冀北承德地区土壤生源要素生态化学计量与空间分异特征

土壤生源要素生态化学计量和空间分异特征对指导土地利用优化具有重要意义。以京津冀生态屏障区组成部分的承德市为研究区,采集1597件土壤样品,运用地统计学、全局Moran′s I指数、克里金插值和冗余分析等方法对承德全域主要土壤生源要素的空间分异特征及其影响因素进行了系统分析。结果表明,承德市表层土壤生源要素全钾(STK)、有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)和全硫(STS)平均含量分别为21.962 g/kg、18.826 g/kg、1.168 g/kg、0.587 g/kg和0.193 g/kg。垂向分布上STN、SOC和STS含量总体随深度增加而降低,STK和STP垂向分异受成土母质控制,高地质背景区STK和STP含量随深度增加逐渐升高。SOC和STN含量显著相关,空间耦合程度高,C:S与SOC含量显著正相关,C:N和C:S空间分布稳定,土壤生源要素的化学计量比主要受SOC含量控制。SOC空间自相关极显著,空间分异受结构性因素控制;STK空间自相关程度较高,分布稳定;STP空间自相关较显著,分布异质性较大;STS空间自相关相对最弱,受人为活动影响较明显。SOC和STN空间...     

高黎贡山地区雉类多样性及其保护

根据高黎贡山地形和气候变化,将其分为南、中、北三段。通过查阅文献、访谈和野外调查,在该地区共记录到21种雉类。分布在海拔2500m以上的仅有9种,占45%;在海拔2500m以下的地域分布有雉类17种,占85%。北段有雉类13种,中段有11种,南段有12种。其中北、中、南段均有分布的仅有3种,北段和中段共有种为9种,中段和南段共有种为5种,北段和南段共有种也是5种。结果表明雉类多样性随海拔升高而降低,北段高于南段。生境破坏与狩猎是该区雉类生存的主要威胁因子。加强管理,恢复和建立生境走廊,加强宣传教育和执法力度以及开展观鸟旅游,可使该区雉类得到更好的保护。     

高黎贡山地区雉类多样性及其保护

根据高黎贡山地形和气候变化，将其分为南、中、北三段。通过查阅文献、访谈和野外调查，在该地区共记录到21种雉类。分布在海拔2 500 m以上的仅有9种，占45%；在海拔2 500 m以下的地域分布有雉类17种，占85%。北段有雉类13种，中段有11种，南段有12种。其中北、中、南段均有分布的仅有3种，北段和中段共有种为9种，中段和南段共有种为5种，北段和南段共有种也是5种。结果表明雉类多样性随海拔升高而降低，北段高于南段。生境破坏与狩猎是该区雉类生存的主要威胁因子。加强管理，恢复和建立生境走廊，加强宣传教育和执法力度以及开展观鸟旅游，可使该区雉类得到更好的保护。     

三亚市果蔬地重金属空间分布及其污染评价

通过野外调查采样,采用标准对比法和地累积指数法,评价了三亚市果蔬地表层土壤重金属的污染状况。结果表明:土壤中Hg、Cd、Cr、Pb和As5种重金属的积累不显著,其平均值均未超过国家环境质量二级标准(GB15618-1995);但Hg、Cd和Pb的平均值高于海南岛农用地的自然背景值,表明存在区域轻度污染;Cr、Hg、Pb和As4种重金属元素的变异系数均>1,表明土壤中Cr、Hg、Pb和As的分布极不均匀。同时,利用地理信息系统(GIS)Krging插值方法得到了5种重金属的空间分布图,显示出不同重金属元素的空间分异特征,为三亚市果蔬地的可持续开发利用提供指导。     

