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1、广东省科技创新战略专项资金作品申报书（自然科学学术论文类）申报者基本情况姓名陈梓明学校广州大学学历本科系别、专业、 年级地理系地理科学专业2020级联系 电子邮箱工程名称华南亚热带山地土壤铁形态分布格局分析一一以罗浮山为 例合作者情况姓名性别所在单位专业学历许展颖男广州大学地理科学与 遥感学院自然地理学硕士研究生李雪寻女广州大学地理科学与 遥感学院地理科学（师范）本科李淑琴女广州大学地理科学与 遥感学院人文地理与城乡规划本科彭伶茵女广州大学地理科学与 遥感学院地理科学（师范）本科何得晖女广州大学地理科学与 遥感学院人文地理与城乡规划本科伍泓屹男广州大学地理科学与 遥感学院地理科学本科指导教师姓
2、名职称所在单位联系方式陈小梅副教授广州大学地理科学与遥感学院工程所属领域（C ） A.机械与控制（包括工程与技术科学基础学科、测绘科学技术、 矿山工程技术、冶金工程技术、机械工程、动力与电气工程、 土木建筑工程、水利工程、交通运输工程、航空、航天科学技 术等）B. 信息技术（包括信息科学与系统科学、电子、通信与自动控制技术、 计算机科学技术等）C. 数理（包括数学、力学、物理学、天文学、地球科学等）D. 生命科学（包括生物学、农学、林学、畜牧、兽医科学、水产学、 基础医学、临床医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学、 药学、医学、中医学与中药学等）E. 能源化工（包括化学、材料科学、能源科
3、学与技术、化学工程、测定罗浮山山地土壤全铁含量和土壤氧化铁形态测定方法包括：(1) 连二亚硫酸钠一柠檬酸钠一重碳酸钠法：测定土壤游离态氧化铁。用塑料勺称取过60目筛网土样1 g,准至0. 0005 g,置于50 ml离心 管中。加0.3 M柠檬酸钠20 ml, 1M重碳酸钠(NaHC03) 2.5 ml,搅拌混 合均匀，在水浴上热至80C,用骨勺加固体连二亚硫酸钠0.5 g,不断用 玻璃棒搅动，维持15 mine取出后在冷水中冷却，离心机以3000 r/min 别离5 min。假设别离不清可加饱和NaCl溶液5 ml。将清液倾入250 ml容 量瓶中。如此重复处理2次。最后用IM NaCl溶液
4、10 ml洗涤离心管中的 残渣2次。洗液一并倾入同一容量瓶，定容，供测铁用。绘制标准曲线：称0. 7017 g分析纯硫酸亚铁铉(NH4)2Fe(S04)26H20 溶于蒸僧水中，加浓硫酸5 ml,最后定容至1 Lo取0、0.25、0.5、1、 1.5、2 ml置于50 nd容量瓶中，加10%盐酸羟胺1 ml,摇匀，放置5 min, 使高铁全部还原为低铁。再加10%醋酸钠溶液5 ml,使溶液pH调至3-6。 而后加0.1%邻菲罗W5ml,混匀，定容。室温20C放置1.5h,使其充分 显色。随后用紫外分光光度计以520 nm的波长进行比色，绘制标准曲线。 从测定样品容量瓶中，取5 ml的提取液于5
5、0 ml容量瓶中，同时取3个 50ml容量瓶做空白对照。显色方法同上。(2) 草酸-草酸铉法：测定土壤无定形态氧化铁。称取过60目筛土样1 g,准至0. 0005 g,置于50 ml黑色不透光离心管 中，依次用吸管加入0.2 M草酸铉缓冲溶液(pH3.2) 50 ml,加塞。水浴 至80C,维持15 min,取出后振荡2 h,混匀瓶内土和液。以5000r/min离 心5 min,将上清液倾入50 ml容量瓶中加塞备用。注意：从溶液加入离 心管直到离心别离，整个过程应该连续进行，不要间歇，以免土壤与溶液 作用时间不同而影响提取量。取5 ml 清液加入50 ml容量瓶中，同时取 3个50ml容量瓶
