南方崩岗区表层岩土稀土元素分布特征

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崩岗被称为我国红壤侵蚀区的“生态溃疡”,用于描述一类“侵蚀沟的沟头发生坍塌、陷蚀而形成的深围椅状地貌”,是区域沟谷土壤侵蚀的高级阶段,通常由集水坡面、崩壁、崩积体、沟道和冲积扇子系统组成。崩岗广泛分布于长江流域、珠江流域及东南沿海诸河流域低海拔丘陵地带,崩塌面积≥60 m2已逾239000处,侵蚀面积约1200 km2,年侵蚀总量6000万t以上,平均侵蚀模数高达59000 t/(km2·a)。其侵蚀过程破坏土地资源,造成大量泥沙淤积河道、农田等,是造成区域生态环境恶化的重要因素之一。为了揭示崩岗侵蚀区表层土壤(0~20 cm)及典型植被(芒萁)系统间的空间分布特征,本研究以福建省西南部长汀县濯田镇黄泥坑崩岗群内植被盖度分别为2%,20%和95%的三处典型毗邻崩岗(崩岗区)为研究对象,采集集水坡面、崩壁、崩积体和沟道土壤共63个土壤样品,测定土壤机械组成、有机碳和pH等常规理化性质,同时利用等离子质谱仪测定30个芒萁体中稀土元素含量。主要结论有:(1)不同植被盖的崩岗土壤机械组成存在明显差异,基本表现为砂粒>粉粒>黏粒,1#崩岗和2#崩岗之间的黏粒与砂粒,黏粒与粉粒均存在显著性差异,3条崩岗表土层的黏粒之间均存在显著性差异。(2)崩岗系统表层土壤pH、有机碳、全氮、全磷、全钾、全铁、速效磷和速效钾含量的变化范围分别为,482~5.13、0.74~6.24 g/kg、0.21~0.46 g/kg、 0.06~0.07 g/kg、4.06~5.63 g/kg、5.12~5.82g/kg、0.35~0.66 mg/kg、21.53~ 23.78 mg/kg,其平均值分别为5.01,2.67 g/kg,0.33 g/kg,0.06g/kg,4.85g/kg,5.42 g/kg,0.51 mg/kg,22.59 mg/kg。对不同植被覆盖条件的崩岗养分含量进行方差分析,结果表明植被覆盖条件最好的3#崩岗有机碳含量明显高于植被覆盖条件差的1#崩岗和2#崩岗,分别达到9倍和6倍,表土层有机碳、pH值和全钾均达到显著性水平(P<0.05),全氮、全磷、速效磷、全铁之间不存在显著性差异,地表植被尤其是芒萁对土壤养分含量明显的提升作用。(3)3条不同植被覆盖条件下的崩岗表土层稀土元素总量特征表现为:3#(374.53 mg/kg)>2#(211.99mg/kg)>1#(194.91 mg/kg),植被覆盖度较高崩岗稀土元素总量显著高于植被状况较差的崩岗样地;研究区表土层轻稀土元素含量介于176.21~278.12 mg/kg之间,重稀土元素含量范围为18.70~96.41mg/kg,轻、重稀土含量比例为5.37~10.64,呈现出轻稀土元素明显富集特征;3条崩岗不同部位的稀土元素含量空间分布特征表现为:崩积体>沟道>崩壁>集水坡面的分布特征,稀土元素分配差异说明不同植被覆盖度的崩岗及其各部位对表土层稀土元素含量及其迁移产生了重要的影响。(4)崩岗侵蚀区芒萁体内稀土元素总量介于1063.53~1579.55 mg/kg,1#崩岗内芒萁体含量为1267.53mg/kg,叶片含量为500.85 mg/kg,占百分比达到40%;2#崩岗内芒萁体含量为1579.55mg/kg,其中叶片含量为767.90 mg/kg,占百分比达到49%;3#崩岗内芒萁体含量为1196.28 mg/kg,其中叶片含量为798.83mg/kg,占百分比达到67%。3条不同植被覆盖条件的崩岗各部位芒萁体内稀土元素含量变化依次为崩积体>沟道>集水坡面,风化时间长、体积较大的崩积体为芒萁的生存和扩散提供有利条件,芒萁对地表的覆盖有利于拦截崩岗侵蚀形成的泥沙流,促进植物体对稀土元素的吸收和富集。
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