野鸭湖湿地表层土壤微量元素含量及分布特征研究

【摘要】随着农业研究的发展,微量元素在土壤中的农用研究十分活跃,尤其是微量稀土化肥的应用得到了蓬勃的发展,成为了微量元素环境地球化学研究的热点。研究表明,稀土元素在一定浓度范围内能够促进土壤中微生物的生长以及增强其生物活性,显著改善土壤肥力,提高其肥力水平,提高土壤生态系统及其组分的循环能力,对作物的生长发育起到促进作用。我国稀土资丰富,占全球近80%的储量,能够获取丰富的最新资料。近年来,土壤环境中稀土的影响越来越得到人们的关注,为了将稀土为我所用,进一步全面而系统的研究稀土,稀土元素在土壤中的地球化学行为研究必不可少。野鸭湖湿地保护区是北京最典型和最大的陆地湿地系统,通过在野鸭湖湿地选取典型区域土壤作为研究对象,并大量采样,利用先进的测试技术,对稀土元素与微量元素的化学行为进行研究,全面而系统的研究稀土元素在土壤中的含量、分布、分异、配分模式与微量元素含量、分布及其与稀土元素相关性研究,通过对比其与其它地区土壤中稀土元素的背景值,以便更好的对土地进行合理改良,为了确保生态与农业的和谐发展,可以针对性地施用稀土微肥,具有重要的现实意义。为了解野鸭湖湿地典型区域稀土与微量元素在土壤中的地球化学特征,采用ICP-MS(等离子体质谱)法对野鸭湖湿地典型区土壤测定了52个表层土壤样品的稀土与微量元素含量,分析了野鸭湖湿地典型区稀土与微量元素在表层土壤的水平分布特征以及微量与稀土元素含量、分异、Ce、Eu异常。结果表明：(1)典型区表层土壤中的稀土元素总量∑REE介于131.81mg/kg-217.49mg/kg,平均含量值为173.87mg/kg,标准偏差值为19.85,变异系数值为0.11。轻稀土元素含量(LREEs)介于106.49mg/kg-167.06mg/kg,平均含量值为133.87mg/kg,标准偏差值为16.03,变异系数值为0.12。重稀土元素含量(HREEs)介于14.63mg/kg-30.23mg/kg,平均含量为24.57mg/kg,标准偏差为3.15,变异系数为0.13。轻重稀土总量比值LREE/HREE介于4.7～7.28之间,平均值为5.49,远远大于1,表明研究区表层土壤的轻、重稀土元素分异明显,具有典型的富集轻稀土特征。(2)通过对野鸭湖湿地及其周边研究区52个表层土壤样品数据的计算,稀土元素Eu的标准值的变化值δEu处于0.64～0.78之间,小于1.05,Eu的平均值为0.71,表现为负异常,出现Eu的亏损现象；稀土元素Ce的标准值的变化值δCe处于0.95～0.99之间,平均值为0.97,总体表现为无异常；与该地区土壤处于弱碱性环境相一致。研究区δCe与δEu及δCe与∑REE相关性分析表明成岩作用对其的影响不明显。(3)野鸭湖湿地地区底泥沉积物中微量元素与其它利用类型的农业土地中微量元素的含量存在不同程度的差异,但其微量元素含量曲线趋势程度是一致的。在微量元素相关分析中,部分元素相关系数值高达0.95以上,反映了这些微量元素在风化、搬运与沉积过程中具有相似的环境地球化学行为——具有同源性。(4)对本研究所测数据进行球粒陨石标准化,REE球粒陨石标准化分布模式大致为轻稀土(LaNd)富集而重稀土(Er-Lu)亏损的情况,图形曲线呈右倾斜。并对表层土壤与稀土元素全国平均值数据进行了比较,LREE含量高于全国平均值而MREE含量低于全国平均值,表现出陆壳REEs的典型特征,表明其物质来源主体是陆源的。(5)不同植被区,表层土壤中∑REE、轻稀土元素(LREE)、重稀土元素(MREE)均表现为耕地>林地>芦苇地>草地>底泥,而分异程度耕地最大,林地与草地近似,芦苇地最小,推测湿地环境及人工影响对REE分布及分馏影响较大。在湿地环境中,REE可能更多的参与了生物地球化学循环。本研究不仅有利于更好的掌握野鸭湖湿地的元素地球化学研究与土壤污染现状,而且能够揭示野鸭湖湿地及周边土壤的物理侵蚀与化学风化过程中元素分布特征与物质输送状况,同时给北京市湿地及官厅水库的水环境现状、水污染治理、生态环境保护及管理决策研究提供科学的依据和基础资料,具有十分重要的理论和现实意义。
【作者】符颖；
【导师】季宏兵；
【作者基本信息】首都师范大学，自然地理学，2014，硕士
【关键词】野鸭湖；湿地；稀土元素；微量元素；

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