黄土丘陵沟壑区坝地土壤理化性质特征及生态风险评价.pdfVIP

黄土丘陵沟壑区坝地土壤理化性质特征及生态风险评价

中文摘要

黄土丘陵沟壑区是黄土高原上典型的生态脆弱区之一，长期遭受水土流失的侵蚀和

粗放耕作模式的影响导致了土壤肥力的下降和污染物的积累，而筑坝淤地这一水土流失

治理措施在保障农业生产的同时又能兼顾生态效益成为众多学者研究的焦点。土地资源

是保障我国农业经济可持续发展中非常重要的一环，由于坝地兼具水土保持与农业生产

效益，因此，坝地资源的合理高效利用直接影响着区域土地资源的优化配置，查明不同

土地利用方式下坝地土壤理化性质等土壤基本情况成为了区域可持续发展的迫切需要。

本研究选取山西省乡宁县典型淤地坝—西廒沟淤地坝为研究对象，测定其土壤机械组成、

CdCuPbZnNiAsHgCr

土壤主要养分、土壤重金属、、、、、、、的状况，基于测定的

土壤机械组成和土壤主要养分指标进行单因素方差分析、主成分分析，基于测定的土壤

重金属含量数据通过单因子指数（Pi）、内梅罗综合指数（P）、潜在生态风险指数（RI）

综

评估土壤重金属元素的污染风险大小，研究结果表明：

1）研究区坝地的土壤机械组成均以粉粒为主，在不同的土地利用方式下土壤机械

组成略有不同：不同土地利用方式下土壤质地粗化度的差异并不显著，土壤颗粒组成中

0-40cm

林地、耕地的黏粒含量较荒地较高。林地土壤黏粒在垂直方向上表现出浅层（）

土壤黏粒含量较深层（40-80cm）低的分布特点。粒径分布曲线可以看出耕地0-20cm、

20-40cm40-60cm60-80cm

、三个土层的土壤颗粒组成曲线较为相似，而同的土层曲线

差异较大。从土壤机械组成的变异程度来看，砂粒的变异程度最高属于强变异性，黏粒、

粉粒含量均属于中等变异性但粉粒的变异程度相较于黏粒、砂粒更低。

2）坝地土壤主要养分表现出“土壤缺氮、少磷、钾富足”的特征。不同的土地利

用方式下，林地的土壤有机质、速效钾、全氮含量最高，而荒地土壤速效钾、有效磷、

全氮含量最低；除荒地的土壤有效铁、有效锌含量低于另外两种土地利用方式外，不同

土地利用方式下坝地有效态金属元素的差异以及其在垂直剖面上不同土层之间的差异

均较小。此外，坝地土壤主要养分在垂直剖面上均表现出“表聚性”特征，其中耕地土

壤有机质、全氮的表聚性最好，而荒地有机质、全氮表聚性最差。

30-20cmCdPbZnAsHg

）研究区土壤表层（）、、、、高于山西省土壤背景值，而

I

Cu、Cr、Ni的含量并未超过背景值。八种土壤重金属含量均未超过农用地土壤污染风

险管控标准（GB15618-2018）。八种土壤重金属的空间分布情况大致表现出南北较高而

中部较低的特点，其中高值主要集中在了坝内的各级耕地、交通道路周围以及周边村镇

（东廒村、西廒村）附近。

4）以山西省土壤背景值为标准，单因子污染指数分析结果表明研究区土壤Cd、Hg

PbZnAsCuCrNi

污染程度中等，而、、、、、的污染程度则较轻。内梅罗综合指数求得

P1.97，表明研究区的整体污染水平较低。如果按照耕地二级管控标准，则研究区土

综

CdHg

壤重金属值均未超过限制值，尤其是和远远未达到污染标准。生态风险指数结

果表明研究区存在中等程度潜生态风险，而其中Hg和Cd是研究区潜在生态风险最高

的土壤重金属元素。

综上所述，坝地土壤理化性质在不同土地利用方式下表现出了较为显著的差异。虽

然林地、耕地、荒地土壤质地粗化度差异并不显著，但荒地在开垦为耕