6、做空白对照。铁标准液制定和无定形态氧化铁测定方法同 上。(3) 焦磷酸钠提取法：测定土壤络合态氧化铁。土壤络合态氧化铁测定采用焦磷酸钠提取法。称取过60目筛土样1 g, 准至0. 0005 g,置于50 ml离心管中,加入新配制0. 1M焦磷酸钠溶液(内 含0 %Na2S04, pH8. 5） 30 nd。震荡 2 h,然后用离心机以 5000 r/min 离心5 min,获得的清液倾入50 ml容量瓶中。取5 ml上清液加入50 ml 容量瓶中，同时取3个50ml容量瓶做空白对照。铁标准液制定和络合态氧 化铁测定方法同上。（4）土壤全铁称取风干并过100目筛的土样0. 25 g,装入聚四氟乙
7、烯址堪中，加5 ml 优级纯硝酸（NI1O3）,加2 ml优级纯高氯酸（HC1O4）,加5 ml氢氟酸（优 级纯HF）,同时设置3个空白。放在沙浴上加热，至土壤全部消解，呈淡黄色溶液约1-2 ml时取下冷却， 冷却后呈白色稠状物。加2 ml 10%硝酸，用50 ml容量瓶、洗瓶和漏斗将 堪蜗内物质用水溶解定容至50 ml后倒入小塑料瓶中，加盖备用。最后用 ICPS仪器（光谱仪）。5. 2.4山地土壤铁形态含量分布特征结合罗浮山土壤有机碳储量与组分垂直分布，利用ArcGIS. Origin. Excel等软件进行数据可视化，总结土壤铁形态垂直分布格局，探讨土壤 氧化铁含量与土壤有机碳之间的联系。
8、5.3拟解决相关问题（1）华南地区亚热带山地土壤铁形态含量分布特征（2）华南地区亚热带山地土壤铁形态含量与土壤有机碳含量的相关性5.4进度安排阶段主要内容成果时间第一阶段相关理论资料，确定人员分工，设计工程实验方案确定该工程的研究方案和方法2022. 1前往罗浮山实地考 察，确定山地土壤采样点并进行采样和 土壤处理准备备测土样2022. 2第二阶段测定土壤理化性质，进行铁形态指标的预实验完善实验方案2022. 3全面开展实验指标的测定测定主要指标数据2022. 4-2022. 10对实验数据进行整 理、处理和分析，绘制相关图表整理分析实验数据2022. 11-2022.12第三阶段撰写论文初稿
9、完成论文基本写作2023. 1-2023.4对论文进行细节修改、查重、整体完善，规范论文格式完善论文2023. 5-2023. 10发表论文发表一篇论文2023. 11-2024.1参考文献：1秦海龙，贾重建，卢瑛，郭彦彪，姜坤，李先霞,杨奇青，温志滔.广东罗浮 山土壤有机碳储量与组分垂直分布特征J.西南林业大学学报（自然科学),2018, 38(03) : 108-115.6. 1预期成果形式（1）“华南亚热带山地土壤铁形态分布格局分析”结题报告工程书;预期成果形式和效益（2）撰写1-2篇论文，其中中文核心1篇。拟发表论文“华南亚热带山地土壤铁形态特征分析”、“华南亚热山地土壤碳-铁耦合机制
10、分析二6. 2预期效益本工程计划通过取样测定罗浮巾山地土壤铁含量，做好各阶段任务,完成罗浮山山地土壤铁形态的分布格局和规律的研究工作，提交结项资料。 本研究预期在国内外核心期刊发表1-2篇华南亚热带山地土壤铁形态分布 格局方向的研究性论文，期盼研究结果可为进一步的铁-碳耦合研究以及氧 化铁对有机碳的促进积累与保护作用提供借鉴或进行应用。学校团委 推荐意见（盖章） 年 月曰纺织科学技术、食品科学技术、环境科学技术、平安科学技术等）工程研究 的目的和 基本思路1.1工程研究目的铁在地壳内的数量仅次于氧、硅和铝，位居第4,在地壳中含量丰富 且氧化还原性质活跃，影响山地土壤的养分循环过程。工程以铁元素
