三峽水庫消落區(qū)土壤磷釋放特征及環(huán)境風險.pdf

1、針對國內(nèi)外對淹水土壤在干濕交替下磷釋放機制及環(huán)境效應的研究不足,選取三峽水庫消落區(qū)主要類型土壤代表性樣品30個,進行了模擬淹水磷釋放與吸附試驗,確定了土壤磷釋放速率和釋放負荷.通過系統(tǒng)測定土壤在周期性淹水條件下的性質(zhì)變化,結(jié)合磷吸附解吸試驗,研究了不同類型和不同利用的土壤在干濕交替條件下的磷釋放機制,提出了表征水土界面磷遷移的量化指標.研究結(jié)果顯示:土壤在模擬淹水期間,上覆水pH與土壤pH呈正相關,電導率隨淹水時間延長逐漸升高.土壤釋放

2、的金屬離子主要為Ca<'2+>、Mg<'2+>,釋放到水中的Fe<'n+>、Mn<'2+>濃度較低,而K<'+>表現(xiàn)為負釋放.干濕交替對土壤氧化還原電位(Eh)、pH及其無定形氧化物有顯著影響,不同類型和不同利用的土壤在干濕交替條件下的性質(zhì)變化存在差異.在淹水期間,土壤pH逐漸向中性接近,土壤Eh顯著降低,有機質(zhì)(OM)含量高的土壤,Eh下降的速率和幅度都較大,最低可降到-250~-300mV.淹水土壤干燥后,pH和Eh可恢復到淹水前水

3、平.淹水能使土壤活性鐵(Fe<,ox>)含量顯著提高,30個土壤淹水后,Fe<,ox>均值比淹水前升高了121％,旱地土壤淹水后Fe<,ox>增幅高于水田,15個旱地土壤淹水后,Fe<,ox>均值從1070mg/kg升高到4030mg/kg,比淹水前升高了277％,土壤淹水干燥后Fe<,ox>含量與淹水前無顯著差異.土壤活性鋁(Al<,ox>)的淹水效應不如Fe<,ox>明顯,土壤淹水能提高Al<,ox>含量,但與淹水前相比差異并不顯著

4、,淹水干燥后Al<,ox>含量降低,與淹水前和淹水對存在顯著差異.三峽水庫消落區(qū)主要土壤樣品全磷含量范圍為0.021~0.085％,均值為0.058％(N=30).Olsen P含量范圍為1.87~35.6mg/kg,均值為11.7mg/kg.旱地全磷略高于水田;旱地有效磷比水田高78.5％;DPS<,Pox>表現(xiàn)為旱地>水田;黃壤的Ca<,2>-P、Ca<,8>-P含量較低,沖積土的Ca<,2>-P、Ca<,8>-P含量較高,旱地的磷

5、活性及水平高于水田,沖積土磷活性及水平較高.Al<,ox>、Fe<,ox>、OM表現(xiàn)為水田>旱地,黃壤的OM、Fe<,ox>、Al<,ox>高于紫色土和沖積土,沖積土的OM、Fe<,ox>、Al<,ox>較低,水田的吸磷能力高于旱地,黃壤吸磷能力強,沖積土吸磷能力弱.三峽水庫消落區(qū)土壤磷釋放風險表現(xiàn)為旱地>水田,沖積土>紫色土>黃壤.消落區(qū)土壤在模擬淹水條件下,土壤磷有較強的釋放能力.當淹水4天和28天時,上覆水總磷濃度分別有47.7％

6、和90％的土壤樣品超過了富營養(yǎng)化的臨界濃度(0.02mg/L),淹水90天時,所有處理的上覆水總磷濃度都超過了富營養(yǎng)化的臨界濃度.旱地黃壤、水稻土、旱地紫色土、旱地沖積土在淹水28天內(nèi)的總磷釋放速率分別為0.0904±0.0345、0.320±0.579、0.372±0.362、0.512±0.658mgP·m<'-2>·d<'-1>,據(jù)此估計,三峽水庫消落區(qū)重慶段淹水土壤總磷釋放負荷為41.6±45.9噸磷/年,可溶性磷酸鹽釋放負荷為