三峡库区消落带沉积物与土壤磷形态及分配特征研究

应用沉积物中磷形态的标准测试程序（SMT）对三峡库区典型消落带表层新生沉积物及土壤中形态磷进行分级测定,并探讨形态磷之间及其与有效磷和样品理化性质（有机质和铁）之间的相关性。结果表明：消落带沉积物及土壤中总磷（TP）含量分别在435.1-970.0,152.8-1 022.7mg/kg之间,均值分别为（713.6±124.3）,（547.5±169.7）mg/kg,沉积物中TP含量远高于土壤,显示了新生沉积物吸附磷的能力高于土壤。无机磷（IP）是沉积物及土壤中磷的主要形态,分别占TP的78.2%,74.2%;有机磷（OP）只占较小的比例。沉积物及土壤中钙磷（Ca—P）是IP的主要赋存形态,Ca—P/IP均值为73.6%,74.1%,而铁/铝磷（Fe/Al—P）占IP比重仅为26.4%,25.9%。沉积物及土壤中有效磷（Olsen—P）含量分别在4.43-45.50,2.88-41.84mg/kg之间,其中分别有29.6%,11.1%的样品超过土壤磷素淋失的Olsen—P临界突变点（25mg/kg）。回归分析表明,沉积物中Fe/Al—P和OP是Olsen—P的主要贡献者,而Ca—P对Olsen—P的贡献很小;土壤中仅Fe/Al—P对Olsen—P有较大贡献。相关分析表明,有机质与OP呈极显著正相关,说明有机质的输入可促进OP的累积;TP、Fe/Al—P、Ca—P与无定形态铁（Feo—Fep）、有机络合态铁（Fep）呈显著正相关,表明Feo—Fep和Fep可促进沉积物及土壤的固磷作用。

小流域土壤养分时空分布规律及其变异特征

以大金寺河源头小流域为例,对耕地土壤、消落带、河道沉积物等区域中的铵态氮、硝态氮、全磷、全氮、有机质、pH等指标进行同步连续监测,采用反距离插值法、Pearson相关性分析、曼惠特尼U检验和单因素方差分析法揭示土壤养分时空分布特征,探究耕地土壤、消落带与河道沉积物养分之间的相互关系。研究发现:耕地土壤、消落带、河道沉积物中硝态氮、有机质及全氮受季节影响较大,不同季节具有明显差异;受人类活动与河床变化等影响,沿程河道沉积物土壤养分呈现复杂性变化特征;耕地土壤、消落带、河道沉积物养分含量受降雨影响较大,并且存在密切联系。

三峡水库蓄水对库区弃耕地土壤7种金属元素质量分数的影响

为探究淹水对三峡库区土壤金属元素质量分数的影响,以典型消落带中的弃耕地为研究区域,于2009年和2013年,研究不同海拔(145~155,155~165,165~175 m),不同深度(0~5,5~10,10~20 cm)土壤的重金属(铜、铁、锌、锰),碱性金属(钙、镁、钠)分布特征及与pH值的相互关系,旨在为该地区生态恢复提供科学理论依据。研究发现:2009年145~165 m土壤4种重金属质量分数为10~20 cm层最高,2013年为0~5 cm层质量分数最高,钙质量分数的最高值均出现在10~20 cm层;经历过4个淹水周期后,2013年165~175 m高程土壤铜、铁、锌和锰质量分数依次为0.065,59.37,0.068和0.069 g·kg^(-1),其质量分数比2009年分别增加了50.75%,18.84%,27.46%,27.44%。淹水导致钙、锰质量分数增多,钠质量分数减少,其中钠质量分数变化幅度最大,随着海拔的升高,2013年较2009年分别减低了60.02%,60.09%和59.82%;另外,除钠与pH值呈极显著负相关(r=-0.615,P<0.01)之外,所测金属指标均与pH值呈正相关。淹水不仅导致不同年份土壤金属的分布特征不完全相同,还导致土壤铜、铁、锌、锰、钙、镁等的累积及钠的流失。

鄱阳湖典型湿地土壤-植物系统重金属沿湖向富集及迁移转换特征分析

特殊的水文节律导致鄱阳湖形成面积较大的周期性环湖消落带,大量的营养物质和污染物极易在消落带中发生沉积,选择鄱阳湖典型河口型消落带,沿湖向按照不同植被类型设置采样断面,采集土壤-沉积物和优势植物样品(不同组织),分析不同时空下土壤/沉积物和优势植物体中重金属(Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Sb和Pb)的含量特征及富集水平,并进一步分析土壤-植物系统中重金属的迁移转换特征,揭示鄱阳湖典型消落带土壤-植物系统重金属迁移转换的影响因素.结果表明,消落带土壤/沉积物重金属含量沿湖向表现为明显的分布规律,呈现为先升高后降低的分布特征,即季节性淹水带土壤/沉积物是重金属富集的主要地带,Cu、 Pb和Sb在土壤/沉积物中的富集水平较高,其中Cu和Sb为显著富集(EF>5);潜在生态风险结果表明季节性淹水带总体处于轻度生态危害水平(70≤RI<140),显著高于淹水带和未淹水带.消落带沿湖向带状分布的优势植物体中重金属含量并未表现出显著的空间分布特征,但表现为显著的季节差异,生长季(4月)优势植物体内重金属具有较高的含量水平,重金属不同介质和组织的分配大体遵循基质>根部≥地上部分的分布特征,但根部Cd含量显著高于沉积物/土壤中Cd的含量,Sb含量在三者间差异不显著.消落带优势植物生物富集因子(BAF)与转移系数(TF)并未表现出明显的空间分布规律,其中未淹水带茵陈蒿具有较高的BAF和TF值;利用RDA综合排序发现,pH、有机碳、株高和铁锰氧化物是影响土壤-沉积物-优势植物迁移转换的关键环境因子.研究结果可为鄱阳湖典型湿地生物多样性和重金属污染防治提供科学依据和理论支撑.