草海地区

草海地区（精选4篇）

草海地区 篇1

遥感技术把现代空间技术和地球科学、计算机信息技术联系在一起,加上GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统),使当今生态环境研究在技术上形成突破[1]。土地利用变化主要体现在土地利用数量变化、空间变化及变化的区域差异等方面[2]。

1 研究区概况

草海位于贵州省威宁县西部,海拔2 171.7 m,属长江流域牛栏江、横江水系,是金沙江支流横江上洛泽河的上游湖泊,其水源补给主要来自雨水,其次是地下水补给,水源极为丰富。草海的流域面积约3.8×104hm2,是贵州高原上最大的天然淡水湖泊。草海湖水较浅,透明度大,且湖底多为淤泥底质,故水生植物种类繁多。区内有高等水生植物37种,其中海菜花为国家重点保护植物;鱼类10余种;鸟类178种或亚种,其中27种为国家重点保护动物,48种属中日候鸟协定保护鸟类,并为一级保护动物黑颈鹤的主要越冬地之一。区内气候特征是冬无严寒,夏无酷暑、夏秋湿润、冬春干燥,干湿季节明显,干季11月至第二年4月,湿季5月至10月,低湿干燥,昼夜温差大。年均温为10.6 ℃,年均降水量约为1 000 mm,相对湿度80%。

2 分析方法

2.1 数据来源

以美国Landsat卫星的TM影像为研究对象,该影像空间分辨率为30 m,影像获取时间为夏季,从影像上可以分辨出有大面积植被覆盖,利于做生态环境遥感解译工作,本研究选取了2007年、2010年两个时期的TM影像作为遥感解译的数据源。

2.2 几何纠正

以2005年的TM控制影像为基准,运用专业的遥感软件对2007、2010年的TM影像进行几何纠正,选择几何纠正模型的类型为多项式变换,采用双线性内插法进行重采样,选多项式的项数为5,控制点数为21个,要求这21个点在影像上要均匀分布,并且被纠正的影像误差不超过两个像元。采用阿尔伯斯投影,椭球体选克拉索夫斯基,第一标准纬线25°,第二标准纬线47°,投影起始纬度12°,中央经线110°,中央经线偏差和起始点偏差都为0。

2.3 分类系统

根据研究区的自然特点,结合当地实际情况和TM影像的分辨率,将研究区土地利用类型划分为:有林地、灌木林地、疏林地、高覆盖草地、中覆盖草地、低覆盖草地、湖泊、水库(坑塘)、沼泽地、城市建设用地、农村建设用地、滩地、水田、山区旱地、平原区旱地共15个类型。

2.4 分类方法

参考野外作业选取的样区,运用遥感软件进行监督分类,用最大似然法进行计算机自动分类,然后聚类统计,去除小图斑,转为矢量数据,平滑,再次去除小图斑,根据遥感影像特征进行人机交互解译,结合GPS获取的野外调查点进行图斑验证修改。

3 结果与分析

运用标准假彩色432波段组合合成的2007年、2010年草海周围TM遥感影像(图1、2),利用人机交互解译得出2007年、2010年草海周围的土地利用类型分布图(图3、4),各土地利用类型面积统计结果如表1所示。

结果表明,从2007年到2010年,贵州省草海自然保护区周围的各土地利用类型面积基本保持平稳,变化幅度不大:

有林地、疏林地、高覆盖草地面积、农村居民点用地、湖泊、水库坑塘面积呈小幅度增长趋势。

灌木林地、中覆盖草地、低覆盖草地、水田、山区、旱地面积呈小幅度下降趋势。

其他土地利用类型面积没有显著变化。

影响土地利用变化的因子错综复杂,主要有自然因素和人为因素两方面。自然因素对土地利用变化有着较大的影响,但各历史时期土地利用变化都由人类对土地的利用活动造成,人类社会经济活动构成了在中小时间尺度上土地利用变化的主要驱动因素。

从2007年到2010年有林地和疏林地面积呈现明显增加趋势,山区旱地和荒草地呈现明显减少趋势,这主要是因为草海周围地区实施的退耕还林、天然林保护政策,由于对每块实行退耕还林的土地给予现金补贴,很多肥力差、耕作困难的坡耕地都退耕了,再加上荒山造林,使森林覆盖率有所增加。

