、Fe、Mg及其它微量元素相对较低,这与湖东地区为沙区有关,且与沙地样品采取较多有关。天峻县Ca含量偏高,与岩石风化有关(主要沿布哈河采样)。各微量元素V、Cr、Ni、Zn、P、Mn等以共和县最高,一方面,在共和县采取的耕地土壤样品较多,另一方面反映了该地区农牧业活动优于其它地区。
6)不同土地利用类型土壤的粘土(<4μm)、粉砂(4-63μm)和砂(>63μm)含量差异明显。耕地土粘土含量高于草地土和沙地土,沙地土砂含量明显高于耕地土和草地土。大多数元素含量的变化都与土壤中粘土(<4μm)含量的变化呈一致性,而与砂(>63μm)的含量变化呈反相关关系,这些元素多赋存在细颗粒物中。少部分元素容易赋存于粗颗粒中。
7)相关性分析表明,各微量元素基本均与Si、Ca、Na成负相关,与Al、Fe、Mg、K成正相关。说明Si、Ca、Na与微量元素有相反的富集、迁移规律,而微量元素与Al、Fe、Mg、K则有相同的富集、迁移规律。
8)主成份分析共提取3个主成份,第一主成份代表地壳源,第二主成份则代表与风化有关的元素,第三主成份代表重矿物,它们解释了总变量的78.97%。
9)青海湖流域土壤中缺Zn、Cu,会影响牲畜的生长发育及人群健康,应引起相关部门的注意。