古尔班通古特沙漠植被与环境的关系

对古尔班通古特沙漠进行了纵向及横向的路线调查,植被测度和土壤理化性质分析。对比发现该沙漠地貌形态纵、横向上的显著差异,使沙漠植被分布格局存在着异质性,即植物群落的物种多样性、优势度及盖度在纵、横向上明显不同。CCA排序结果显示,土壤的有机质含量、全盐含量、分选系数、含水量和pH值等微生境使植被沿其变化梯度以不甚耐盐碱的短命、类短命草本和小半灌木、半灌木为主的群落逐渐向耐盐碱的灌木、小乔木类群落转变。地形和土壤质地可使横向上相当数量的植物种产生空间分化,而这种分化在纵向上不明显。沙漠植被物种在各生境梯度作用下形成3类组合,其在横向上对应3个地段,但在纵向上没有清晰的对应空间(除南北边缘区外),原因是多数植物的生境处于沙漠纵向微生境梯度的中间序位。     

贺兰山甲虫物种丰富度分布格局及其环境解释

理解山地物种丰富度分布格局及其成因对于山地生物多样性保护具有重要意义。本文基于贺兰山地区甲虫31科252属469种的分布信息, 结合相关气候与生境异质性数据, 系统地探讨了贺兰山地区甲虫及6个优势科物种丰富度地理格局及其影响因素。结果表明, 甲虫物种丰富度及科属区系分化强度以贺兰山中段最高, 南段比北段高, 西坡比东坡高。基于183个栅格内物种分布的二元数据聚类分析, 贺兰山甲虫分布可分为北段强旱生景观甲虫地理群、中西段半湿生景观甲虫地理群、中东段及南段半旱生景观甲虫地理群3个地理群。冗余分析(RDA)表明年均温和年均降水量是影响最显著的因子。方差分解结果显示, 水分与能量因子共同解释了全部甲虫物种丰富度57.1%的空间变异, 单独解释率分别为5.9%和7.1%。生境异质性解释了全部甲虫物种丰富度35.2%的变异, 单独解释率仅为1.8%。气候因素与生境异质性对不同优势科物种丰富度的相对影响并不一致。在贺兰山的南段和北段, 生境异质性和水分因子对甲虫物种丰富度影响作用明显。水分和能量因子是贺兰山地区甲虫物种丰富度空间分布格局的主导因子, 生境异质性有助于提高甲虫物种丰富度。从未解释的比例来分析, 地形和土壤因素可能对贺兰山甲虫物种丰富度存在重要影响。     

农田表层土壤镉的典型空间插值方法对比研究

空间插值对于土壤重金属空间分布和污染评价具有重要意义, 以广东省广州市某地区农田表层土壤重金属镉的调查监测结果为例, 选取具有代表性的反距离加权、径向基函数、普通克里金、简单克里金、泛克里金5 种空间插值方法, 进行空间插值及土壤等级划分, 比较不同插值方法结果精度, 分析不同插值方法结果差异。研究结果表明: 不同插值方法识别的土壤镉浓度空间分布特征和土壤等级划分存在差异, 主要体现在局部极值向外过渡区域存在较大不确定性, 其中径向基函数精度最高, 克里金插值法对数据存在“压缩”效应较强。因此, 在开展土壤重金属污染调查时应考虑土壤重金属样本数据特征和空间结构特征, 选择合适的插值模型, 并适当加大土壤重金属浓度过渡区域采样密度。     

交通要道重金属污染对农田土壤动物群落结构及空间分布的影响

为了解交通要道重金属对路边农田土壤动物群落结构及空间分布的影响,分季节分层次对104国道浙江上虞段周围农田5条样带及1条对照样带进行取样调查,共获得土壤动物4046个,计50个类群,隶属于4门7纲,弹尾目、前气门亚目、甲螨亚目为优势类群,其余为常见类群和稀有类群。同时测定了采样带土壤理化性质和重金属含量,结合类群特征指数,研究农田土壤动物群落结构特征以及土壤动物对土壤重金属污染的响应。结果表明,6条样带土壤理化指标全磷和pH、重金属各因子差异显著(P0.05),公路周围重金属含量明显高于对照和土壤背景值,随着采样距104国道的距离的减小,土壤动物的类群数和个体数呈现减少的趋势,在土层垂直分布上,并呈现表聚性减弱的现象。灰色关联分析表明,在调查样带中全磷对土壤动物的影响最大,土壤pH次之,其次是铅、铬的影响,锌的影响最小。土壤理化指标全磷和pH对农田土壤动物的影响大于土壤重金属,但重金属对污染样带土壤动物群落结构的影响已不能忽视。     