从2007年到2010年灌木林地面积呈减少趋势,主要是因为一些地区在灌木林中直接种树,遥感解译出来就是有林地,造成灌木林地面积的下降。

荒草地的减少也是由于很多地区直接改草种树造成的。

从2007年到2010年水田、旱地呈减少趋势,建设用地呈增加趋势,是因为有的地区建设占用了耕地,旱地减少的另外一个原因是退耕还林。

从2007年到2010年,草海湖泊面积减少118.19 hm2,主要原因是2010年威宁地区遭遇了旱情,降雨量小于2007年,另外就是草海附近部分居民围湖造田导致,在干旱季年份农民将滩地变为耕地来使用,洪涝年份又放弃耕种,耕地又变为湖泊,而2010年草海地区旱情加重,所以造成草海湖泊面积大幅度减少。

4 结论

草海是贵州唯一的高原湿地,生态环境脆弱,做好草海的保护工作关系到局部地区的气候变化及生态环境变化,通过这次遥感调查可以看到,草海周围的森林覆盖率是增加的,整体生态环境有变好的趋势,而围湖造田现象仍然存在,所以草海的保护工作任重而道远。

参考文献

[1]安裕伦.遥感技术支持下的喀斯特地区生态环境状况初步研究[J].贵州地质,2001,18(3):89.

[2]于兵,藏淑英.资源型城镇土地利用的动态变化分析[J].哈尔滨师范大学自然科学学报,2003,19(6):31-33.

[3]徐满,郑景明,张青.庐山自然保护区及其周边土地利用变化分析[J].东北林业大学学报,2012,40(8):60.

[4]欧春平,夏军,王中根,等.土地利用/覆被变化对SWAT模型水循环模拟结果的影响研究-以海河流域为例[J].水力发电学报,2009,28(4):124-129.

[5]龙花楼,李秀彬.长江沿线样带土地利用格局及其影响因子分析[J].地理学报,2000,5(2):417-425.

[6]张律,夏建国,陈丽.屏山县土地利用变化及其驱动因素分析[J].资源与人居环境,2012,(8):44.

草海地区 篇2

1 项目概况

草海二道道路工程位于毕节市七星关区, 七星关区地处乌蒙山腹地, 位于川、滇、黔三省交通要冲, 交通便利, 四通八达。本项目起于毕节市南环西路, 途经浙江商城、茶亭安置房、毕节市商品综合批发大市场, 是组成七星关区城区建设规划路网的重要通道, 项目全长2.588km。

2 本工程对周边环境影响的预估

在城市化高速发展的同时, 加快城市交通基础设施建设, 完善城市功能, 美化城市环境, 是解决城市区域环境问题的根本途径。而城市的道路建设必然影响环境, 尤其是大范围的城市路网建设工程, 由于其所处地点部分在城市建成区, 因此其施工、营运期造成的环境问题会更严重。城市道路建设将造成如下环境问题: ( 1) 选线不当会破坏沿线生态环境; ( 2) 防护不当会造成水土流失, 如坡面侵蚀与泥沙沉淀等; ( 3) 道路施工造成环境污染; ( 4) 道路通车营运期间, 车辆对沿线城区造成污染。因此, 必须严格按照环境保护的要求, 在疏解交通拥挤的同时, 采取科学合理的方案、工艺、尽量减少对环境的破坏。

在设计过程中, 对本工程项目在施工期和运行期对周边环境的污染特征的预估见表1。

3 保护措施

针对现状及本工程施工和运行期间的污染特征, 工程设计中采取了较为完善的环境保护措施。

3. 1 施工期的主要环保措施

本项目在建设期对沿线社会环境、自然环境会产生较大影响, 在设计、施工中应采取必要的对策和措施, 使环境污染降低到最低程度。

由于该地区经济发达、人口稠密, 工商业活动频繁, 道路车辆较多, 因此噪声背景值比较高。此外, 道路施工时, 混凝土、搅拌机、卷扬机、推土机、压路机及打桩机及人工凿石等也会引起噪声污染, 但这些都是暂时性的。施工期的主要环保措施是应做好施工的组织管理工作, 制定相应的规章制度并认真执行。

( 1) 防止水污染: (1) 施工前做好施工的临时排水工作, 并充分利用现有的城市排水管网, 防止积水四溢。 (2) 施工单位选择驻地时应考虑到污水处理问题, 生活污水要集中排放到城市污水管网中。 (3) 现场设置专用油料库, 储存、使用、保管专人负责。库房地、墙面做好防渗漏处理, 防止油料跑、冒、滴、漏, 污染土壤、水体。 (4) 严禁各种泄漏、散装、超载车辆上路, 防止道路散失物造成水体污染。

