龙川江流域土壤腐植酸流失影响因子特征分析

发布时间：2020-06-16 22:46

【摘要】：土壤侵蚀是全球土壤退化的一个重要原因,是水土保持的重要研究方向,也是世界各地共同要面对的环境问题。土壤侵蚀不但带走土壤中的养分导致土壤肥力下降,也带走表层土中的泥沙进入河道,增加河流输沙量,导致河道淤堵甚至河床抬高引发洪水,流失的泥沙中携带着污染物等,导致其他地方的生态环境遭到破坏。土壤腐殖质作为土壤养分和土壤中污染物的载体,在水力侵蚀作用下流失、迁移,一方面导致土壤养分含量减少,另一方面导致污染物四处迁移,破坏环境。腐殖质是土壤有机质的重要组成部分,由疏水性有机物胡敏酸(humic acid、HA)、亲水性有机物富里酸(fulvic acid、FA)以及不溶于水的胡敏素(humin、HM)三大部分组成,胡敏酸和富里酸合在一起又称为腐植酸,能够吸附土壤中的有机污染物、是土壤肥力的来源。土壤侵蚀导致土壤中腐植酸的流失,也是土壤退化的重要研究方向。龙川江流域作为水力侵蚀严重地区,土壤受侵蚀程度高,土壤肥力下降严重。研究龙川江流域腐植酸分流失的影响因子,对深入了解龙川江流域土壤侵蚀发展方向至关重要。论文以龙川江流域作为研究背景,通过野外调查选取楚雄州牟定县的桉树林覆盖下的紫色土作为研究对象,开展以下实验:(1)在流域境内按不同土壤类型和植被类型采集样品土壤,测定腐殖质及其组分含量、土壤理化性质,分析腐植酸与土壤理化性质、土壤养分、采样点位置之间的相关性;(2)选取土壤酸碱性和土壤氧化还原性作为影响因子,利用硫酸、生石灰、L-抗坏血酸、三氯化铁调节土壤pH为5.03、6.24、7.57(空白对照)、8.54、9.15,Eh值为109mV、141mV、173mV(空白对照)、218mV、240mV利用土柱分别进行淋溶实验,探究其对土壤中HA和FA流失的影响;(3)研究土壤侵蚀影响因子-坡度对土壤腐植酸流失的影响,将坡度调节为10°、15°、20°、25°、30°利用土槽进行淋溶实验,测定滤液中HA和FA的溶出量以及HA和FA在土壤中水平迁移的规律。研究结果如下:1、该地区腐殖质碳量、胡敏素碳量分布类似,黄棕壤桉树林采样点1紫色土桉树林紫色土常绿阔叶林红壤旱地,黄棕壤桉树林采样点2和采样点3的腐殖质和胡敏素碳量相对较低;胡敏酸碳量分布紫色土桉树林各紫色土常绿阔叶林红壤旱地黄棕壤桉树林采样点1;富里酸碳量与之前有所差异,黄棕壤桉树林采样点1紫色土稀树灌木草丛采样点1紫色土桉树林红壤旱地。该地区胡敏素含量占腐殖质50%以上,胡敏酸含量比富里酸含量少,胡富比看出除该地区土壤腐殖化程度较低。土壤腐殖质组分胡敏素、胡敏酸、富里酸两两之间呈极显著正相关。土壤养分、有机质、腐殖质及其组分与高程呈极显著正相关;有机质、腐殖质及其组分与全磷、全钾、速效钾含量呈极显著正相关;腐殖质和胡敏素与pH呈显著负相关;胡敏素、胡敏酸与土壤Eh呈极显著正相关;土壤pH与土壤Eh呈极显著负相关。2、pH值会影响HA和FA溶出浓度和溶出速率,pH在5.03到9.15范围内随着pH值的增大而增大。且pH=9.15时HA和FA的溶出量和溶出速率远远大于pH=5.03时HA和FA的溶出量和溶出速率。HA和FA随时间的变化有所不同,HA会有先增大后减小的趋势,FA则是随时间逐渐减少。这与HA易在在淋溶初期与土壤颗粒发生吸附有关。溶出液中FA的溶出浓度大于HA的溶出浓度,与FA的亲水性有关。3、土壤氧化还原电位对HA和FA溶出浓度与溶出速率有影响。在土壤氧化还原电位在109mV到141mV的土壤中,HA和FA的溶出量较大,且FAHA,氧化还原电位在218mV到240mV的土壤中HA和FA溶出量少且无明显变化趋势。4、坡度会影响土壤腐植酸溶出的速率以及溶出液的体积,初始产流时间与坡度呈极显著负相关。土壤HA随时间呈无规律变化,土壤FA呈现先升后降的趋势。坡度对土壤腐植酸各组分溶出浓度的变化差异较大,在20°时胡敏酸平均溶出浓度最大,10°时最小,其他三个介于两者之间且差异不大,FA的溶出量和溶出速率15°20°25°10°30°,临界坡度可能出现在15°到20°之间。坡度主要影响水力侵蚀的能力,从而影响腐植酸组分流失的大小。淋溶后的土壤HA变化无规律,但FA在坡度的影响下,能够在淋溶区随坡度发生一定的迁移,土壤中FA更容易发生迁移,这与FA亲水性有关。龙川江流域土壤腐殖酸流失与土壤pH值、Eh、坡度有关,化学影响因素如土壤pH、Eh对土壤腐植酸的流失更为显著,坡度主要影响土壤腐植酸水平方向的流失。了解影响土壤腐植酸流失的因素,对保持土壤养分至关重要,同时,对研究该地区土壤侵蚀奠定理论基础。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53;S157
【图文】：

