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冷温荒漠环境下柴达木黑果枸杞原生地土壤元素特征

张志春 盛海彦 欧建芳 王军 卢九斤 郑明 段中华 王春雨 黄志凤 张继红 谢得娟

张志春, 盛海彦, 欧建芳, 王 军, 卢九斤, 郑 明, 段中华, 王春雨, 黄志凤, 张继红, 谢得娟. 冷温荒漠环境下柴达木黑果枸杞原生地土壤元素特征[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 328 − 337 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041701
引用本文: 张志春, 盛海彦, 欧建芳, 王 军, 卢九斤, 郑 明, 段中华, 王春雨, 黄志凤, 张继红, 谢得娟. 冷温荒漠环境下柴达木黑果枸杞原生地土壤元素特征[J]. 土壤通报, 2021, 52(2): 328 − 337 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041701
ZANG Zhi-chun, SHENG Hai-yan, OU Jian-fang, WANG Jun, LU Jiu-jing, ZHENG Ming, DUAN Zhong-hua, WANG Chun-yu, HUANG Zhi-feng, ZHANG Ji-hong, XIE De-juan. Characteristics of Soil Elements in the Qaidamu Lycium Ruthenicum Murray under the Cool and Warm Arid Desert Environment[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 328 − 337 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041701
Citation: ZANG Zhi-chun, SHENG Hai-yan, OU Jian-fang, WANG Jun, LU Jiu-jing, ZHENG Ming, DUAN Zhong-hua, WANG Chun-yu, HUANG Zhi-feng, ZHANG Ji-hong, XIE De-juan. Characteristics of Soil Elements in the Qaidamu Lycium Ruthenicum Murray under the Cool and Warm Arid Desert Environment[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(2): 328 − 337 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041701

冷温荒漠环境下柴达木黑果枸杞原生地土壤元素特征

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020041701
基金项目: 国家自然科学基金(41461077)和青海省国际合作项目(2020-HZ-805)资助
详细信息
    作者简介:

    张志春(1964−),男,甘肃通渭人,高级工程师,主要从事土壤元素及有机碳方面工作。E-mail: zczhang2006@aliyun.com

    通讯作者:

    E-mail: shenghaiyanqh@126.com

  • 中图分类号: S151.9; O434.1

Characteristics of Soil Elements in the Qaidamu Lycium Ruthenicum Murray under the Cool and Warm Arid Desert Environment

  • 摘要: 柴达木盆地中西部极度干旱,气候冷温,盐生植物黑果枸杞占有一定生态位。采集0 ~ 40 cm土样,用超细粉末压片-X射线荧光光谱法,测定部分元素含量,研究了柴达木黑果枸杞原生地土壤元素分布特征。结果表明:原生地土壤中人体必需微量元素Se、Sr含量较高,Co、Ni、V、Zn等含量相对低;Cl、S含量、富集程度(Kc > 3.0)俱高,稀土类元素富集程度普遍偏低,Ag、Pb、Br、W有局部聚集现象(C.V > 50%),但未有含量超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》土壤污染风险筛选值控制限值的元素。柴达木黑果枸杞原生地土壤能够较高程度富集Cl(Kc > 40.0)、S(Kc > 7.5)、Se(Kc > 4.0)及Sr(Kc > 1.0)等元素是母质与气候双重因素造就的结果。
  • 图  1  研究区域及区域内气象台站分布

    Figure  1.  Distribution of meteorological stations in the study region

    表  1  研究区内气候特征

    Table  1.   Climatic characteristics in the study area

    台站名称
    Station name
    经度
    Longitude
    纬度
    Latitude
    海拔
    Altitude
    (m)
    年均降水量
    Average
    annual
    precipitation
    (mm)
    年均蒸发量
    Annual
    average
    evaporation
    (mm)
    蒸降比
    Ratio of
    evaporation to
    precipitation
    年平均温度
    Annual
    average
    temperature
    (℃)
    年最高温度
    平均值
    Annual
    average high
    temperature
    (℃)
    年最低温度
    平均值
    Annual
    average low
    temperature
    (℃)
    日照时数
    Sunshine hour
    (h)
    大柴旦 37°51′ 95°22′ 3173 82.6 2167 26.2 1.9 15.5 −13.4 3257
    德令哈 37°22′ 97°22′ 2982 182.3 2093 11.5 4.0 16.4 −10.9 3125
    察尔汗 36°48′ 95°18′ 2679 21.7 3562 164.1 5.3 19.2 −9.9 3176
    格尔木 36°25′ 94°54′ 2808 42.8 2504 58.5 5.3 17.9 −9.1 3096
    诺木洪 36°23′ 96°25′ 2790 44.3 2239 50.5 4.9 17.3 −9.7 3189
    乌图美仁 36°48′ 93°41′ 2767 27.8 2662 95.8 3.8 17.3 −11.5 3267
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    表  2  元素分析条件