( 2) 震动及噪音控制。噪声污染是一种物理污染, 具有两种特性:噪声源一旦停止工作, 噪声污染立即消失。人们感受噪声的强弱与噪声源阻力的平方成反比。因此采取下述措施, 解决噪声污染问题: (1) 工程施工过程中不使用震动较大的施工机械, 以减少对周围建筑及居民的影响。 (2) 备用发电机和锯木机应设隔音棚, 尽量降低发电机和锯木机在使用过程中产生的噪音污染。 (3) 因施工点距居民区不足200m, 要对生产工作的机械, 限制施工时间, 晚上休息时间, 即22∶ 00 ~ 8∶ 00 的夜间不安排施工。 (4) 对道路附近的居住设施和其他单位, 根据具体情况采取噪声防治措施, 如修建高围墙、设置声屏障、临路两侧密集植树绿化、建筑物设置双层窗或封闭外走廊等。 (5) 加强交通管理, 在道路主要出入口设置噪声监控站, 禁止噪声过大的车辆上路。

( 3) 大气污染防治: (1) 所有施工机械应做好检修工作, 废气的排放必须符合废气排放检测有关标准。 (2) 工地内禁止焚烧垃圾及其它有害物质。 (3) 对易产生粉尘、扬尘的作业面和装卸、运输过程, 采取洒水降尘措施。 (4) 合理组织施工, 扬尘的作业、运输避开敏感点和敏感时段。

( 4) 防止固体废弃物污染: (1) 施工完毕, 将用剩的填料进行回收。 (2) 严禁抛弃泡沫材料如饭盒及泡沫板, 防止白色污染。 (3) 施工现场设置集体食堂, 食堂外统一设垃圾桶, 剩饭与垃圾集中装袋, 并设排污处理系统。 (4) 淤泥运至指定地点堆放。

( 5) 水土保持措施。水土保持的施工措施主要是: 稳定边坡兴建挡墙, 防止坍塌阻止水流侵蚀、建立截排系统, 削弱漫坡径流。

3. 2 运行期的主要环保措施

运营期间, 利用项目附属设施, 加强绿化及噪音防护。具体措施包括采用路面结构、绿化隔音墙、防眩高杆灯、雨污水分流等措施。根据运行期污染特征, 本工程采取了如下措施: ( 1) 防止水污染。本工程设计雨、污分流系统, 路面雨水就近排入路面雨水口; ( 2) 震动及噪音控制。设计路面采用柔性路面, 其等级达到有关标准要求, 减轻震动对周围环境的影响, 必要时设置隔声的绿化带、隔音墙减轻噪声污染; ( 3) 防止空气污染。运行期的空气污染主要来自汽车尾气, 而交通堵塞使污染明显加重。因此采取的有以下措施: (1) 本工程对交叉口进行空间拓宽; (2) 路边植树绿化; (3) 严格执行车辆排放检验制度, 限制尾气排放严重超标的车辆上路; ( 4) 防止固体废弃物污染。通过制定有关法规, 管理泥头车等其它装有以散落物车辆的行驶, 防止固体废弃物污染; ( 5) 安全事故。道路安全事故应尽量避免。除优化技术设计、明确完善交通标志、标线等道路指示、指令系统, 以减少事故造成的危害; ( 6) 景观影响。绿化有利于防止污染。绿化能净化空气, 调节气温、减弱噪声、美化环境、提高环境的自净能力, 因此是保护环境的根本措施之一。

本设计根据工程具体条件与景观要求, 综合本地区气候条件, 选择适宜树种, 并考虑绿化植物与建筑物以及地下管网的安全防护要求, 根据美学观点, 详细进行绿化, 这样道路的修建会形成一道优美流畅的风景线, 产生新的景观价值将大于引起的损失价值。

4 结论

本工程设计在施工期、运行期将采取有效的环保措施, 可使气、水、噪等污染降至尽可能低的程度, 对大气、水体等的环境影响较小, 能够达到国家对于环境保护的要求。

摘要：通过对毕节市七星关区草海二道道路工程设计过程的分析, 预计本项目在施工和运行期可能出现的各种污染特征, 提出各种应对措施, 确定本工程采用的各种环境保护方法, 提出并探讨了本项目的建设对周边环境影响, 得到设计中提出的各种措施能够保证项目的建设和运行能够达到环境保护基本要求的结论。

关键词：污染特征,措施,环境影响,环境保护

参考文献

[1]中华人民共和国建设部令.城市规划编制办法.2006.

