绿洲农田土壤中主要微量元素的生物地球化学特征及环境影响研究——以张掖甘州区和临泽县为例

摘要

本研究以甘肃张掖甘州区和临泽县农业土壤为研究对象，对研究区农业土壤中微量元素的全量、有效态含量、土壤理化性质及三者之间的关系进行了分析，并利用地统计学和GIS相结合的方法，对研究区土壤中微量元素的有效态含量进行了空间变异性和空间格局变化的结构分析，得出以下结论： (1)研究区土壤偏碱性，有机质总体上较丰富，速效磷含量中等，但土壤保肥力较弱，碳酸盐含量较高。 (2)与全国土壤微量元素全量的平均含量相比，研究区土壤中微量元素全量大致呈Zn、Fe、Mn含量偏低，Cu、Ni、Co含量偏高的趋势。与1986年的土壤普查结果比较，研究区土壤中有效态Cu的含量有所提高，有效态Zn的缺乏现象有了一定的改观，但有效态Fe和有效态Mn的含量有所下降，且有效态Mn的降幅比较大。除个别样点外，有效态Cu、Zn、Fe、Mn的含量均高于其作物缺乏时的临界含量。微量元素分级结果表明，有效态Cu主要分布在丰和极丰两个级别，有效态Zn和有效态Fe主要分布在适中和丰两个级别，有效态Mn主要分布在缺和适中两个级别，有效态Ni的含量分布相对较为均匀。研究区土壤六种微量元素的活化率为Cu>Zn>Ni>Mn>Co>Fe。 (3)线性回归分析表明，研究区土壤中Cu的有效性主要受土壤中有机质和碳酸盐含量的影响；Zn的有效性主要受土壤中有机质和速效磷含量的影响；Fe的有效性主要受土壤速效磷含量的影响；Mn的有效性主要受到土壤pH值和有机质含量的影响；影响土壤中Ni有效性的土壤理化性质主要为有机质和阳离子交换量；土壤中Co的有效性主要受到速效磷含量的影响。 (4)研究区土壤中Cu、Zn、Fe、Mn、Ni、Co六种元素的有效态含量均在比较大的空间范围内存在着空间自相关格局，但有效态Mn和有效态Zn的空间自相关性较弱，有效态Cu、Fe、Ni、Co具有比较明显的空间自相关性，且有效态Ni的空间自相关性比较强烈。研究区北部靠近合黎山和龙首山、戈壁边缘的农田土壤中六种微量元素的有效态含量均比较低，而在张掖市区和临泽县城附近的农田土壤中有效态微量元素的含量比较高。

目录

文摘

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第一章引言

1.1国内外研究现状

1.1.1微量元素和土壤中的微量元素

1.1.2土壤微量元素的形态及生物有效性的影响因素

1.1.3土壤微量元素空间结构分析的研究

1.1.4存在的问题

1.2研究目的和意义

1.3研究内容和方法

1.3.1研究区概况

1.3.2研究内容与拟解决的关键问题

1.3.3研究方法和技术路线

第二章野外工作及数据分析

2.1样点布设与样品采集

2.2样品的预处理

2.3实验仪器、试剂及药品

2.3.1主要实验仪器设备

2.3.2主要化学试剂及药品

2.4样品的分析与测试

2.4.1土壤理化性质的分析

2.4.2土壤中微量元素的测定

2.4.3实验质量保证

2.4.4数据处理与分析方法

第三章研究区土壤中微量元素的地球化学特征

3.1研究区土壤理化性质分析

3.1.1土壤pH值

3.1.2土壤有机质

3.1.3土壤碳酸盐

3.1.4土壤阳离子交换量

3.1.5土壤速效磷

3.2研究区土壤中微量元素全量和有效态含量的地球化学特征

3.2.1研究区土壤中微量元素全量的分布情况

3.2.2研究区土壤中微量元素有效态含量的分布情况

3.2.3研究区土壤中微量元素有效态含量的分级情况

3.2.4研究区土壤中微量元素的活化率

3.2.5研究区不同肥力土壤中微量元素的分布情况

第四章研究区土壤中微量元素的相关性分析

4.1研究区土壤中微量元素全量以及与土壤理化性质之间的相关性分析

4.1.1研究区土壤中微量元素全量之间的相关性研究

4.1.2研究区土壤中微量元素全量与土壤理化性质之间的相关性研究

4.2研究区土壤微量元素有效态含量以及与土壤理化性质之间的相关性分析

4.2.1研究区土壤中微量元素有效态含量之间的相关性研究

4.2.2研究区土壤中微量元素有效态含量与土壤理化性质之间的相关性研究

4.2.3研究区土壤微量元素有效态含量与土壤理化性质之间的回归分析

4.3研究区土壤中微量元素全量与有效态含量之间的相关性分析

第五章研究区土壤中微量元素的空间分布

5.1研究区土壤中有效态微量元素的空间变异结构分析

5.2研究区土壤理化性质的变异结构分析

5.3研究区土壤中有效态微量元素含量的空间分布特征

5.4研究区土壤理化性质的空间分布特征

第六章结论与展望

6.1主要结论

6.2不足与展望

参考文献

致谢

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