贺兰山植物群落类型多样性及其空间分异

 贺兰山是一座位于阿拉善高原与银川平原之间的高大山体,是我国西部温带草原与荒漠的分界线和连接青藏高原、蒙古高原及华北植物区系的枢纽。本文就贺兰山植物群落的类型多样性特征及其空间分布规律进行了分析,结果表明：贺兰山植物群落有11个植被型55个群系。垂直分异明显,可划分成山前荒漠与荒漠草原带（海拔1 600 m以下）、山麓与低山草原带（1 600～1 900 m）、中山和亚高山针叶林带（1 900～3 100 m）和高山与亚高山灌丛、草甸带（3 100 m以上）4个植被垂直带。阴阳坡差异很大,在低山带,草原群落多占据阳坡,而阴坡则被中生灌丛所取代;在中山带,阴坡以青海云杉(Picea crassifolia)林为主,阳坡以灰榆(Ulmus glaucescens)、杜松(Juniperus rigida)疏林和其它中生灌丛为主;3 000 m以上阴阳坡分异不明显。东、西坡及南、北、中段植物群落分异也很突出,各自均有一些特殊的群落类型。中段以森林和中生灌丛为主,南段和北段荒漠化程度较高,森林面积很小。北段有四合木(Tetraena mongolica)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、松叶猪毛菜(Salsola laricifolia)等特征群系,南段以贺兰山丁香(Syringa pinnatifolia var. holanshanensis)、斑子麻黄(Ephedra rhytidosperma)等群系最具特色。贺兰山东坡比西坡温暖和干燥,森林面积远小于西坡,并分布一些酸枣(Zizyphus jujuba var. spinosa)、虎榛子(Ostryopsis davidiana)等喜暖中生灌丛。此外,贺兰山还具有贺兰山丁香、斑子麻黄、内蒙薄皮木(Leptodermis ordosica)、贺兰山女蒿(Hippolytia alashanensis)4个特有植物群落。     

鄂尔多斯地区公路沿线土壤重金属形态与生物有效性

采用TessierA连续提取法对鄂尔多斯地区公路沿线土壤重金属（Pb、Zn、Cu、Ni、Cr）化学形态进行了测定。同时对土壤pH值、重金属含量和公路绿化植物重金属（Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Ni、Cr、As和Se）含量进行了分析，对该区域重金属的生物有效性与潜在生态风险进行预测。结果表明：土壤重金属有效态占总量百分比的大小序列为Zn〉Pb〉Ni、Cr〉Cu，与重金属元素在绿化植物中含量大小序列Zn〉Cu〉Ni、Cr、As、Pb〉Cd〉Hg并非完全趋于一致。不同公路段土壤重金属与其不同形态存在较大的变幅。公路沿线表层土壤中重金属的有效态占其总量为G109（东胜-准格尔段）15．7％～46．1％，G210（达拉特-东胜段）8．0％-40．9％，G109（东胜-鄂托克段）9．1％～33．9％，而且以有机态和Fe—Mn氧化结合态的比例较大，为各元素有效态的主要形态特征。Cu在不同植物不同器官中的含量较高，可能在鄂尔多斯地区特定环境条件下随植物的蒸腾拉力、水分和营养盐运移的生理生态作用下使其在植物体中富集。土壤重金属Zn的有效态含量较高，而残渣态含量低，须特别注意其对区域生态系统的潜在影响。     

Distribution of Heavy Metals and Arsenic in Greenbelt Roadside Soils of Pudong New District in Shanghai