[2]云南省城乡规划设计研究院.毕节市七星关区西部片区控制性详细规划.

[3]浙江商城修建性详细规划.

[4]茶亭安置房修建性详细规划.

草海地区 篇3

1 材料与仪器

1.1 实验材料

草海桐采集于广西防城港北仑河口自然保护区内的海边砂地。

1.2 仪器与试剂

Agilent GC 6890N/MS 5975N气相 -质谱仪,SHB -Ⅲ型循环水式多用真空泵,IKARV 10basic型旋转蒸发仪。

石油醚 ( 分析纯,沸点60~90℃ ),乙酸乙酯,分液漏斗等常规玻璃仪器。

2 实验方法

2.1 草海桐叶石油醚及乙酸乙酯提取样品的制备与GC-MS 分析

2.1.1 草海桐叶样品的制备

将采集的草海桐叶洗干净,自然晾干,粉碎后称得580g。用95% 乙醇浸泡两周后,依次用石油醚和乙酸乙酯萃取数次,旋转蒸发,得到石油醚提取样18.153g,乙酸乙酯提取样9.698g。

2.2 GC-MS 测定条件

2.2.1 色谱条件

色谱柱为HP-5MS,5% 苯甲基聚 硅石英毛细 管柱 (30m×0.25mm×0.125μm) 色谱柱,载气为高纯氦气。进样口温度230℃,程序升温:初始温度60℃,先以28℃·min-1 升至130℃后,再以15℃·min-1升至280℃,柱后280℃保留3min。各组分的相对含量采用峰面积归一化法进行定量。

2.2.2 质谱条件

质谱条件:电子轰击 (EI) 离子源,电子能量70e V,接口温度280℃,离子源温度250℃,四极杆温度150℃。调谐方式:标准调谐,质量扫描范围35~550U,电子倍增器电压1247V。获得的质谱数据通过NIST11质谱图库进行检索。

3 结果与分析

3.1 草海桐叶样品的提取率及性质

表1为草海桐叶样品的提取率及外观结果。从提取结果看,石油醚部分的提取率大于乙酸乙酯;从外观看,石油醚样的颜色较深些。

3.2 GC-MS 分析

草海桐叶的石油醚和乙酸乙酯提取样品的总离子流量图见图1~ 图2。通过NIST11标准图库对两相提取样的气相 - 质谱数据进行检索,从基峰、相对峰度等几个方面进行分析、鉴定,并采用峰面积归一法对各组分的相对含量进行定量,结果见表2、3。

由表2和表3可知,草海桐叶的石油醚提取样共分离出21个峰,鉴定了16个,占总峰面积的90.46%。其主要成分为棕榈酸(27.59%)、亚麻酸(14.15%)、植醇(11.58%)、蒎烷(5.06%)、2萘甲酸(6.02%)、亚麻酸乙酯(5.32%)、亚油酸(3.76%)。从草海桐叶的乙酸乙酯提取样中共分离出36个峰,鉴定了29个,占总峰面积的78.15%。其主要成分为别嘌呤醇(7.41%)、吲哚 -3- 乙酸肼(6.55%)、4,6- 二甲基 -7- 乙基氨基香豆素(4.59%)、棕榈酸(5.2%)、莨菪亭(4.71%)、亚麻酸(6.3%)、7- 羟基香豆素(4.72-)、7- 甲氧基香豆素(3.12%)、Β- 瑟林烯(3.35%)、2,4,6- 三甲基 -1,6- 庚二烯 -4- 醇 (3.14%)。其化学成分及相对含量随提取方法的不同存在一定的差异。

4 抑菌活性研究

4.1 试验方法

采用琼脂扩散法的牛津杯法[4],测试草海桐叶的石油醚及乙酸乙酯提取物对普通变形杆菌、大肠杆菌、肺炎克伯氏菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌5种供试菌的抑制活性。将样品用DMSO溶解,使样品的浓度分别为2mg·mL -1、4mg·m L-1。实验中菌悬液的细菌浓度约为108CFU·m L-1。取200μL菌悬液均匀涂布在琼脂平板上并置放牛津杯,往每个牛津杯中加入200μL样品溶液,放置于36℃恒温箱培养24h,测量抑菌圈。平行3次实验取平均值。

