不同立地红壤对大气硫沉降的反应

摘要

本研究以中国科学院红壤生态实验站为基地，以该站林-草生态试验区(阔叶林、针叶林、草坡)为研究对象，采集三种立地土壤，通过室内化学分析方法研究不同立地土壤硫含量差异及其与土壤理化性质之间的相关关系；通过室内大土柱(长60cm,直径10cm)长时间(8个月)模拟淋洗实验研究不同立地土壤对大气硫输入的反应。以期探明大气硫沉降对不同立地红壤质量的影响机理。研究结果表明：1.不同立地土壤硫含量有明显差异：0-30cm土壤中全硫含量依次为：针叶林＞阔叶林＞草；三种立地土壤全硫在剖面中分布均表现为次表层土壤(10-30cm)含量最高；表层(0-10cm)和底土层(30-50cm)的土壤全硫含量大小，与立地类型有关，针叶林立地土壤全硫含量为：0-10cm＞30-50cm；阔叶林则相反；草地二者相差无几。不同立地土壤无机硫、吸附硫含量在剖面中的分布规律与土壤全硫类似。2.不同立地土壤盐基饱和度依次为：草地＞阔叶林＞针叶林。土壤盐基饱和度在剖面分布规律与立地有关，针叶林土壤盐基饱和度从表层向下依次增加，阔叶林和草地次表层土壤盐基饱和度最低，表层和第三层之间差异不明显。3.表层土壤硫含量与盐基饱和度(r=-0.661**，n=36)、pH(r=-0.455**，n=36)之间均呈显著负直线相关，这种关系主要来自不同立地的贡献，因为，同一立地表层土壤盐基饱和度、pH与土壤硫含量相关性不显著。目前不同立地表层土壤pH依次为：草地＞阔叶林＞针叶林。与1989年林草生态试验区建立时的土壤pH比较，三种立地表层土壤pH均有不同程度下降，下降幅度与立地类型有关，针叶林下降最大(0.28pH单位)，阔叶林其次(0.19pH单位)，草地最小(0.12pH单位)。可见，相同的硫输入，不同立地表层土壤酸化速率有明显差异。4.三种立地土壤，无硫(S0)处理的盐基离子淋溶总量明显高于有硫(S1、S2)处理，但有硫处理间差异不明显。5.土壤对外源硫输入的保持能力与立地类型有关：低硫(S1)输入，林地对外源硫保持率大于草地，针叶林和阔叶林之间差异不明显。高硫(S2)输入，针叶林土壤对外源硫输入保持率最大，草地、阔叶林之间差异不明显。6.随着硫输入量增加，三种立地表层和次表层土壤pH逐渐下降，硫输入对底土层土壤pH则影响不明显。因此，大气硫沉降将会导致表层和次表层土壤酸化。

目录

文摘

英文文摘

致谢

引言

1文献综述

1.1酸沉降的研究状况

1.1.1酸沉降的形成条件

1.1.2酸沉降的形成机制

1.1.3影响酸沉降形成的因素

1.1.4国内外对酸沉降的认识研究进程

1.2森林土壤硫的输入和输出

1.2.1森林土壤硫的输入

1.2.2森林土壤硫的输出

1.3土壤硫形态、转化及生物有效性

1.3.1土壤硫的形态分类

1.3.2土壤SO42-的保持机制

1.3.3硫在土壤中的转化

1.3.4土壤硫的生物有效性

1.4大气硫沉降对土壤的影响

1.4.1土壤对大气酸沉降的敏感反应

1.4.2酸沉降诱发土壤酸化

1.4.3国内目前对不同立地土壤对大气硫沉降输入的反应研究状况

2研究总体概述

2.1研究目的

2.2研究内容

2.2.1不同立地红壤硫与红壤质量的关系研究

2.2.2室内模拟淋洗实验研究不同立地红壤对大气硫沉降的反应

2.3研究思路

3试验材料与方法

3.1试验地概况

3.2土壤样品采集

3.3野外实验研究不同立地红壤硫组分含量及其与土壤理化性质关系

3.4室内模拟淋洗实验研究不同立地红壤对大气硫输入的反应

3.4.1试验装置

3.4.2实验设计

3.4.3土壤装柱

3.4.4土壤含水量和培养温度

3.4.5淋洗时间、淋洗液组成

3.4.6样品收集及分析

3.5分析项目及分析方法

3.5.1本底土壤分析项目及方法

3.5.2淋洗液分析方法

3.5.3分析方法指定参考文献

4结果与讨论

4.1野外实验研究不同立地红壤硫含量及其与土壤理化性质间的关系

4.1.1不同立地红壤硫保持状况

4.1.2不同立地红壤的理化性质比较

5.1.3土壤硫与土壤理化性质之间的相关关系

4.2室内模拟淋洗实验研究不同立地红壤对大气硫沉降的反应

4.2.1大气硫沉降对土壤淋溶的影响

4.2.2不同硫沉降水平对土柱中土壤硫保持能力的影响

4.2.3不同硫沉降水平对模拟土柱土壤质量的影响

5.全文结论

6.研究展望

7.参考文献