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

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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。
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