注:“-”表示未鉴定

注:“-”表示未鉴定

4.2 试验结果

草海桐叶的提取物对菌株抑制作用的试验结果见表4。

4.3 结果分析

从表4中可看出,草海桐叶的提取物对金黄色葡萄球菌等5种菌株均有抑制作用,当样品浓度为4mg·m L-1时,对普通变形杆菌为高度敏感抑制,对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌达到中度敏感抑制。同时,样品浓度与其对铜绿假单胞菌、普通变形杆菌、金黄色葡萄球菌和肺炎克伯氏菌的抑制作用均呈现正相关性,当增大样品浓度时,对这4种供试菌的抑制作用增强。

注:1. 样品 a 指草海桐叶的石油醚提取样,样品 b 指草海桐叶的乙酸乙酯提取样;2. 牛津杯内径 6mm,外径 8mm;3. 抑菌直径≥ 20mm 为极度敏感,15mm ≤抑菌直径< 20mm 为高度敏感,10mm ≤抑菌直径< 15mm 为中度敏感, 6mm <抑菌直径≤ 10mm 为低度敏感,抑菌直径≤ 6 mm 无效

5 讨论

实验结果显示,从提取率看,草海桐叶的石油醚部分的提取率(3.13%)略高于乙酸乙酯(1.67%);从化学成分看,石油醚提取样中主要含有亚油酸(3.76%)、亚麻酸(14.15%)、棕榈酸(27.59%)、硬脂酸(2.22%)、2- 萘甲酸(6.02%)、17- 甲基硬脂 酸甲酯(2.27%)、亚麻酸乙酯(5.32%)等化合物;乙酸乙酯提取样中含有7-甲氧基香豆素(3.12%)、7-羟基香豆素(4.72%)、4,6-二甲基-7-乙基氨基香豆素(4.59%)及莨菪亭(4.71%)等化合物, 相对含量较大(6.44%)的一个峰未能鉴定,尚不能确定是否为新化合物,需要进一步研究和确认。从抑菌活性看,当样品浓度达到4mg·m L-1时,乙酸乙酯的提取样较石油醚的提取样对金黄色葡萄球菌等5种供试菌的抑制作用更强些。由此可见,不同极性的溶剂提取草海桐叶所得样品的提取率、化学成分及相应含量和抑菌作用均有一定的差异。

在本实验所鉴定的化合物中,棕榈酸和亚麻酸是重要的脂肪酸,它们的含量多少与抗前列腺增生活性具有良好的相关性[5]。此外,棕榈酸可用来制备各种表面活性剂[6],香豆素类化合物具有重要的药理作用,起到良好的抗炎、抗肿瘤、抗氧化、抗HIV、抗菌及免疫调节等作用[7]。莨菪亭是青篙香豆素类成分中含量较高的一个,具有很高的药用价值,包括明显的祛暑作用[8],抑制人前列腺细胞增殖与诱导凋亡,抑制血管内皮细胞再生,抗抑郁,抗炎等[9]。别嘌呤醇作为治疗高尿酸血症和痛风的主要药物,其在心血管疾病中的应用日益受到国内外学者广泛关注。王霞等人实验证明别嘌呤醇可安全有效治疗高尿酸血症,同时可以降低血压,改善血管弹性,逆转早期动脉硬化[10]。樊宽鲁等人通过实验表明别嘌呤醇能抑制心肌再灌注时P38MAPK活化 , 减少细胞凋亡[11];李静等人也详述了别嘌呤醇对心血管疾病如冠心病、慢性心力衰竭等的治疗作用[12]。

在本实验所采用的5种供试菌中,普通变形杆菌是一种条件致病菌,不仅可引发人类疾病,水产养殖鱼类疾病[13],同时也是引起食物中毒的主要变形杆菌,朱凤东等在一起食物中毒调查中分析了变形杆菌如何引起食物中毒的过程[14]。铜绿假单胞菌是人类呼吸道、胃肠道和皮肤粘膜常见的定植菌,是导致感染性疾病的因素之一[15]。大肠杆菌能引起胆管炎、性胆管炎、肺炎、新生儿脑膜炎以及旅行腹泻,而金黄色葡萄球菌能引起蜂窝组织炎、脓疱病、烫伤样皮肤综合症等[16]。草海桐叶的提取物对这些菌株均有良好的抑制作用,这也许是草海桐作为民间药用植物的一个重要原因。

