凉水自然保护区土壤微量元素的环境背景

第38卷　第4期林　业　科　技Vol.38　No.4 2013年7月FORESTRY SCIENCE&TECHNOLOGY July　2013
文章编号:1001-9499(2013)04-0064-02
凉水自然保护区土壤微量元素的环境背景
刘长乐1　田　华2　闫秀杰2
(1.黑龙江省林业科学院,哈尔滨　150081;2.泰来县林业局,黑龙江　齐齐哈尔　162400)
摘要:对凉水自然保护区土壤微量元素的环境背景值进行研究的结果表明,土壤微量元素背景值的变化范围以暗棕色森林土最大,棕色针叶林土最小,山地生草森林土介于其间;凉水自然保护区土壤中各元素的背景值范围大都在现有的世界土壤背景值范围之内,只有钼、钴、铅、锌稍高一些。

关键词:土壤;微量元素;自然背景;凉水
中图分类号:S714.4 文献标识码:A
凉水国家级自然保护区位于黑龙江省伊春市带岭区,面积12133hm2,主要保护对象为红松针阔叶混交林生态系统。

区内既有处于演替顶极状态的原始阔叶红松林、云冷杉林和兴安落叶松林,又有处于不同演替阶段的次生林,几乎囊括了小兴安岭山脉的所有森林植被类型。

该保护区最大限度的保存了第三纪植物群落的结构特征,具有古老的区系发生与群落发生的历史,能为人类提供小兴安岭原始红松林生态系统的“本底”资料[1-3]。

同时,这里远离城镇和工矿区,人类活动的影响较小,目前仍比较完整地保持了原来的自然环境特点和生态系统,是研究土壤环境背景的理想场所[4-6]。

1　研究方法
1.1　样地的选择
在对凉水自然保护区垂直带各种植被类型下的土壤性质及分布规律等进行全面调查的基础上,按土壤类型和成土母质的差异,确定了有代表性的采样点。

共挖掘土壤13个剖面,其中暗棕色森林土剖面6个、棕色针叶林土4个、山地生草森林土3个;采集92个样品。

采样区以北坡为主,兼有西坡。

全部采样点均是原始植被下的土壤和次生林植被下的土壤。

1.2　样品的制备与分析
鉴于目前有关背景值的标识方法还很不一致的现状,我们认为,用各土壤剖面平均含量的平均值比用实测值直接求取的平均值更能代表该地区土壤层的实际情况。

因此,本研究是按发生层次分层取样,每一剖面都有3~5个样品的分析数据,并先用测定值计算出各元素的剖面平均含量,再用各剖面的平均含量求其算数平均值和标准差,背景值的范围则是用平均值加减一个标准差来表示。

土壤样品每层取±0.5~1kg,布袋盛装。

室内自然风干后挑除植物根和大于1mm的砂砾,混匀、研细,以硝酸、高氯酸消解,再经氢氟酸脱硅后溶于稀盐酸,用火焰原子吸收法测定铜、锌、铅、铬、锰、钴、镍、锶,用石墨炉原子吸收法测定镉,回收率均在80%以上,用催化波极谱法测定钼,标准误差±6%。

