陜北礦區(qū)植被和施入PAM對(duì)坡面土壤銅元素的影響.pdf

1、長(zhǎng)期以來(lái)強(qiáng)烈的水土流失以及人為不合理的過(guò)度墾殖放牧，生態(tài)環(huán)境十分脆弱，水蝕風(fēng)勢(shì)交錯(cuò)地帶成為土壤嚴(yán)重侵蝕與干旱并存的特殊地區(qū)，是黃河中下游河道泥沙輸入的主要來(lái)源區(qū)，是我國(guó)西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)之一。近年來(lái)，隨著當(dāng)?shù)孛旱V與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，大量的污染物被排入到環(huán)境之中，而伴隨煤礦及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的各種重金屬污染物，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境及人民的身體健康構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。而銅做為煤礦及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的主要污染物之一，已成為當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染防治

2、的重點(diǎn)。PAM作為土壤結(jié)構(gòu)改照劑，具有增加土壤表層顆粒間的凝聚力，維系良好的土壤結(jié)構(gòu)，防止土壤結(jié)皮產(chǎn)生，增加土壤水分入滲，減少地表徑流，防止土壤流失以及抑制土壤水分蒸發(fā)等作用。近年來(lái)，PAM被廣泛地應(yīng)用于保水保土項(xiàng)目。本試驗(yàn)采用野外觀測(cè)和室內(nèi)分析相結(jié)合的研究方法，在中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所神木生態(tài)與環(huán)境試驗(yàn)站進(jìn)行野外試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了不同值被和PAM施入量對(duì)土壤坡面銅元素遷移的影響，取得以下幾點(diǎn)結(jié)論： (1)研究生長(zhǎng)1年的

3、植被(荒草、紫花苜蓿和綠豆)的生長(zhǎng)過(guò)程，發(fā)現(xiàn)：荒草地的植被蓋度最大，綠豆地最小，而荒草地地上生物量最高，紫花苜蓿最少。三種植被生長(zhǎng)過(guò)程均呈S型增長(zhǎng)曲線，其綠豆增長(zhǎng)速度最快，紫花苜蓿最慢。 (2)在土壤表層施加PAM能顯著地起到保墑作用，PAM處理對(duì)各種植被覆蓋土壤剖面含水量的影響主要集中在土壤表層1m以內(nèi)。在土壤表層施加PAM均能增加植被對(duì)土壤銅元素的吸收，且隨PAM用量的增加，植物對(duì)銅吸收愈加明顯。 (3)與裸地相比，

4、生長(zhǎng)1年的植被對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙均有一定的減緩作用，不同植被對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的減緩效應(yīng)順序均為荒草地>苜蓿地)綠豆地；不同植被均能減少坡面土壤銅元素的徑流流失，其防止土壤銅徑流流失的大小為荒草地)苜蓿地)綠豆地，與減流減沙效應(yīng)順序相同。產(chǎn)流過(guò)程導(dǎo)致了泥沙對(duì)土壤銅元素的富集，不同植被對(duì)泥沙中銅元素的富集也產(chǎn)生影響，4個(gè)小區(qū)全銅及有效銅的富集率順序均為裸地)綠豆地)苜蓿地)荒草地。 (4)土壤表層施入PAM均減少了不同植被坡地的產(chǎn)沙量，在中小

5、雨強(qiáng)下，PAM的減沙作用更明顯，施加PAM均能增加泥沙Cu的富集；施入PAM后，苜蓿地泥沙全Cu和有效Cu的流失量均有所增加;施入PAM均可導(dǎo)致粘粒和粉粒在泥沙中富集。 (5)模擬降雨試驗(yàn)表明，綠豆小區(qū)的產(chǎn)流產(chǎn)沙強(qiáng)度過(guò)程呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，其累計(jì)產(chǎn)流產(chǎn)沙量過(guò)程可用一定的一元二次多項(xiàng)式表達(dá)。其產(chǎn)流過(guò)程中，泥沙中有效銅及全銅的含量呈現(xiàn)波動(dòng)下降趨勢(shì)，有效銅及全銅流失強(qiáng)度過(guò)程與產(chǎn)流產(chǎn)沙強(qiáng)度過(guò)程相似，呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，但其峰值多于產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)

6、程，且最高峰出現(xiàn)時(shí)間不同，有效銅及全銅的累計(jì)流失量過(guò)程也可用一定的二元一次多項(xiàng)是表達(dá)。 (6)不同植被覆蓋下，在0～5cm土層各不同植被覆蓋小區(qū)Cu含量差異較大，有效銅及全銅均表現(xiàn)為裸地>紫花苜蓿>綠豆>荒草地。在0～5cm以下各層，綠豆地和裸地的有效銅及全銅含量較低，苜蓿地和荒草地則較高。不同植被覆蓋小區(qū)各不同水平PAM處理從不同土壤深度來(lái)看，有效銅和全銅含量大體上均呈現(xiàn)由淺到深依次減小的趨勢(shì)，各不同水平PAM處理之間則差異較