草海地区 篇4

贵州省草海为国家级自然保护区, 内有多种国家重点保护动植物, 是多种过冬候鸟的栖息地, 有“鸟的王国”之称, 并且是国家一级保护动物黑颈鹤的主要越冬地之一。湿地目前面临水体污染、湖泊淤积等诸多环境问题。本研究区--沙河集水区是位于草海湿地保护区内草海汇水源头与湖水之间的一个区域, 存在严重的水土流失问题, 目前已对该区域的氮、磷、钾等养分状况做了相关研究, 有必要继续对全区的土壤微量元素含量状况有较为清晰的认识。同时, 不同土地利用类型土壤微量元素的含量与分布特征也是指导当地农业生产、土地资源管理与开发、防止水土流失、降低面源污染对草海危害的重要依据。

1 研究区概况

研究区位于贵州省威宁县草海湿地保护区内。面积1.12km2, 海拔2182-2311m;亚热带高原季风气候, 年均降水量839.3mm, 雨量随季节更替分布不均, 年际变化较大;日照丰富, 年均温10.5℃;岩溶、剥蚀丘陵地貌, 基岩为砂页岩、白云岩;土壤类型为黄壤、黄棕壤;土壤表层被侵蚀后, 土壤养分贫乏, 土层分布不均。由于人类活动的影响, 研究区自然植被种类较少, 生长状态较差, 以华山松、蔷薇、马桑为主;土地利用类型以人工林地、灌丛地、荒草地、人工草场为主, 人工种植作物有玉米、马铃薯、白菜等。

2 试验方法

2.1 土壤样品的采集

在整个区域内, 按五种土地利用方式, 采用网格法均匀布设, 采集表层0-20cm的土样, GPS定位。共采集70个样品, 其中坡耕地22个、荒草地8个、人工林地13个、灌丛地20个、草地7个。采样时, 以采样点为圆心取半径10m范围内的五个点组成代表该样点的混合样本, 四分法采集约1kg左右的土样。为防止污染, 土样的采集和粉碎均采用木质、塑料或不锈钢工具。土样经室内风干、剔除石块、植物残体等杂质, 磨细过60目塑料尼龙筛待测。采样点分布见图1。

2.2 测定与分析方法

Fe、Mn、Cu、Zn全量的测定采用HNO3-HCLO4-HF消化法消解, 原子吸收分光光度法测定;土壤全氮采用扩散法测定;全磷采用钼锑抗比色法测定;全钾用火焰光度计法测定;有机质用油浴加热重铬酸钾氧化法测定[9]。

土壤微量元素采样点分布图通过ARCGIS处理得到, 数据的汇总与描述性统计通过Excel、SPSS17.0完成;利用Surfer8.0中的Kriging内插法绘制本研究区四种微量元素等值线图;利用标准差和变异系数分析微量元素的离散程度, 变异系数小于10%为弱变异, 变异系数在10%-100%为中等变异, 变异系数大于100%为强变异[10,11]。不同元素间的二元相关性分析采用皮尔逊和秩相关系数法完成, 其中皮尔逊相关性分析适用于变量服从正态分布的情况, 而秩相关性分析针对非正态分布变量。

3 结果与分析

3.1 土壤微量元素含量的总体特征

根据沙河集水区土壤中微量元素含量特征的描述性统计 (表1) , 结合世界与我国土壤微量元素含量状况[4]可知:该区土壤中Fe含量范围为1.85%-5.29%, 平均值为3.32%, 略高于全国平均水平;Mn含量范围为115.40-863.60mg/kg, 平均为342.17mg/kg, 明显低于全国平均水平。我国土壤中Cu含量变幅很大, 但大多数土壤中的含量在20-40mg/kg之间, 本区土壤中Cu含量范围为7.90-58.60mg/kg, 均值为27.62mg/kg, 略高于全国平均水平;Zn含量范围为42.30-413.64mg/kg, 平均值为152.96 mg/kg, 高于全国平均水平;可见除Mn外, 其他微量元素含量均较充足。由表1还可以看出, 四种元素都属于中等程度的变异, 其变异性为Zn>Mn>Cu>Fe。说明Fe的分布较集中, 而Zn分布较离散。不同土壤类型及地形也对微量元素的变异性产生影响。

土壤某元素有效态含量与背景值 (全量) 的比值, 称为该元素的活性, 活性是土壤元素背景值、有效态、土类、有机质、粘粒、p H值的函数[12]。根据现有研究, 黄壤、黄棕壤中Mn的活性值为16.98%/16.87%、Cu为4.91%/6.2%、Zn为2.3%/2.8%[13]。如果将土壤微量元素的全量粗略的估计为该元素在该地的背景值, 那么就可以根据背景值与有效态含量的关系大致估计该地土壤中微量元素有效态含量的范围和供给水平。但土壤元素的背景值为该元素自然本底值, 是相对不受污染情况下的基本值, 此种方法只是对土壤中元素供给情况的简单估计, 要想得到较为准确的数据需要具体的实验分析。

