喀斯特山区土地利用方式转变对土壤重金属的影响

摘要

贵州省作为典型的喀斯特生态脆弱区，了解土地利用方式转变对于土壤重金属的污染的影响，对于保障农产品安全、生态安全具有重要意义。本文以贵州省罗甸县、惠水县、盘州市3个海拔梯度下的3种（林地转变为人工草地，天然草地转变为耕地，耕地转变为弃耕地，共5种土地利用方式）典型土地利用转变类型为研究对象，野外采样，并结合多种试验方法测定不同土地利用方式及转变下土壤理化性质和重金属Cd、Cr、Pb、Ni、Hg和As含量。得出的主要研究结果如下： （1）研究区5种土地利用方式土壤重金属Cd在0-30cm土层的平均含量高于贵州省土壤背景值，Cr、Pb、Ni、Hg和As在各土层中的平均含量均低于贵州省土壤背景值。土壤pH为3.51-5.70，为酸性土壤。土壤阳离子交换量在0-10cm、10-30cm和30-50cm土层的平均含量分别为16.83mmol/kg、15.22mmol/kg和15.26mmol/kg。土壤有机质在0-10cm、10-30cm、30-50cm土层的平均含量分别为55.17g/kg、43.20g/kg和32.90g/kg，随土壤深度的增加有机质含量逐渐降低。 （2）在垂直方向上，土壤重金属Cd的含量在不同土地利用方式中随着土层深度的增加其含量减少，主要积累在0-30cm土层中。Cr、Pb、Ni、Hg和As在不同的土地利用方式中在土壤剖面上的变化无一致规律。 （3）对不同土地利用方式进行综合评价，在0-10cm土层，林地和人工草地为轻度污染，天然草地、耕地和弃耕地为中度污染；在10-30cm土层林地未受污染，人工草地、天然草地和耕地为轻度污染，弃耕地为中度污染；在30-50cm土层林地、人工草地、天然草地和弃耕地为轻度污染，耕地未受污染。造成土壤重金属污染的元素主要是Cd，在0-30cm的污染程度相对较高，其他5种种重金属在不同土地利用方式和不同土壤剖面中均未造成污染。 （4）对0-30cm土层的土地利用方式及转变类型进行研究分析，结果表明，在低海拔地区（罗甸县）5种土地利用方式均未受到重金属污染，土地利用方式转变未造成土壤污染加重；在中海拔地区（惠水县）土壤重金属污染表现为人工草地＞耕地＞天然草地＞弃耕地＞林地，林地转变为人工草地和天然草地转变为耕地后污染加重，耕地转变为弃耕地后污染降低；在高海拔地区（盘州市）土壤重金属污染表现为弃耕地＞人工草地＞林地＞耕地＞天然草地，林地转变为人工草地、天然草地转变为耕地和耕地转变为弃耕地后土壤重金属污染均加重。导致在不同土地利用转变方式重金属污染和变化的元素为Cd。 （5）林地和天然草地中土壤重金属主要来源于成土母质和大气沉降；人工草地、耕地、弃耕地中土壤重金属的来源有成土母质、大气沉降和农业活动。 综上，土地利用方式对研究区土壤环境质量有着深刻影响，建议在罗甸县（低海拔）大力发展无公害农业，在惠水县（中海拔）、盘州市（高海拔）Cd污染应引起重视。

目录

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究综述

1.2.1 土壤重金属的来源

1.2.2土地利用方式对土壤重金属的影响

第二章 材料与方法

2.1研究区概况

2.2 试验设计与取样

2.3 土壤样品检测项目及方法

2.4 土壤重金属污染评价法

（1）单因子指数法

（2）内梅罗综合污染指数法

2.5数据统计与分析方法

第三章 结果与分析

3.1喀斯特山区土壤重金属综合污染水平

3.1.1描述性统计

3.1.2不同土地利用方式的土壤重金属垂向分布特征

3.1.3 土壤重金属内梅罗综合污染水平

3.2土地利用方式转变对土壤重金属的影响

3.2.1林地转变为人工草地对土壤重金属的影响

3.2.2天然草地转变为耕地对土壤重金属的影响

3.2.3耕地转变为弃耕地对土壤重金属的影响

3.3不同土地利用方式重金属及理化性质相关分析

3.3.1 林地土壤重金属及理化性质相关分析

3.3.2 人工草地土壤重金属及理化性质相关分析

3.3.3 天然草地土壤重金属及理化性质相关分析

3.3.4 耕地草地土壤重金属及理化性质相关分析

3.3.5 弃耕地草地土壤重金属及理化性质相关分析

第四章 讨论

4.1 不同土地利用方式对土壤重金属垂向分布影响

4.2土地利用方式转变对土壤重金属影响

4.3不同土地利用土壤重金属来源分析

4.4土壤pH、阳离子交换量、有机质对土壤重金属的影响

第五章 结论

不足与展望

参考文献

致谢

声明