We studied the distribution of seven heavy metals and As in typical municipal greenbelt roadside soils in Pudong New District, Shanghai, China. As and Ni showed no significant accumulation compared with the background values of the local soils, but there was strong evidence of accumulation of Cd, Cr, Cu, Hg, Pb and Zn in the roadside soils. However, only Zn and Cd contents were higher than the pollution thresholds of the Chinese National Soil Quality standard. The concentrations of heavy metal(loid)s in the soils were significantly affected by the length of time since the roads were constructed. Soils from areas adjacent to an older road had higher levels of Cu, Pb, Cd and Zn. In terms of spatial distribution, more Cd, Cu, Pb and Zn were found in the soil from the green areas of median between carriageways than from those of the roadside verges. Vertical distribution analysis shows that the contents of Pb, Cd, Cu and Zn had maximum values in the topsoil and were substantially lower in the deeper layers of the soil profile. Moreover, correlation analysis reveals that these four heavy metals originated from the same pollution sources and their contents were directly associated with the traffic density.     

道路边际土壤重金属分布格局的神经网络模拟——以现代黄河三角洲为例

在实地采样的基础上,应用MLP神经网络模型和GIS技术,对现代黄河三角洲3类不同道路两侧边际50m带状区域内的土壤重金属含量进行了逐栅格模拟.结果表明:东部和北部的自然保护区以及东北沿海地区道路边际土壤重金属含量较低,西南部人口密集区重金属含量较高.研究区道路边际土壤的Mn、Zn、Cr、Cu、Pb、Cd等重金属平均含量分别达到509.57、61.26、58.55 、32.40、26.07mg/kg和0.27mg/kg,Cd污染较为严重,其余金属含量均低于国家土壤环境质量I级标准.道路对其边际重金属的累积作用明显,但对环境尚未造成广泛和显著的危害.不同道路类型的土壤重金属含量高速公路RG>省道RS>县乡公路RX(除Pb外).在风向、土壤性质和地表植被覆盖等主要因素的影响下,道路边重金属含量在30m以内达到峰值,但因重金属扩散机理的差异,变化规律有所不同.     

海河低平原区农田重金属含量的空间变异性——以河北省肥乡县为例

随着工业和农业的快速发展,农田受到重金属污染的压力越来越大,其土壤环境质量的及时监测和掌握重金属在其空间的变异规律对农业生产具有十分重要的意义。利用地统计学和GIS技术对海河低平原区（肥乡县）农田土壤耕层（0—20Cm）8种重金属含量空间变异性进行了研究。结果表明：去除异常值后,8种重金属含量都符合正态分布,且其含量算术平均值未超过国家土壤环境质量二级标准。通过变异函数分析,Ph和Cr具有纯块金效应,Cu和Zn符合指数模型,Ni和Cd符合球状模型,地和As符合带基台值的线性模型。在该地区以2．0km为取样间距较大,以后调查时应该缩小间隔。Zn和Cd的空间变异性受人为因素影响较小,而Cu、Ni、Hg和As的空间变异性受人为因素影响较大,Ph和Cr在整个研究尺度上具有恒定的变异。Cu、Zn、Ni、Hg、As和Cd的变程差异较大,在2．5—13．7km之间。通过普通kriging法局部插值,Cu、Zn、Ni和As含量由西南部向东北部含量逐步升高,但是Hg却表现出相反的分布趋势。这将为当地正在开展的优势农产品区域布局规划提供理论依据。     