图2为利用Surfer8.0中的Kriging内插法[14]绘制的本研究区四种微量元素等值线图。由图可直观的看出微量元素含量在本区的分布状况, 图中颜色越深说明元素含量水平越低, 越浅说明含量越高。Fe元素呈现高峰点与低值点交错分布的现象, 从西北到东南各有两个高值区和一个低值区, 范围小、变化快, 中部变率较小。Mn含量的高值区集中在研究区南部, 范围较小, 大部分地区含量较低。Cu元素含量在整个区域内变化比较均匀, 但增值速率快, 在本区东北部有三个较为明显的高值区。Zn元素在大部分地区含量相当, 变化不大, 只在研究区边缘部分变化较快, 大致呈东北低西南高的趋势。在本区西南部各元素均出现相对高值区, 结合本区地形图可知西南部为研究区内地势最低处, 因此不排除水土流失造成微量元素富集的可能。

3.2 土壤元素间相关关系

对本区四种微量元素的正态分布检验可知, 除Zn外, 其他微量元素都很好的服从了正态分布, 因此对Fe、Mn、Cu的二元相关关系分析采用皮尔逊分析方法, 而对Zn的相关性分析采用秩相关系数法。Cu与Mn、P之间为极显著性正相关;Mn与p H值为显著正相关, 与Cu、P之间表现为极显著正相关。Fe与N、有机质之间呈显著负相关;Zn与p H为显著正相关, 而与Mn、N则表现为极显著正相关。

Mn的氧化物常能大量吸附Cu离子, 这可能是造成Cu含量与Mn含量极显著性正相关的原因之一。有机质含量与Cu含量之间也有非常密切的关系, 但主要与有效态Cu之间发生[15], 本研究表明该区有机质含量与Cu全量之间并无明显的相关关系。Cu含量与P含量表现为极显著正相关, 这可能与Cu元素常存在于磷酸盐中有关。钾除与氮显著性相关外, 与其他土壤元素无明显相关关系, 说明钾对该地区土壤元素的含量影响不明显。而N除与Cu、Mn无明显相关以外, 与其他土壤元素均为显著性相关, 说明N元素是影响其他土壤元素含量的一个主要因素。相关性分析结果 (表2) 表明, N和有机质分别影响Zn和Fe的含量, 而P对Cu、Mn的含量状况有明显影响。

注:*代表0.05的显著水平;**代表0.01的显著水平。

3.3 不同土地利用方式微量元素分布特征

土地利用方式不同, 其土壤微量元素分布亦有所不同, 在试验方法指导下, 测定不同土地利用方式下土壤微量元素分布特征, 如表3所示。

表3显示, 本区不同土地利用类型下Cu的平均含量差别不大, 集中在20-40mg/kg之间, 且各值大小都在我国土壤Cu含量均值以上。坡耕地中Cu含量除与草地不存在显著差异外, 与其他土地利用方式均存在显著或极显著差异, 草地中Cu含量与荒草地、人工林地、灌丛三种土地利用方式存在显著或极显著差异。不同土地利用方式元素的相关性分析结果 (表4) 表明, 在坡耕地、荒草地和草地中Cu与Mn为显著或极显著正相关, 在坡耕地、灌丛、荒草地中Cu与P为显著或极显著正相关。此外, 在坡耕地中Cu与有机质也表现出显著性正相关。由此可见, Mn、P和有机质含量对研究区内Cu元素含量和分布状态存在一定影响。

有研究表明, 当土壤中有机质含量小于5%时, 土壤Cu含量随有机质含量的增加而增加。本区中Cu与有机质的显著性相关应该和Cu与有机质常结合在一起移动有关, 且有机质含量大的地方常出现Cu元素富集[2]。P与Cu之间高度相关, 但Cu与P元素之间存在拮抗作用, 草地和坡耕地是本区具有经济价值的主要区域, 两者的P元素含量属中等肥力以上, 因此需控制两地磷肥的使用量, 防止植物因缺Cu而生长不良。Cu含量多少主要与成土母质有关, 在成土过程中发生的变化较小, 从变异系数上也可以看出 (表5) , 不同的土地利用方式Cu含量的变异系数集中在20%-35%之间, 离散度较小。

