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1、生态环境学报 2009, 18(1): 160-166 http:/ Ecology and Environmental Sciences E-mail: 基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(2006CB403200)；中国科学院知识创新工程重要方向项目(kzcx2-yw-306)；中国科学院知识创新领域前沿项目(IG-04-01)；国家自然科学基金面上项目(40672112) 作者简介：罗绪强(1976 年生)，男，讲师，博士研究生，研究方向为环境地球化学。E-mail: *责任作者，E-mail: W) 收稿日期：2008-11-01 喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征 罗
2、绪强1,2，王世杰1*，刘秀明1，王程媛1,2，余海1,2 1. 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室, 贵州 贵阳 550002; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049 摘要： 喀斯特石漠化是喀斯特背景下的土地退化。 文章对喀斯特高原区贵州省清镇市王家寨峰丛洼地同一流域内不同类型石漠化、不同等级石漠化以及不同干扰方式石漠化土壤重金属镉的含量变化及其空间分布特征进行了研究。结果表明：研究区土壤 Cd 含量在 0.0340.635 mgkg-1之间，平均值为 0.243 mgkg-1。其中，黑色石灰土 Cd 含量普遍高于黄壤，且存在极显著性差异(P0.01)。土壤 Cd
3、含量总体随石漠化程度的加深而呈降低趋势，但除强度石漠化和轻度石漠化之间有显著性差异外(P0.05)，其他石漠化等级之间无显著性变化。不同干扰方式石漠化之间，土壤 Cd 含量表现为开垦放牧樵采 火烧。方差分析表明，研究区土壤的细粘粒、粗 粉粒和砂粒含量及 PH 值、CEC、有机质含量在黑 色石灰土和黄壤间均呈现出极显著性差异(P 0.01)。黄壤样地 pH 值、土壤有机质含量、CEC 均 低于对应的黑色石灰土，粘粒含量普遍大于黑色石 灰土，土壤质地粘重，大多为粘土类型，而黑色石 灰土大多为壤土类型，黄壤各样地土壤质量较黑色 石灰土贫瘠。 图 2 石漠化等级及样地分布 Fig. 2 Distrib
4、ution of the sample plots and the gradation degree of karst rocky desertification 图 1 研究区地理位置及 3D 示意 Fig. 1 Location of study area and 3D schematic diagram 162 生态环境学报 第 18 卷第 1 期 （2009 年 1 月） 表2 样地土壤基本理化特征及Cd含量 Table 2 Soil basic conditions and Cd contents of the sample sites 样地 pH 细粘粒 w/% 粗粉粒 w/% 砂
5、粒 w/% 质地 有机质/(gkg-1) CEC/(cmolkg-1) Cd/(mgkg-1) 001 6.60 24.7 36.4 6.7 壤土 44.79 12.7 0.090 002 6.81 37.9 26.5 8.0 壤粘土 45.84 17.5 0.116 003 6.75 34.8 27.6 7.8 粉粘土 50.48 16.9 0.107 014 6.82 26.7 30.6 14.5 壤土 151.23 45.6 0.148 015 6.95 29.0 28.1 12.5 壤土 141.40 71.1 0.143 016 6.79 45.2 19.1 0.8 粘土 90.82
6、 34.5 0.160 017 6.75 39.0 22.5 4.8 壤粘土 99.06 41.8 0.170 018 5.86 35.8 27.4 4.0 壤粘土 57.36 20.9 0.148 004 6.49 31.6 26.4 9.0 粉粘土 112.61 36.4 0.181 005 7.07 36.4 30.2 1.1 壤粘土 93.13 29.6 0.113 006 6.31 42.5 26.1 1.0 粘土 63.70 24.3 0.196 007 7.80 23.0 45.5 18.1 粉土 281.41 44.4 0.396 009 7.78 28.9 28.1 18.4
7、 壤土 196.21 43.5 0.391 010 7.89 20.4 37.0 29.5 砂壤土 261.72 29.8 0.149 011 6.95 23.2 34.2 13.6 壤土 99.04 30.3 0.050 012 7.34 34.7 24.1 5.2 粉粘土 100.27 39.6 0.034 013 6.74 32.8 22.4 4.2 粉粘土 60.53 22.2 0.161 019 7.86 24.1 36.6 22.7 砂壤土 248.57 31.3 0.344 020 7.77 24.6 33.2 20.8 砂壤土 274.36 41.7 0.484 021 7.6