11、含量 丰富的华南亚热带山地土壤为研究对象，以罗浮山为例，分析不同海拔高 度土壤的铁含量和铁形态变化，阐述山地土壤铁的垂直地带性特征，剖析 土壤铁形态变化与土壤氧化循环的关系，为评价环境变化背景下山地土壤 养分循环提供数据支撑。1. 2基本思路本小组以华南亚热带山地土壤铁形态分布格局为主题。前期小组以查 阅文献以及小组讨论为主，明确任务，确定目标，最后确定以罗浮山山地 土壤为例。工程进行过程中我们选取不同海拔的不同深度土壤作为测试对 象。在保持取样点坡度与坡向基本一致的条件下，进行取样。随后对样本 进行基本的预处理，分析样品的理化性质（含水量、pH、总氮、总磷）以 及土壤的氧化铁形态（全铁、游离
12、态铁、无定形态铁、络合态铁），最后总 结、分析数据，得出山地土壤铁形态分布格局。最后再结合罗浮山土壤有 机碳，分析两者相关性。希望分析结论能用于森林土壤有机碳的固持。分析华南亚热带山地土壤铁形 态分布格局图1技术路线图2.1工程的前沿性研充选题具有前沿性：本研究的主题为“华南亚热带山地土壤铁形态分布格局分析一一以罗浮山为例二南亚热带地区土壤类型以赤红壤为主,工程的前沿性、学术性及独特之处氧化铁含量较为丰富，常见的氧化铁类型为赤铁矿（用2（）3）。土壤中的氧化 铁来自母质的遗骸，但主要是成土过程中母质风化产物再淀积而成（马毅 杰等，1998）。南亚热带季风气候区高温多雨，风化淋溶作用强烈，硅酸和
13、盐基大量淋失，而含水铁、铝氧化物那么相对聚集，形成富含铁、铝的红色 土体。赤红壤中氧化铁的含量和形态，是南亚热带地区成土过程和成土环 境的反映。国内己有局部学者对于土壤铁形态分布问题进行过研究，研究 多聚焦于土壤性质与土壤铁形态之间的关系。但对于华南亚热带地区的土壤铁形态分布规律的研究较少。总的来说，该课题的研究成果并不多，也 不全面。由于不同地区土壤铁形态分布格局存在差异性，前人对于华南亚 热带地区山地土壤铁形态分布格局的研究较少，因此本课题选取的研究主 题是对于前人研究的补充。而基于前人的研究成果，我们将着眼于华南亚 热带地区山地土壤铁形态的分布格局，既借鉴前人对于研究的经验、成果, 本工
14、程仍旧有相当的研究空间和方向。课题研究需求具有前沿性：南亚热带土壤氧化铁对于有机碳具有促进 作用，因此对于土壤铁形态格局分布的研究具有前沿性。研究方法、技术具有前沿性：本研究将测定罗浮山南亚热带山圣地土 壤全铁含量，土壤氧化铁形态测定方法包括：（1）连一亚硫酸钠一柠檬酸 钠一重碳酸钠法：测定土壤游离态氧化铁；（2）草酸-草酸铉法：测定土壤 无定形态氧化铁；（3）焦磷酸钠提取法：测定土壤络合态氧化铁。本研究 综合多展土壤氧化铁形态测定方法，分析南亚热带山地土壤氧化铁形态以 及南亚热带不同海拔土壤氧化铁及其含量差异。2.2工程的学术性及独特之处我国南亚热带地区高温多雨，土壤脱硅富铁铝化作用强烈，土
15、壤类型 以赤红壤为主，上层土壤富集氧化铁，于南亚热带地区开展土壤铁形态分 布格局研究具有较强的区域性和代表性。铁是土壤中氧化还原性质活泼的 金属，对于土壤理化性质、有机碳形态以及上覆植物的生理生态有重要影 响，且铁对于土壤有机碳具有重要的化学保护作用。在全球气候变化之下 森林土壤的有机碳日益得到关注。研究土壤铁形态的分布也将推进铁一碳 耦合关系的研究，有助于深入理解森林生态系统碳循环过程。工程的应用 价值和现实意义3.1实际应用价值铁是地壳中含量第四的元素，其氧化还原性质活跃。以往研究发现其 与物质转化、污染物降解、重金属的吸附与解吸附等密切相关而受到重视 “顶。近年来随着全球变暖，CO?升高，土壤碳固定成为生态学研究热点， 逐渐有研究关注活跃的金属元素铁对土壤有机碳固定的调节作用。铁矿物 被称为有效的“锈汇”能捕获陆地来源的有机碳，是长期土壤有机碳储存的关键因素可作为主要的预测因子，尤其是在许多中性和酸性土壤。 铁可以通过多种方式调节土壤有机碳固定，其中铁矿物与有机物相