节节草生长对铜尾矿砂重金属形态转化和土壤酶活性的影响

通过盆栽模拟栽培试验,研究了节节草生长对铜尾矿砂重金属形态转化和土壤酶活性的影响。结果表明,节节草生长显著提高了尾矿砂中有机物结合态重金属比例(P0.01),降低了交换态和残渣态重金属比例(P0.05)。土壤过氧化氢酶、脲酶、多酚氧化酶和蔗糖酶活性均随着节节草的生长而不同程度的升高,其中过氧化氢酶和脲酶活性均与植物生长时间呈显著正相关(r过氧化氢酶=0.911,P0.05;r脲酶=0.957,P0.01),多酚氧化酶和蔗糖酶活性在植物生长旺盛期达到峰值,分别是对照组的2.40和2.02倍,随后迅速下降;而磷酸酶活性却显著下降(r磷酸酶=-0.923,P0.05)。土壤酶活性与节节草地下部分干重的相关性大于地上部分;且与土壤有机物结合态重金属的含量呈显著正相关,与交换态和残渣态重金属含量呈显著负相关。节节草生长不仅促进了铜尾矿砂重金属朝螯合态方面转化,有效降低重金属的生物有效性,同时还显著地改善了铜尾矿砂的基质环境和土壤肥力。因此,节节草在铜尾矿废弃地恢复实践中具有较大的应用潜力。     

兰州市某交通干道土壤重金属分布特征及其对绿化植物的影响

为研究交通运输造成的重金属污染特征及潜在生态风险,选取兰州市某交通干道,利用原子吸收分光光度计检测了金属元素的含量,并利用单因子指数法和潜在生态风险指数法评价了土壤污染程度和潜在生态风险,进而分析了土壤重金属污染对绿化植物叶绿素和Ca含量的影响。结果表明: 城市交通导致土壤重金属Cr、Mn、Zn、Cu和Ni的含量均显著增高,且Cr、Pb和Cu达到了中度污染,潜在生态风险排序为Cu＞Pb＞Cr＞Ni＞Zn＞Mn;槐树、月季、紫叶李和冬青卫矛对交通源重金属Pb、Mn、Zn、Ni等表现出不同程度的积聚作用;落叶植物槐树、月季和紫叶李叶片中叶绿素含量表现为路侧采样点＞对照点,而常绿植物冬青卫矛和侧柏的叶绿素含量为对照点＞路侧采样点,所有绿化植物叶片中Ca含量表现为路侧采样点＞对照点,高的叶绿素和Ca含量可能有利于绿化植物在土壤重金属污染环境中生存。交通运输导致研究区域土壤中重金属Cr、Mn、Zn、Cu和Ni等的积累;槐树、月季、紫叶李和冬青卫矛等对Pb、Mn、Zn和Ni具有不同程度的积聚作用,可推荐为相应重金属污染土壤绿化植物。     

京东板栗主产区土壤氮磷钾的空间变异

采用经典统计学和地统计学相结合的方法,对京东板栗主产区迁西县土壤氮、磷、钾的空间变异进行了分析.结果表明：迁西县土壤全量氮、磷、钾和速效氮、钾的含量普遍较低,但表层土壤速效磷含量较高;氮、磷、钾的空间分布均表现为中等变异,且以磷的变异最大.表层土壤全氮和碱解氮的分布符合高斯模型,其空间变异主要由结构性因素决定;全钾和速效钾的分布分别符合球状模型和高斯模型,前者空间变异受结构性因素和随机性因素的共同影响,空间相关性为中等;后者主要受结构性因素的影响,空间相关性强烈.氮、钾在全县范围内的空间分布特征相似,高值区均出现在县域南部和西北部,而中部和东北部的含量较低.全磷的高值区主要分布在该县北部,速效磷高值区则分布在县区南部.氮、钾全量和有效态含量之间存在极显著正相关关系,但全磷和速效磷含量的相关性不显著.     

西安城市路边土壤重金属来源与潜在风险

应用X-Ray荧光光谱仪对西安城市路边土壤重金属含量进行测定,运用相关分析、主成分分析和聚类分析探讨了路边土壤的重金属来源,并利用潜在生态风险指数法评价了其生态风险.结果表明:西安城市路边土壤中Co、Cr、Cu、Mn、N、iPb和Zn的平均含量均高于陕西土壤背景值.路边土壤中As、Mn和N i主要来自于自然源和交通源,Cu、Pb和Zn主要来自交通源,Co和Cr主要来源于工业源.潜在生态风险评价结果显示,西安城市路边土壤中重金属元素属于中等污染程度,具有中等潜在生态风险.     

