滇池柴河小流域生態(tài)環(huán)境的同位素示蹤研究.pdf

1、土壤生態(tài)環(huán)境是土壤中生物與非生物環(huán)境之間發(fā)生物質(zhì)循環(huán)、能量轉(zhuǎn)換、相互作用的重要場所。土壤侵蝕會導(dǎo)致土壤退化、土壤肥力下降、養(yǎng)分流失等一系列問題，嚴(yán)重影響到土壤生態(tài)環(huán)境的狀況。因此，對于土壤侵蝕的研究和定量化分析有利于土壤生態(tài)環(huán)境健康穩(wěn)定的發(fā)展。放射性同位素137Cs示蹤技術(shù)是環(huán)境領(lǐng)域內(nèi)的一種新興手段，其研究簡便、快速、精確度高而被認(rèn)為是評價土壤流失和土壤保持的有效措施。云貴高原處于我國西南地區(qū)，是我國南方水土流失嚴(yán)重的地區(qū)之一，亦屬于生

2、態(tài)環(huán)境脆弱帶。本文選擇滇池南岸柴河水庫流域作為研究區(qū)域，利用放射性同位素137Cs示蹤技術(shù)確定流域土壤侵蝕狀況;運(yùn)用傳統(tǒng)常規(guī)化學(xué)分析法檢測流域內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)、總氮(TN)、總磷(TP)的含量;通過原子吸收光譜儀(PE AA800)對重金屬Cu、Pb、Cd等地球化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行研究，并使用單因子指數(shù)法和內(nèi)梅羅指數(shù)法對流域內(nèi)土壤的重金屬污染狀況加以評價。獲得的主要結(jié)果如下:
　　(1)流域內(nèi)不同類型土壤樣點(diǎn)137Cs總量的變化范圍

3、為217.81 bq/m2-1010.01bq/m2，樣點(diǎn)侵蝕速率變化區(qū)間為12.09 t/km2·a-7832.46 t/ km2·a，不同類型的土壤侵蝕速率依次為:農(nóng)耕地＞草地＞林草地＞撂荒地＞干集水區(qū)，可以看出土地利用方式的改變會影響到土壤侵蝕速率的大小。由于受到人為干擾影響程度的不同，使農(nóng)耕地土壤侵蝕速率大于非耕地土壤的侵蝕速率;在非耕地土壤中，由于林草地有著林地和草地植被相互搭配組合的植被覆蓋類型，對雨水的阻擋和地表徑流的攔截

4、能力更強(qiáng)，能夠有效的減少土壤切溝和細(xì)溝狀況的發(fā)生，因而林草地的侵蝕速率小于草地、撂荒地等。比較了草地剖面樣137Cs含量的分布，由于受到地表徑流及自然下滲等作用的影響，體現(xiàn)為表層土壤137Cs含量低、侵蝕狀況較為嚴(yán)重。根據(jù)國家水利部劃分準(zhǔn)則，研究區(qū)內(nèi)農(nóng)耕地整體處于中強(qiáng)度侵蝕等級，非耕地土壤大部分屬于輕度到微度的侵蝕級別。
　　(2)流域內(nèi)土壤SOM、TN、TP的百分含量為0.59％-4.37％，0.17％-0.75％，0.016％

5、-0.074％，三者含量都較低。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，SOM、TN、TP變異系數(shù)較為接近，分別為0.477、0.446和0.457，均屬于中等變異程度。剖面樣點(diǎn)SOM和TN的含量垂直變化規(guī)律相似，TP含量的垂直變化有別于二者。土壤剖面C/N比小于10，表明土壤有機(jī)質(zhì)腐殖化程度高，TN中的有機(jī)氮更容易礦化，使得植物能從礦化過程中獲得更多有機(jī)氮;而C/P比偏大，兩個剖面樣點(diǎn)比值分別為27.36和24.97，可能是由于土壤中總磷含量較低導(dǎo)致。

6、r>　　(3)土壤侵蝕顯著影響著土壤SOM含量。不同類型土地，土壤侵蝕模數(shù)大小不同，相對應(yīng)土壤有機(jī)質(zhì)的含量也有較大差異。比較流域內(nèi)土壤全樣和剖面樣的侵蝕模數(shù)及SOM含量表明土壤侵蝕速率越大而土壤SOM含量越低，兩者的相關(guān)性分析結(jié)果也表明土壤侵蝕速率與土壤SOM含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(spearman系數(shù)為-0.34)。
　　(4)在同位素示蹤土壤侵蝕速率的基礎(chǔ)上分析了研究區(qū)表層土壤中重金屬Cu、Pb和Cd的分布狀況。重金屬Pb含量變化區(qū)

7、間為5.73 mg/kg-86.06 mg/kg;Cu的變化區(qū)間為14.45 mg/kg-63.3 mg/kg; Cd的變化區(qū)間為0.073mg/kg-0.713 mg/kg。普通克里金(OrdinaryKriging)空間差值結(jié)果表明三種重金屬的水平分布均呈現(xiàn)出條帶狀和斑塊狀格局。單因子指數(shù)法分析結(jié)果表明研究區(qū)內(nèi)重金屬污染強(qiáng)度為Cu＞Pb＞Cd，整體屬于較為清潔的污染等級。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法分析結(jié)果表明，綜合污染指數(shù)最小值為0.45