技术路线图,土壤,富里酸,腐植酸

昆明理工大学硕士学位论文81.3.3研究技术路线图1.1技术路线图Fig1.1Theworkframeofpresentresearch1.3.4预期完成目标及创新点1.3.4.1预期完成目标（1）通过野外调查，了解龙川江流域不同土壤类型不同植被覆盖下土壤腐殖质及其组分分布特征，以及了解土壤腐殖质及其组分分布的影响因素。（2）通过室内土柱实验，了解紫色土在不同土壤pH值以及Eh值的影响下土壤腐植酸（胡敏酸和富里酸）流失特征。（3）通过室内土槽实验，了解紫色土在不同坡度的影响下土壤腐植酸（胡敏酸和富里酸）流失特征。（4）阐明不同影响因子对土壤腐植酸（胡敏酸和富里酸）的作用特征。（5）完成论文撰写，发表1篇论文。

土壤图,腐殖质,土壤,类型

昆明理工大学硕士学位论文162.3.2不同土壤中土壤腐殖质组成的差异如图2.1所示，13个采样点之间腐殖质碳量具有显著差异，其中最高的为黄棕壤桉树林1，为25.22±7.21g/kg，最低为紫色土居民区，为4.76±2.74g/kg。同类型土壤中不同植被类型覆盖下腐殖质碳量变化较大，同种植被类型覆盖下的不同类型土壤腐殖质碳量变化不大，腐殖质碳量和植被类型覆盖之间有关。桉树林之间腐殖质碳量有所差异，这与采样点的位置有关，黄棕壤桉树林1和黄棕壤桉树林2、3腐殖质碳量有显著差异，因为黄棕壤桉树林1采样点附近有居民区，人为活动会干扰附近腐殖质碳量的值，例如放牧/农业措施等活动会增加土壤腐殖质碳量。除此之外，地理位置（高程、距离水源的位置）、水文条件等也会影响土壤腐殖质碳量，黄棕壤桉树林1采样点的高程为1889.77m，而黄棕壤桉树林2和黄棕壤桉树林3的高程相对较低，为1557.9m和1565.51m。常绿阔叶林的腐殖质碳量较高，因为常绿阔叶林受人为影响较小，土壤表层会有很多枯枝落叶及其他动植物的残体，它们都以有机质的形式进入到土壤中，并且在低温、潮湿的条件下进行腐殖化，腐殖质在表层土中大量累积。人为活动影响较大的旱地、居民区、果园的腐殖质碳量与人为管理有关，因为采样时间为3月份，果园处于休耕时期，土壤中有机质含量较低。红壤旱地处于耕作期，施用有机肥导致土壤中有机质的含量增加。图2.1不同类型土壤腐殖质含量特征Fig.2.1Characteristicsofhumuscontentindifferentsoils

【相似文献】