成都山地所山地地表關鍵帶生物地球化學撒佈創

文章来源:文迪 时间:2018-12-26

  

成都山地所山地地表關鍵帶生物地球化學撒佈創造研究獲系列進展

  成都山地所山地地表關鍵帶生物地球化學撒佈創造研究獲系列進展

  

  地表關鍵帶是陸地生態系統中土壤圈及其與大氣圈、生物圈、水圈和巖石圈物質遷移和能量交換的交匯區域,被認為是21世紀基礎科學研讨的重點區域 。在國傢自然科學基金撑腰下,水利部成都山地災害與環境研讨所“山地生物地球化學”研讨團隊在貢嘎山東坡海拔梯度上和冰川退縮跡地程度梯度上 ,開展瞭地表關鍵帶以磷和微量金屬元素為主的生物地球化學循環研讨,获得瞭一系列新的進展。

  土壤磷生物地球化學循環受溫度、降水、巖性、土壤性質、植被和微生物活動的相同影響。貢嘎山東坡完好的土壤與植被垂直帶譜是研讨這一問題的“自然實驗室”。研讨發現貢嘎山東坡海螺溝土壤總磷和有機免責聲明:本文僅代替作者團體觀念,與有關磷濃度呈現明顯的垂直分帶特征,表層土壤生物无效磷呈“拋物線”型分佈,在亞平地暗針葉林帶最高,在常綠闊葉林帶最低;原生礦物磷則呈現與生物无效磷相反的空間分佈趨勢。土壤的CNP比未呈現顯著的空間差異,而低海拔地區的微生物CNP比顯著低於高海拔地區。土壤磷生物地球化學的空間分異特征次要受土壤pH、植被和降水的影響 。在高海拔地區,溫度是操纵土壤磷生物无效性的另一個重要要素。此外,研讨還發現低海拔的常綠闊葉林能够遭到磷限制的影響 。

  氣候變暖導致环球平地冰川退縮,在冰川堆積物上發育的土壤具有較為明確年齡,可用於提醒風化及成土過程,探討成土作用過程中營養元素和微量金屬元素地球化學行為等。基於貢嘎山冰川退縮跡地,使用連續提取法、XRD和水化學等办法,發現冰川退縮後的52年內,以碳酸鹽風化為主,52年後黑雲母和角閃石等矽酸鹽礦物開始強烈風化。結果标明,优良的水熱條件和疾速發育的植被極大地促進瞭風化作用的進行。與暴露時間相近的其它冰川退縮跡地相比,貢嘎山海螺溝冰川退縮跡地土壤發育和有機質積累速率更快,土壤酸化過程更快速 。大批有機質對重金屬鎘、鉛和鋅的吸附和絡协作用對這幾種重金屬在土壤中的遷移和轉化具有重要影響。由於強烈的風化、疾速發育的植被的汲取和較強的淋溶作用,導致該冰川序列土壤表層磷流失速率較快,在120年樣點,表層磷庫降低瞭約17.6%。

  貢嘎山東坡湖泊沉積物研讨提醒瞭過去100多年以來研讨區鎘、鉛和鋅的累積過程。結果顯示,自上世紀90年代中期以來,沉積物中重金屬次要來自於人類活動的排放;其中,鉛的混浊歷史(自20世紀50年代)早於鎘和鋅的混浊,這些重金屬很能够來自於中國东北地區和南亞地區;研讨同時指出,限制區域重金屬的排放以及混浊的協同管理依然是未來一段時期內操纵重金屬混浊的次要手腕。

  上述结果标明,山地是地表關鍵帶研讨的理想區域,具有在无限空間內開展差别土壤發育水平、氣候和植被類型條件下養分元素生物地球化學循環的空間分異、過程及驅動機制研讨的優勢;山地地表關鍵帶磷及微量金屬的生物地球化學循環對山地系統自身及其下遊的生態和環境安定會產生重要影響 。

  相關研讨结果已分別發表於Catena、Journal of Soils and Sediments、Geoderma、Environmental Science and Pollution Research、PeerJ、Chemosphere 等期刊。

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