注:同一列不同小写字母表示在P<0.05水平上差异显著。

注:*代表0.05的显著水平;**代表0.01的显著水平。

(单位:%)

不同土地利用方式下Mn含量均值大小均在全国平均值之下, 人工林地含量最小, 草地含量最大。草地与荒草地差异不显著, 与其他土地利用方式差异显著或极显著, 荒草地与人工林地和灌丛的差异显著, 与其他土地利用方式差异不显著。Mn除与Cu在不同土地利用方式下显著性相关外, 在坡耕地和人工林地中Mn与P极显著正相关, 坡耕地中Mn与有机质、p H值极显著正相关, 灌丛中Mn与Zn极显著正相关。

不同土地利用类型下Zn含量集中在130-170mg/kg之间, 各土地利用方式下均值不存在显著差异, 但全距的变幅较大, 以灌丛最大, 人工林地次之, 草地最小。对Zn的相关性分析结果 (表4) 表明:在人工林地中Zn与N表现出显著正相关, 在灌丛中Zn与Mn表现出显著正相关, 在荒草地中Zn与Fe表现出显著正相关。从变异程度看 (表5) , Zn含量在草地和人工林地变异系数从13.71%到69.84%, 变幅较大。

不同土地利用方式下Fe含量基本集中在3.0%-3.5%之间, 荒草地最高, 草地最低, 方差分析的结果表明Fe含量在不同土地利用方式下均值不存在显著差异。在灌丛地中Fe与有机质、p H表现出显著负相关。从变异系数上看 (表5) , 人工林地的离散度最大, 说明其分布较不均匀, 荒草地的离散度最小, 为9.71%<10%, 属于弱变异性。

人工林地中Cu、Mn、Zn含量在各土地利用方式下均是最低, 这可能与人工林地的质地有关。一般来说, 质地较轻的土壤含有较低的Mn含量, 粗质土壤及土壤中的粗粒部分其微量元素含量往往较低, 人工林地分布多为砾质土, 常有岩石裸露, 也是生态恢复的重点区域。草地由于地势平坦, 地表温润, 土质粘性大, 所以Mn、Cu含量均较高。Mn、Cu、P之间的相互关系视土壤条件而定, 有待于进一步研究。在坡耕地中Cu、Mn、有机质之间表现为显著正相关, 可能是因为耕地中人为使用有机肥料造成有机质含量较高, 有机质易与微量元素结合从而减少其淋溶损失。

四种元素在不同土地利用方式下变异系数的结果显示 (表5) , 人工林地和荒草地各元素变异系数相比较大, 灌丛和草地的变异系数较小, 坡耕地的变异系数较均衡。分析原因, 一方面与元素本身的性质有关, 土壤酸碱环境及植被对不同元素吸附固定不同, 另一方面可能与人工林地和荒草地的坡度大, 地表盖度小且土质粗糙, 而灌丛植被盖度较好, 草地的地势平坦与土质黏重有关。

综上所述, 除母质和成土过程外, 元素之间的共生关系、有机质、土壤粘粒组成、地形地貌等是影响本区不同土地利用方式间元素含量分布差异的主要因素。坡耕地的各项指标比较均衡, 这对农业生产来说十分有利;人工林地的Mn、Cu、Zn含量都为本区最低, 且植被生长状况差, 因此需加大治理力度, 加强人为干扰的作用, 帮助该区恢复植被, 防止水土流失的继续恶化。

4 结论

研究区内Fe元素含量略高于全国平均水平, 在研究区的西北和东南各有两个高值区和一个低值区, 且高低相间, 其他部分含量变化不大, 属中等程度变异, 变异系数较小。Mn元素含量明显低于全国平均水平, 在研究区的南部有较小范围的高值区。Cu元素含量高于全国平均水平, 变化均匀, 高值区位于东北部。Zn的变异系数超过50%, 变幅较大, 大致为研究区边缘部位含量较高, 向中心逐渐降低, 中部出现小范围高值点。

相关性分析表明, Cu、Mn与P两两之间呈极显著正相关, Mn与P、Zn、p H之间显著或极显著正相关;Fe与N、有机质之间显著或极显著负相关;Zn与N、p H之间为显著或极显著正相关。

Fe与Zn在不同土地利用方式下均值不存在显著差异。成土母质、土壤黏粒组成、元素之间的共生关系、有机质、地形地貌等是造成不同土地利用方式下元素含量差异的主要因素, 坡耕地各项指标较均衡;人工林地的Cu、Mn、Zn含量低, 生存环境较差。