2　结果分析
将土壤样品测定值汇总和计算后,得出凉水自然保护区土壤及3个主要土类10种化学元素的背景值(表1~表4)。

表1　凉水自然保护区土壤元素背景值
元素
剖面
数
样品
数
范围
/1×10-6mg·mL-1
背景值
平均值标准差
变异
系数
铜Cu94812~2313.56.730.50
锌Zn124848~284142.546.390.33
镉Cd11220.015~0.4150.1070.1171.09
铅Pb103819~5030.16.810.23
铬Cr12483~8228.820.700.72
锰Mn1248250~2020781.0310.80.40
钴Co12485~4122.46.350.28
钼Mo12360.28~7.223.051.830.60
镍Ni12473~4019.88.080.41
锶Sr12473~9029.420.050.46
. All Rights Reserved.
第4期刘长乐等:凉水自然保护区土壤微量元素的环境背景表2　暗棕色森林土壤元素背景值
元素剖面
数
样品
数
范围
/1×10-6mg·mL-1
背景值
平均值标准差
变异
系数
铜Cu5207~3520.47.830.38锌Zn52148~17394.031.310.33镉Cd290.015~0.2150.0740.0740.97铅Pb41719~4231.45.880.19铬Cr52135~12366.719.860.30锰Mn521250~20208324850.58钴Co52114~4126.67.700.29钼Mo5200.28~2.780.810.630.78镍Ni52020~4030.05.760.19锶Sr5208~9053.117.370.33表3　棕色针叶林土壤元素背景值
元素剖面
数
样品
数
范围
/1×10-6mg·mL-1
背景值
平均值标准差
变异
系数
铜Cu1182~199.54.50.47锌Zn41751~266131.452.180.40镉Cd290.018~0.4150.1070.1401.31铅Pb31219~4126.86.600.25铬Cr4175~4019.511.30.58锰Mn417370~950683.0164.30.24钴Co41715~282.023.650.18钼Mo2102.23~4.443.480.990.28镍Ni41710~2918.75.760.31锶Sr41714~5430.114.630.49表4　山地生草森林土壤元素背景值
元素剖面
数
样品
数
范围
/1×10-6mg·mL-1
背景值
平均值标准差
变异
系数
铜Cu3108~2513.12.720.44
锌Zn310123~184144.221.860.15
镉Cd140.023~0.0600.0370.0180.49
铅Pb3920~3931.85.420.17
铬Cr31023~3730.64.920.16
锰Mn310600~12709282290.25
钴Co31019~3224.44.340.18
钼Mo361.67~3.872.760.790.29
镍Ni31014~3422.16.440.29
锶Sr3104~4219.913.220.66 将凉水自然保护区土壤背景值和世界土壤背景值加以比较可以看出,凉水自然保护区土壤中各元素的背景值范围大都在现有的世界土壤背景值范围之内,只有钼、钴、铅、锌稍高一些。

地形部位、植被类型和成土过程虽会影响土壤中的元素背景值,但多数情况下,成土母质对土壤元素背景值的影响最为显著,而凉水自然保护区原始林中的土壤元素背景值的变化也证明了这一点。

在各土壤类型中,暗棕色森林土成土母质虽多属冲积———淤积物,但其岩石组成多种多样,质地也有较大差别,所以土壤微量元素含量的变化范围最大,而棕色针叶林土最小,山地生草森林土介于其间。

3　讨　论
3.1　自然环境各要素是相互制约、互相联系的,因此,在凉水自然保护区环境背景值的研究中,应对岩石、土壤、植物和天然水开展调查研究工作。

此外,背景值研究所取得的资料也是探求微量元素在环境中迁移、转化规律及其机理的基础资料。

3.2　影响土壤背景值的诸因素中,土壤类型和成土母质类型起决定作用。

因此,在进行土壤背景值调查时,除考虑土壤类型外,还应着重考虑母质类型,只有土壤类型和母质类型都一致的情况下获得的背景值,才具有较高的可比性和应用价值。

参考文献
[1]　中国科学院自然区划工作委员会.中国综合自然区划(初
稿)[M].北京:科学出版社,1959.
[2]　黄锡畴等.长白山北侧的自然景观带[J].地理学报,
1959,25(6):435-446.
[3]　何万存,冯艳,凌文胜,等.庐山自然保护区的管理现状
与发展对策[J].森林工程,2011,27(1):9-12. [4]　中国科学院土壤背景值协作组.北京、南京地区土壤中苦
千元素的自然背景值[J].土壤学报,1979,16(4):379
-328.
[5]　魏复盛,陈静生,吴燕玉,等.中国土壤环境背景值研究
[J].环境科学,1991,12(4):12-20.
[6]　曹峰,李瑞敏,王轶,等.海河平原北部地区土壤地球化
学基准值与环境背景值[J].地质通报,2010,29(8):
1215-1219.
第1作者简介:刘长乐(1976-),女,高级工程师,主要从事营林工程方面的科研与管理工作。

收稿日期:2013-04-18
(责任编辑:王　岳)
56
. All Rights Reserved.。