模拟酸雨影响下皖南红壤阳离子释放特征的研究

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由酸雨(或酸沉降)而导致的土壤酸化已成为世界性的环境问题。土壤酸化直接影响土壤本身性质,加速养分元素的淋失,使土壤贫瘠化;同时导致大量铝及某些重金属元素的活化,毒害植物和产生不良的环境问题。本文选取我国主要酸雨区广泛分布的酸极度敏感性土壤—红壤作为对象,通过实验室分析和模拟土柱淋溶实验,研究了红壤的酸缓冲性和模拟酸雨影响下的阳离子释放特征。取得的研究结果如下:(1)皖南红壤的酸度范围在pH4.624.88之间,致酸离子以交换性铝为主,占交换性酸的比例超过80%;红壤的酸缓冲容量较小,约为23.425.2mmol/kg,属于酸敏感性土壤,长期酸雨淋溶下极易发生土壤酸化;土壤基础pH值、盐基饱和度和阳离子交换量明显影响红壤的酸缓冲容量。(2)模拟酸雨淋溶下,红壤盐基离子释放量与模拟酸雨淋溶液pH值、淋溶量有密切关系。除Na+在本研究的淋出液中未检出外,盐基离子K+、Ca2+、Mg2+的累积释放总量和各盐基离子的累积释放量均随模拟酸雨酸度和淋溶量的增加而呈明显的增加趋势;各盐基离子累积释放量大小为Ca2+>Mg2+>K+,其中Ca2+和Mg2+在红壤盐基缓冲作用中起主要作用。(3)模拟酸雨的酸度直接影响着土壤矿物风化和铝活化的速度。相同淋溶量下,模拟酸雨酸性越强(pH越低),铝的活化和释放量就越大。pH2.0的模拟酸雨可导致红壤中大量铝的活化,使淋出液中铝的释放量明显增加;而pH>3.0的模拟酸雨对红壤中铝的释放影响较小,但随着模拟酸雨淋溶量的增大,铝的累积释放量也随之增大,即在弱酸性酸沉降长期作用下也会导致铝的释放。(4)红壤对模拟酸雨淋洗具有一定的缓冲性,缓冲性的大小及土壤性质的变化与模拟酸雨的酸性强弱有关。pH≥3.0的模拟酸雨淋洗红壤后,淋出液pH值均维持在较高水平,变化幅度不大,说明红壤在此酸度下具有一定的缓冲性;但pH2.0的模拟酸雨淋洗红壤后,淋出液pH值急剧下降,并最终在较低水平上维持稳定,说明此时红壤的原有缓冲体系被打破,且重新建立了新的酸碱平衡;pH≥5.0的模拟酸雨长期淋洗红壤后,土壤pH值比淋溶前略有上升;pH<5.0的模拟酸雨长期淋洗红壤后,土壤pH值均有不同程度的下降,特别是pH2.0的模拟酸雨使土壤pH在一段时间后便达到最低值,土壤交换性酸量迅速增加,交换性铝占交换性酸比例逐渐增大;此外,模拟酸雨淋洗后的红壤中,交换性盐基离子总量减小,说明土壤中某些矿物经酸雨淋洗后发生风化,盐基离子随酸雨淋失。
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