郑汴路路旁土壤-小麦系统重金属积累及其健康风险评价

按离路基不同距离采集土壤、麦苗和籽粒样品, 在测定样品重金属 (Pb、Cd、Zn、Cr和Cu) 的基础上, 开展了路旁土壤-小麦系统重金属分布、积累和污染状况分析, 并对膳食小麦 (Triticumaestivum) 引起的健康风险进行了评价。结果表明:1) 土壤-小麦系统重金属含量随着离开路基距离的增加呈先增加后减少的趋势, 土壤重金属含量>麦苗重金属含量>籽粒重金属含量。2) 麦苗和小麦籽粒对土壤重金属富集能力的大小顺序均为Cu>Cd>Zn>Pb>Cr, 麦苗对重金属的富集能力大于小麦籽粒。3) 膳食小麦所致的Cd个人健康风险较大。     

迁安市农田重金属含量空间变异性

利用地统计学和GIS相结合的方法,对河北省迁安市农田土壤耕层（0～20 cm)8种重金属含量的空间变异性进行了研究.结果表明,农田中8种重金属含量均值未超过土壤环境质量(GB15618-1995)二级标准,属于中等变异.Cu、Zn、Ni、Cr和As含量的变异函数理论模型符合指数模型,空间相关程度强;Hg和Cd含量的变异函数理论模型符合球状模型,空间相关程度中等;Pb含量具有纯块金效应,空间相关程度弱.在整个研究尺度上,Pb含量具有恒定的变异,其余7种重金属含量由空间自相关部分引起的空间变异性起主要作用,空间相关距离为11～20 km.用普通Kriging方法对Cu、Zn、Ni、Cr、Hg、As和Cd含量空间局部插值表明,北部山地重金属含量较高,而中部盆地重金属含量较低.     

基于小流域尺度的土壤重金属分布与土地利用相关性研究——以厦门市坂头水库流域为例

人类活动改变流域集水区土地利用方式同时提高了土壤重金属水平,并影响地表水重金属负荷。以具有明确地理边界的流域作为研究单元可能实现计量区别不同人类活动或因其引起的土地利用方式对土壤重金属空间分布及其环境风险的贡献。但不同人类活动及其改变的土地利用方式对土壤和地表水重金属负荷的相对贡献研究缺乏可操作性方法论。以我国典型的山塘水库小流域—福建省厦门市坂头水库流域为例,结合遥感影像解译、野外土壤重金属水平调查和GIS地统计方法,针对小流域尺度土壤重金属空间分布及其环境风险与土地利用方式相关性研究进行方法论的探索。坂头水库流域覆盖205km2,土地利用类型有林地、农业用地、城镇用地、绿地和水面等5大类。按照不同土地利用类型覆盖面积为权重,以统计最小样本数为准则,在该流域内共采集150个表层土壤样品,针对6种具有人为源特征重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Ni、Cd)土壤总量及富集水平进行分析,以潜在生态风险指数评价流域土壤重金属风险,并结合土地利用类型分析了其空间特征。结果表明:与林地和绿地相比,城镇用地和农业用地表层土壤重重金属水平显著较高;土壤重金属富集水平及其潜在生态风险依次为:城镇用地农业用地绿地林地;城镇化加重了流域土壤重金属Cu、Zn和Cd的污染风险;土壤Pb富集水平与土地利用方式无关,可能为大气沉降来源;所有土地利用方式土壤Cr和Ni总量低于区域土壤背景值,但城镇用地的富集指数显著高于林地。基于土地利用方式的反距离加权空间插值(LU-IDW)也清晰地揭示了土壤重金属富集及其潜在生态风险与人类活动密切相关,尤其是城镇化。以野外调查结合遥感卫星图像解译和基于土地利用方式的空间插值的研究方法有效地揭示了研究流域土壤重金属的空间分布特征及其潜在风险评价空间模式,为小流域尺度的环境质量演变研究提供了方法论和案例。