小兴安岭典型湿地土壤重金属化学形态分布及干扰的影响

摘要

研究湿地土壤重金属的形态分布,对于了解重金属的来源、变化形式、迁移转化规律和对生物的毒害作用有重要意义,并为退化湿地恢复与重建及湿地的合理开发利用提供科学依据。本文根据BCR连续提取法,分析了小兴安岭典型湿地土壤中Fe、Cu、Zn的形态特征及变化规律,结果表明:
　　 (1)弱酸可提取态-Fe平均含量:灌木沼泽>草本沼泽>乔木沼泽(p<0.01)；可氧化态-Fe平均含量:灌木沼泽>乔木沼泽>草本沼泽(p<0.05)；残渣态-Fe平均含量:乔木沼泽>草本沼泽>灌木沼泽(p<0.01)；全Fe、可还原态-Fe平均含量差异均不显著(p>0.05)。
　　 随着土层加深,乔木沼泽和灌木沼泽全Fe含量、弱酸可提取态-Fe含量、可还原态-Fe含量、可氧化态-Fe含量变化均是降低的；草本沼泽全Fe含量先降低后增加、弱酸可提取态-Fe、可还原态-Fe和可氧化态-Fe含量先增加后降低；乔木沼泽、草本沼泽残渣态-Fe含量先降低而后增加、灌木沼泽残渣态-Fe含量呈降低趋势。
　　 (2)全Cu平均含量:草本沼泽>灌木沼泽>乔木沼泽(p<0.01)；弱酸可提取态-Cu平均含量:草本沼泽>灌木沼泽>乔木沼泽(p<0.05)；可还原态-Cu平均含量:灌木沼泽>草本沼泽>乔木沼泽(p<0.01)；可氧化态-Cu和残渣态-Cu平均含量差异均不显著(p>0.05)。
　　 随着土层加深,3种湿地类型全Cu含量均呈先增加后降低趋势、弱酸可提取态-Cu含量总趋势是降低的、可氧化态-Cu含量和残渣态-Cu含量均呈上升趋势；乔木沼泽可还原态-Cu含量先增加后降低、灌木沼泽和草本沼泽可还原态-Cu含量呈降低趋势。
　　 (3)弱酸可提取态-Zn、可还原态-Zn平均含量均表现为草本沼泽>灌木沼泽>乔木沼泽(p<0.01)；残渣态-Zn平均含量:乔木沼泽>草本沼泽>灌木沼泽(p<0.01)；全Zn、可氧化态-Zn平均含量差异均不显著(p>0.05)。
　　 随着土层加深,乔木沼泽全Zn含量没有明显的变化,灌木沼泽、草本沼泽全 Zn含量呈降低的变化:乔木沼泽、灌木沼泽弱酸可提取态-Zn含量呈降低的变化,草本沼泽弱酸可提取态-Zn含量先增加后降低；3种湿地类型可还原态-Zn和可氧化态-Zn含量总的变化趋势均是降低的；乔木沼泽残渣态-Zn含量呈增加的趋势,灌木沼泽残渣态-Zn含量先增加后降低,草本沼泽残渣态-Zn含量没有明显变化趋势。
　　 (4)采伐干扰后全Fe(30-50 cm)、残渣态-Fe(5-50 cm)平均含量分别增加了25.44％、47.03％;全Fe(0-15 cm)、可还原态-Fe(0-15 cm)、可氧化态-Fe(0-50 cm)平均含量分别降低了28.72％、30.73％、72.30％。放牧干扰后全Fe(0-50 cm)、可氧化态-Fe(0-15 cm)、残渣态-Fe(0-50 cm)平均含量分别增加了1.33倍、5.65倍、2.66倍；弱酸可提取态-Fe(0-50 cm)、可还原态-Fe(0-50 cm)、可氧化态-Fe(15-50 cm)平均含量分别降低了82.92％、49.03％、56.85％。
　　 采伐干扰后全Cu(0-25 cm)、弱酸可提取态-Cu(10-50 cm)、可还原态-Cu(0-50cm)、残渣态-Cu(0-25 cm)平均含量分别增加了1.28倍、3.59倍、2.86倍、2.41倍；可氧化态-Cu(15-50 cm)平均含量降低48.85％。放牧干扰后全Cu(0-15 cm)、可还原态-Cu(15-50 cm)、残渣态-Cu(0.15 cm)平均含量分别增加了87.84％、1.26倍、3.43倍；全Cu(25-50 cm)、弱酸可提取态-Cu(0-15 cm)、可氧化态-Cu(30-50cm)、残渣态-Cu(25-50 cm)平均含量分别降低了40.35％、74.51％、66.21％、65.80％。
　　 采伐干扰后可还原态-Zn(0-50 cm)平均含量增加了97.47％:全Zn(0-20 cm)、可氧化态-Zn(0-50 cm)、残渣态-Zn(0-10 cm)平均含量分别降低了29.66％、84.84％、60.10％。放牧干扰后全Zn(0-50 cm)、可还原态-Zn(20-50 cm)、可氧化态-Zn(0-50cm)、残渣态-Zn(0-50 cm)平均含量分别增加了60.85％、56.70％、2.35倍、85.23％;弱酸可提取态-Zn(0-50 cm)平均含量降低了84.43％。
　　 (5)pH平均值:乔木沼泽>草本沼泽>灌木沼泽(p<0.01),随着土层加深,土壤pH均呈现增加的趋势；有机质平均含量:灌木沼泽>乔木沼泽>草本沼泽(p<0.01),随土层加深,土壤有机质呈降低的趋势(草本沼泽除外)。pH、有机质是研究区土壤中较为活跃的因子。元素4种形态之间的相关性Fe>Zn>Cu。大多湿地类型,土壤Fe、Cu、Zn以残渣态为主,弱酸可提取态比例最低。以重金属形态分析研究土壤污染状况更具科学性与可比性。