    Table  2.   Element analysis condition

    分析谱线
    Analytical spectral
    晶体
    Crystal
    准直器
    Collimator
    (mm)
    探测器
    Detector
    过滤器
    Filter
    电压
    Voltage
    (kV)
    电流
    Current
    (mA)
    2θ
    (°)
    脉冲高度
    Pulse height
    (PHD)
    谱峰
    Peak spectrum
    背景
    Background
    LLUL
    Ag LiF200 150 Scint. Brass(400 mm) 60 60 22.65 0.9244 28 62
    Al PE002 300 Flow None 30 120 144.91 24 78
    As LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 34.00 0.4654 18 78
    Ba LiF200 300 Flow None 40 90 87.18 0.8800 33 71
    Br LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 29.96 1.0438 20 78
    Ca LiF200 150 Flow None 30 120 113.14 32 73
    Ce LiF200 300 Flow None 40 90 79.02 1.6844 11 70
    Cl Ge111 300 Flow None 30 120 92.77 1.9278 28 77
    Co LiF200 150 Scint. None 60 60 52.79 1.3108 15 78
    Cr LiF200 300 Flow None 40 90 69.36 1.4188 11 69
    Cs LiF200 300 Flow None 40 90 91.84 1.3918 33 71
    Cu LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 45.01 1.4916 15 78
    F PX1 300 Flow None 30 120 43.23 −3.739 24 78
    Fe LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 57.51 15 78
    Ga LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 38.89 1.1448 16 78
    Ge LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 36.30 −0.713 17 78
    Hf LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 45.88 1.2338 20 73
    K LiF200 300 Flow None 30 120 136.73 34 74
    La LiF200 300 Flow None 40 90 82.92 1.4356 11 70
    Mg PX1 300 Flow None 30 120 22.91 35 65
    Mn LiF200 300 Flow None 60 60 62.99 0.9420 13 68
    Na PX1 300 Flow None 30 120 27.72 35 65
    Nb LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 21.34 0.4666 24 78
    Nd LiF200 300 Flow None 40 90 72.13 2.1548 12 69
    Ni LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 48.65 0.8696 15 78
    P Ge111 300 Flow None 30 120 140.99 1.9476 35 65
    Pb Lβ1 LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 28.25 1.3894 21 78
    Rb LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 26.58 −0.615 22 78
    S Ge111 300 Flow None 30 120 110.67 2.4232 35 65
    Sc LiF200 300 Flow None 30 120 97.70 1.3732 32 72
    Se LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 31.88 0.5018 19 78
    Si PE002 300 Flow None 30 120 109.09 24 78
    Sr LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 25.11 0.7078 22 78
    Ta LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 44.42 2.6992 15 78
    Th LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 27.46 2.1614 21 78
    Ti LiF200 300 Flow None 40 90 86.14 −1.19 36 71
    Tl LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 34.93 0.9516 18 78
    U LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 26.14 3.3832 22 78
    V LiF200 300 Flow None 40 90 71.94 1.4102 11 70
    W LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 43.02 −0.532 15 78
    Y LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 23.75 0.7182 23 78
    Yb LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 49.08 0.7766 15 78
    Zn LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 41.78 0.999 15 78
    Zr LiF200 150 Scint. Al(200 mm) 60 60 22.49 0.5108 24 78
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    表  3  不同地域土壤元素含量、均值、变异系数和富集系数

    Table  3.   Mean content,coefficient of variation and enrichment coefficient of elements in different regions

