沙坡头苔藓生物结皮层土壤特性演变研究

苔藓结皮是沙漠生物结皮发育成熟类型,对改善风沙区生态环境状况、促进风沙土发育等具有良好效果。采集了不同时间固沙植被下的苔藓结皮层样品,采用常规方法和电感耦合等离子体发射光谱仪(PE ICP-OES)分析测定了苔藓结皮层颗粒组成、腐殖质特征和全量化学元素含量变化。结果表明,苔藓结皮层颗粒物粒径集中分布在350~400μm范围,并且随着固沙植被时间的增加,苔藓结皮层<10μm粒径的颗粒物含量呈现增加趋势。随着固沙植被时间增加,苔藓结皮层有机质含量从8.61 g/kg增加到11.95 g/kg,腐殖酸从2.10 g/kg增加到2.20 g/kg,胡敏酸含量从0.40 g/kg增加到0.90 g/kg,并且胡敏酸的光学特性E4、E6吸光值增加,而E4/E6值在减少。苔藓结皮层全量化学元素组成(SiO2除外)含量均高于流动沙土;随着固沙植被时间增加,苔藓结皮层SiO2含量呈现出明显降低的趋势,其它全量化学元素含量均呈现增加趋势。苔藓结皮层硅铁铝率低于对照流动沙土,且随着固沙植被时间的增加,苔藓结皮层硅铁铝率均呈现降低趋势。风沙环境下苔藓结皮层的形成和长期保留,能够提高细颗粒物含量,改善腐殖质特征,提高矿物质元素含量,对促进风沙土形成演变具有积极作用。

苔藓结皮层土壤矿质元素含量变化特征

土壤中全量化学元素既是植物矿质营养的源泉,又是全面影响土壤肥力高低的一个重要因素,其含量多少对分析土壤形成演化过程具有指导意义。文中采用电感耦合等离子体发射光谱仪(PE ICP-OES)分析测定了沙地沙漠固沙林植被下苔藓结皮层全量化学元素含量变化。结果表明,苔藓结皮层SiO2平均含量为60.77%,其它全量化学元素组成(SiO2除外)含量均高于流动沙土;随着固沙林时间的增加以及苔藓结皮不断积累更多的细颗粒物质,苔藓结皮层SiO2含量呈现出明显降低的趋势,而其它全量化学元素含量均呈现增加趋势。苔藓结皮层硅铁铝率低于对照流动沙土,且随着固沙林时间的增加,硅铁铝率均呈现降低趋势,同时大气降尘中的全量化学元素组成含量以及硅铁铝率均高于苔藓结皮层和流动沙土。风沙环境下苔藓结皮层的形成和长期保留,对改善风沙土矿物质元素含量具有积极作用。

浑善达克沙地苔藓结皮层土壤特性变化研究

生物结皮层对改善风沙区生态环境状况、促进风沙土发育等也具有良好效果。采集不同固沙林龄下苔藓生物结皮层样品,采用常规方法和电感耦合等离子体发射光谱仪(PE ICP-OES)分析测定了苔藓生物结皮层颗粒组成、腐殖质特征和全量化学元素含量变化。结果表明,苔藓生物结皮层颗粒物粒径主要分布在300～350μm和350～400μm范围,并且随着固沙林龄的增加生物结皮层<10μm和<2μm粒径的颗粒物含量呈现增加趋势。随着固沙林龄的增加苔藓结皮层有机质含量从23.82 g/kg增加到39.03 g/kg,腐殖酸从0.80 g/kg增加到1.16 g/kg,胡敏酸含量从0.38 g/kg增加到0.56 g/kg,并且胡敏酸的光学特性E_(465)、E_(665)吸光值增加,而E_4/E_6比值在减少。苔藓生物结皮层全量化学元素组成(SiO_2除外)含量均高于流动沙土,并且随着固沙林龄的增加苔藓结皮层SiO_2含量呈现出明显降低的趋势,其它全量化学元素含量均呈现增加趋势。苔藓生物结皮层硅铁铝率低于对照流动沙土,且随着固沙林龄的增加苔藓结皮层硅铁铝率均呈现降低趋势。大气降尘中的全量化学元素组成含量以及硅铁铝率均好于苔藓生物结皮层和对照流动沙土。风沙环境下苔藓生物结皮层的形成和长期保留,能够提高细颗粒物含量、改善土壤腐殖质特征、提高矿物质元素含量、降低硅铁铝率,对促进风沙土发育具有积极作用。

基于区域土壤元素地球化学的河北平原土壤质地类型划分

土壤质地是土壤中各级土粒含量的相对比例及其所表现出的土壤砂粘性质，一般分为砂土、壤土、粘土3种类型。河北平原面积80224km^2，其土壤粘土矿物以伊利石、蒙脱石为主，SiO2、Al2O3、Fe2O3是伊利石、蒙脱石的主要成分。2004-2008年，在这一地区内开展了多目标区域土壤地球化学调查，采样密度为1个点/km^2，采样深度20cm。每4个样品组合成一个分析样，共获分析样品20029件，全部样品分析SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、Cu、Mn、Zn、Co、Ni、Cr、Mo、Ce、La、Sc、Li、Zr、Rb、U、Ga、As、Sb、F等共计54项地球化学指标。本文即利用这批调查数据，选择硅铁铝率sfa （sfa=SiO2/（Fe2O3＋Al2O3））为指标，对调查区的土壤质地类型进行划分，并利用元素地球化学空间分布规律及15件土壤粒级实测数据对划分结果进行合理性验证。结果表明：河北平原内粘土、亚粘土、壤土、亚砂土、砂土等5种土壤质地类型分布面积比例分别为11.76%、13.88%、51.00%、11.76%和11.60%，平原区低洼地内形成粘土，河道地带分布砂土；而冲积扇平原及泛滥平原则形成壤土；各质地土壤类型区域分布规律明显，且与沉积环境密切相关，反映了土壤质地与成土母质之间的继承关系；土壤质地类型与微量元素含量之间具有明显的空间对应关系，粘土区具有显著的“低硅、高微量元素”特征，而砂土区则呈“高硅、低微量元素”特征，壤土区多元素含量呈背景水平。15件土壤粒级实测样品中有11件与推断的土壤质地相吻合，表明利用地球化学元素进行土壤质地类型划分具有一定的合理性、客观性。