8、5 20.5 37.3 25.7 砂壤土 240.70 45.0 0.625 022 7.53 33.0 21.1 14.7 粉粘土 150.19 47.4 0.225 023 7.86 17.9 48.2 19.9 粉土 284.01 27.3 0.301 024 7.81 22.1 47.0 15.9 粉土 260.32 22.8 0.635 025 7.58 27.4 40.5 14.7 粉土 331.40 55.6 0.551 026 7.55 24.6 28.3 18.8 壤土 220.93 37.7 0.284 027 5.00 36.7 16.7 18.4 壤粘土 48.36 1
9、2.5 0.112 表1 样地及其特征参数 Table 1 Basic features of the sample plots 等级 样地编号 基岩裸露 植被盖度 坡位 土壤类型 最大土厚干扰方式土壤结构植被类型 /% /% /cm 强 1 上坡 黄壤 60 开垦 团块状 强 2 中坡 黄壤 60 开垦 团块状 强 3 下坡 黄壤 60 开垦 团块状 强 14 70 50 放牧 块状 强 18 下坡 黄壤 60 放牧 块状 以 a, c, d, e, f, g, k, n，o 为主的稀疏灌草丛中 4 上坡 黄壤 50 放牧 小团块 中 5 50-70 30-50 中坡 黄壤 50 放牧 小团
10、块 中 6 下坡 黄壤 50 放牧 小团块 以 a, b, c, e, g, j, k 为主的藤刺灌丛 中 7 上坡 黑色石灰土 40 火烧 粒状 中 9 50-70 30-50 中坡 黑色石灰土 45 火烧 粒状 中 10 下坡 黑色石灰土 50 火烧 粒状 以 k, m, l, d, p, g, n, b 为主的草灌丛 中 11 上坡 黄壤 60 开垦 团块状 中 12 50-70 30-50 中坡 黄壤 60 开垦 团块状 中 13 下坡 黄壤 70 开垦 团块状 以 a, b, c, e, g, k 为主的藤刺灌丛 轻 19 上坡 黑色石灰土 50 樵采 弱粒状 轻 20 30-50
11、50-70 中坡 黑色石灰土 50 樵采 团粒状 轻 21 下坡 黑色石灰土 60 樵采 弱粒状 以 e, b, c, f, g, i, a, j, k 为主的灌丛 轻 22 上坡 黑色石灰土 45 放牧 弱粒状 轻 23 30-50 50-70 中坡 黑色石灰土 55 放牧 弱粒状 轻 24 下坡 黑色石灰土 40 放牧 弱粒状 以 e, b, c, f, g, i, a, j, k 为主的灌丛 无 25 上坡 黑色石灰土 40 樵采 团粒状 无 26 70 中坡 黑色石灰土 50 放牧 团粒状 以 h, i, a, b 为主的次生林 无 27 0 70 中坡 黄壤 100 开垦 块状 以
12、s,d,r,q,为主的灌木林 注：a: 鼠李(Rhamnus davurica); b: 竹叶椒(Zanthoxylum planispinum); c: 烟管荚蒾(Viburnum utile); d: 过路黄(Lysimachia christinae); e: 小果蔷薇 (Pyracantha fortuneana); f: 火棘(Pyracantha fortuneana); g: 粉枝莓(Rubus biflorus); h: 云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens); i: 圆果化香(Platycarya longipes); j: 月月青(Itea ilicifolia
13、); k: 毛轴蕨(Pteridium revolutum); l: 青蒿(Artemisia carvifolia); m: 地瓜藤(Ficus tikoua); n: 莎草 (Cyperus rotundus); o: 荩草 (Arthraxon hispidus); p: 黄茅(Heteropogon contortus); q: 杉木(Cunninghamia lanceolata); r: 油茶(Camellia oleifera); s: 喜树(Camptotheca acumi- nate) 罗绪强等：喀斯特石漠化过程中土壤重金属镉的地球化学特征 163 3.2 土壤镉含量及其空
14、间分异特征 从表 3 可看出，研究区样地土壤镉含量变化范 围在 0.0340.635 mgkg-1之间，平均值为 0.243 mgkg-1。据报道，镉含量的世界土壤背景值和我国 土壤背景值分别为 0.35 mgkg-1和 0.097 mgkg-1， 其 中，我国主要农业土壤中镉的背景值在 0.011.34 mgkg-1之间， 平均为 0.12 mgkg-12,13-16。 由此看出， 研究区土壤镉平均含量低于世界土壤背景值，但远 高于我国土壤背景值，甚至较我国主要农业土壤背 景值的平均值高出 2 倍有余。其中，黑色石灰土土 壤镉含量高于世界土壤背景值的占 46.15，而高 于我国土壤背景值的达
15、 100，且全部高于我国主 要农业土壤背景值的平均值。黄壤样地中，土壤镉 含量全部低于世界土壤背景值，高于我国土壤背景 值的占 76.92，仅 46.15的样地土壤镉含量高于 我国主要农业土壤背景平均值。 分析表明，研究区全部 26 个样地中，黑色石 灰土镉含量普遍高于黄壤，且存在极显著性差异(P 0.01)。其中，黑色石灰土平均值 0.360 mgkg-1是 黄壤 0.126 mgkg-1的 3 倍左右，仅最低值 0.143 mgkg-1即与黄壤的最高值 0.196 mgkg-1相当， 黑色 石灰土镉含量最高值0.635 mgkg-1为黄壤样地最高 值的 3 倍左右，是黄壤最低值的 18 倍之多。多重 比较分析显示，尽管研究区土壤镉含量总体随石漠 化过程的加深呈降低趋势(图 3)，
