《喀斯特地区土壤温度变化特征及其与环境因子的关系》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2021-04-22
  • 喀斯特地区土壤温度变化特征对研究该区土壤活性及小气候变化具有重要意义。为探明喀斯特地区土壤温度变化特征及其与环境因子的关系,以喀斯特高原峡谷区四种典型土地类型(花椒地、金银花地、火龙果地、荒地)为研究对象,采用土壤含水量监测系统(ECH2O)对各样地土壤温度变化进行连续定点监测,分析土壤温度的动态变化特征及其与环境因子的关系。结果表明:10 cm处土壤温度日变幅最大,土层越深日变幅越小;土壤温度日变幅为夏季较大,秋、冬季较小。火龙果地、金银花地土壤温度日变幅明显大于花椒地、荒地;随着土层加深,土壤温度日变化出现滞后现象;不同季节土壤温度均为火龙果地 > 荒地 > 花椒地 > 金银花地。夏季土层越深,土壤温度越低;秋、冬季土层越深,土壤温度越高;土壤垂直温度变异系数表现为冬季大于夏季。相关分析表明,土壤温度与气温、太阳辐射及土壤含水量均呈显著正相关(P<0.05),土壤温度变化与容重、孔隙度、土壤质地、有机碳等土壤理化性质相关性显著。花椒地土壤温度日变幅最小,与其较高的土壤含水量和总孔隙度、容重小、土壤持水性强密切相关。综上,花椒地对土壤温度的调节效果较好,因此,在喀斯特地区生态恢复的过程中,种植花椒能在一定程度上改善土壤性质,提升土壤肥力。本研究为喀斯特地区的生态恢复提供了科学依据,为植被生态效益评价提供一定参考。

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    • 编译者:lifs
    • 发布时间:2020-07-03
    • 喀斯特地貌地区特殊的水文地质条件( 集中强降雨、地形复杂、地质灾害多发、地下河系发达、地表水渗漏大 )耦合近年来频繁的工矿业活动(选矿、冶炼、不合理开采等)导致区域土壤重金属空间分异特征显著。因此,定量化 喀斯特地区土壤重金属污染的风险因子 并 识别其主控因素,揭示人为因素和自然因素之间的交互耦合机制,对于区域土壤污染综合管理和调控具有重要意义。   为了深入揭示上述科学问题,中国科学院地理资源所廖晓勇课题组选取 我国典型的喀斯特地区——广西河池为研究区域,基于土壤中砷( As )、镉( Cd )、铬( Cr )、汞( Hg )和铅( Pb ) 5 类重金属元素含量及其内梅罗( NPI )综合污染风险, 构建了 14 个潜在风险因子的指标体系,包括 5 个人为因子和 9 个自然因子,综合分析了各金属元素的区域赋存特征和污染风险分布格局,借助地理探测器模型方法识别与量化风险的主控因子及其交互作用大小。研究发现,人为因素和自然因素对喀斯特地区的土壤污染的交互作用是非线性增强型,并进一步确定了主控自然因素中的“流域因素”与人为因素交互最为常见,主控人为因素中“土地利用(建设用地)”、“冶炼厂”与自然因素交互最为常见。主控自然因素中“土地利用”和“流域因素”交互可解释 56% 的 Cd 元素污染,“冶炼厂”和“流域因素”交互可解释 19% 的 As 元素污染。主控因素中“土地利用”和“流域因素”交互、“冶炼厂”和“地质条件”交互、“ pH 值”和“流域因素”交互分别解释了 51% 、 19% 和 15% 的内梅罗污染综合风险。因此,喀斯特地区土壤重金属污染风险调控需要重点考虑两方面:一是改变土地利用结构,二是减少来自冶炼厂的污染排放。   论文第一作者为博士研究生陶欢,通讯作者为廖晓勇,合作者包括西密歇根大学 Daniel Cassidy 教授。研究结果近期已在线发表于国际著名学术期刊《 Science of the Total Environment 》。该研究获得中国科学院 A 类战略性先导科技专项 “ 地球大数据科学工程 ” ( XDA19040302 )的资助。     .   图1 喀斯特地貌地区土壤重金属污染评估指标体系 . 图2 喀斯特地貌地区土壤重金属的人为-自然因素交互   相关论文:   Tao Huan, Liao Xiaoyong, Li You, Xu Chengdong, Zhu Ganghui, Daniel P. Cassidy. Quantifying the influences of anthropogenic and natural factors on heavy metals accumulation and pollution risk in karst soil[J]. Science of the Total Environment , 2020, 721: 137770