吉林省西部草原生态地球化学评价

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吉林省西部草原位于大兴安岭森林、科尔沁草原湿地、松辽平原黑土地三个生态系统的过渡带,草原类型主要为平原草甸草原草场类、平原草甸草场类、丘陵干草原草场类。吉林省西部草原不仅是吉林省重要的生态系统和生态屏障,同时也吉林省重要的农牧产品基地。近些年来,由于人为破坏和自然环境变化,吉林省西部草原退化较为严重,因此,研究草原区土壤中矿质营养元素、重金属元素的分布特征、牧草中元素的分布及其对土壤元素富集特征,对吉林省西部草原的保护和管理等有着十分重要的意义。本文通过吉林省西部草原区土壤、牧草样品的分析测定,研究了草原区土壤中矿质营养元素、重金属元素的分布与富集特征、土壤重金属形态分布特征、牧草营养元素的分布特征,研究了土壤-牧草间元素的相关性,对土壤肥力、土壤重金属污染水平、牧草质量等进行了评价。通过研究,得到如下认识:1.吉林省西部草原表层土壤中Al2O3、TFe2O3、MgO、B、Mn、Co、Mo、Pb、Cu、Zn、As、Hg、Ni、Cr、Cd含量均低于全国土壤背景值,Na2O、K2O含量高于全国土壤背景值,土壤CaO、N、Cl空间含量差异较大,变异系数较高。表土中矿质营养元素含量分布多呈北高南低的趋势2.相关性分析和因子分析结果表明,本区微量营养元素如Co、Zn、Cu、Mo、Mn和重金属元素Cr、Ni、As、Pb、Hg、(Cu)、(Zn)的主要来源为成土母质,营养元素N、P、K2O、CaO和重金属元素Cd含量受成土作用等影响较大,B、MgO的含量与土壤pH相关性较大,Cl、Na2O的含量影响着土壤电导率。3.通过土壤元素表层与深层含量比值和土壤重金属元素富集因子,本区表层土壤富集N、P、Cl、Na2O、K2O等营养元素,对重金属元素无富集。4.本区土壤有效Mn、有效Mo、有效Zn含量处于极低水平,有效Cu含量处于适中水平,有效B、有效Fe处于极高水平。土壤水解N、有效P、有效K、有效Zn、有效B含量受土壤pH值、土壤电导率和土壤有机碳含量影响较大。土壤中As、Zn、Cr、Pb主要是以残渣态形式存在于土壤中,而Hg、Cd主要是以活性态形式存在,Hg、Cd的潜在生态风险相对较大。5.采用层次分析法评价本区土壤肥力等级,结果表明丘陵干草原土壤肥力最高,平原草甸草原草场肥力次之,多为二等土壤,平原草甸草场土壤肥力最低。采用内梅罗指数法评价本区土壤重金属污染情况,本区大部分土壤重金属元素含量处于安全水平,只有查干花镇周围土壤重金属达轻度污染水平,重金属元素As、Cr、Hg、Pb、Ni、Zn含量都在此区域均有一定程度富集。6、本区牧草中As、B、Ni、Na、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cd、Pb、F、P含量差异较大,草中Na、P含量与土壤pH、有机碳含量和土壤电导率显著相关,其他元素与土壤pH、有机碳含量和土壤电导率显著相关性较差。参照NRC饲料微量元素推荐值,本区牧草缺乏Zn、Cu、P,Ni含量部分超标,牧草中K、Mg、Ca、Mn、Co、Mo能满足羊生长发育和正常代谢的需求。吉林省西部草原土壤肥力水平较低,营养元素的有效态含量处于极低水平,重金属元素含量虽处于安全水平,但Hg、Cd的潜在生态风险相对较大。草原牧草缺乏Zn、Cu、P、,牧草中K、Mg、Ca、Mn、Co、Mo含量水平能满足草原动物生长需要。
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