    元素
    Element
    元素类别
    Category
    马海-大柴旦-怀头他拉
    M.D.H
    诺木洪-宗加
    N.Z
    格尔木
    GEM
    内蒙古新林
    NMXL
    青海大学
    QHDX
    均值
    Mean
    C.V
    (%)
    富集系数
    Kc
    均值
    Mean
    C.V.
    (%)
    富集系数
    Kc
    均值
    Mean
    C.V.
    (%)
    富集系数
    Kc
    均值
    Mean
    富集系数
    Kc
    均值
    Mean
    富集系数
    Kc
    Ag 0.1 53.2 2.3 0.1 31.1 1.9 0.1 31.3 1.7 0.1 0.8 0.1 1.6
    As 硫;沉积层 13.4 31.6 7.0 15.4 26.8 8.1 14.5 26.1 7.6 6.7 3.5 12.7 6.7
    Ba 壳(酸\中) 555.5 17.6 0.8 419.9 11.5 0.6 402.0 12.2 0.5 509.0 0.7 506.6 0.7
    Br 沉积层;生物 2.5 36.5 6.2 3.8 66.1 9.6 3.8 37.1 9.5 4.1 10.2 4.6 11.4
    Ce 壳(酸) 62.0 26.3 0.9 48.1 23.4 0.7 40.7 19.7 0.6 41.8 0.6 58.7 0.9
    Cl 沉积层;生物 4271.8 42.2 42.7 16662.8 83.9 166.6 15331.8 66.2 153.3 86.5 0.9 161.4 1.6
    Co 核;幔 11.4 19.3 1.0 11.3 23.8 0.9 9.0 18.6 0.8 6.1 0.5 11.5 1.0
    Cr 62.4 15.4 1.2 57.5 16.6 1.1 51.5 12.5 1.0 49.0 0.9 65.6 1.3
    Cs 壳(酸) 7.9 29.2 3.6 7.4 22.4 3.3 7.6 23.3 3.4 5.8 2.6 6.6 3.0
    Cu 硫;核;幔(基) 25.7 16.7 1.4 29.0 20.3 1.6 22.6 13.3 1.3 14.2 0.8 24.3 1.3
    F 壳(基) 558.6 6.1 1.0 629.3 25.1 1.2 471.7 10.5 0.9 299.7 0.6 521.8 1.0
    Ga 壳(中) 15.3 15.0 0.9 14.4 16.0 0.8 12.7 12.2 0.7 12.7 0.7 14.6 0.8
    Ge 壳(酸) 1.3 9.6 1.0 1.3 8.2 1.1 1.3 10.1 1.1 1.2 1.0 1.3 1.1
    Hf 壳(中) 5.2 23.3 1.2 4.7 13.0 1.0 4.9 11.7 1.1 6.3 1.4 5.9 1.3
    La 壳(酸) 32.2 23.1 0.9 26.8 15.0 0.8 24.9 13.6 0.7 21.7 0.6 2.4 0.8
    Mn 幔;壳(基) 601.8 23.1 1.0 576.2 19.8 1.0 492.1 12.4 0.9 374.5 0.7 29.6 1.1
    Nb 壳(酸) 11.6 10.4 1.0 10.3 12.5 0.9 10.1 9.9 0.8 10.1 0.8 12.7 1.1
    Nd 壳(中) 29. 22.2 1.0 21.2 28.5 0.7 18.5 24.5 0.6 15.7 0.5 25.3 0.9
    Ni 核;幔 27.6 22.1 1.1 29.6 24.6 1.2 23.5 14.7 1.0 16.1 0.7 29.0 1.2
    P 生物 738.5 17.4 1.3 671.7 10.7 1.1 708.6 21.8 1.2 382.4 0.6 994.2 1.7
    Pb 硫;壳(酸) 34.7 69.0 2.0 21.0 19.0 1.2 17.9 16.9 1.1 18.3 1.1 21.1 1.2
    Rb 壳(酸) 114.9 22.6 1.2 96.5 19.0 1.0 82.2 14.4 0.9 99.0 1.1 97.3 1.1
    S 硫;生物 1521.9 65.5 7.6 10567.5 102.1 52.8 13520.1 99.9 67.6 233.5 1.2 337.7 1.7
    Sc 幔;壳(基) 13.5 9.2 1.3 13.3 15.7 1.3 12.5 12.8 1.2 9.2 0.9 14.1 1.3
    Se 硫;沉积层 0.3 22.2 4.4 0.4 46.0 7.4 0.5 38.3 7.6 0.2 3.6 0.2 3.7
    Sr 壳(中) 315.1 34.6 1.0 569.9 39.7 1.7 428.7 53.1 1.3 199.1 0.6 224.2 0.7
    Ta 壳(酸) 0.8 8.4 1.0 0.9 11.2 1.1 0.9 6.5 1.1 0.7 0.9 1.0 1.2
    Th 壳(酸) 13.2 38.8 1.5 12.5 15.5 1.5 10.0 19.2 1.2 7.7 0.9 11.7 1.4
    Ti 3393.4 6.9 1.1 3149.4 13.0 1.1 2956.1 12.6 1.0 2959.6 1.0 3707.5 1.2
    Tl 壳(酸) 1.0 11.9 1.1 0.6 11.9 1.1 0.6 8.1 1.1 0.6 1.1 0.6 1.1
    U 壳(酸) 3.2 28.7 2.2 4.6 26.8 3.0 3.3 27.4 2.2 2.0 1.3 2.8 1.9
    V 壳(基) 76.1 18.0 1.1 74.0 19.9 1.1 63.7 14.7 0.9 55.3 0.8 79.1 1.2
    W 核;壳(酸) 2.2 43.7 2.4 2.0 47.2 2.2 2.1 68.0 2.4 2.2 2.4 2.1 2.4
    Y 壳(酸\基) 19.1 19.3 1.1 17.5 10.7 1.0 16.2 11.9 1.0 13.9 0.8 20.2 1.2
    Yb 壳(酸) 2.7 32.1 1.4 2.6 30.2 1.4 2.4 19.2 1.3 2.1 1.1 2.9 1.5
    Zn 硫;壳(基) 67.8 15.1 1.1 65.3 22.6 1.1 53.8 19.8 0.9 34.8 0.6 67.8 1.1
    Zr 壳(中) 183.0 19.1 1.1 140.3 21.4 0.9 162.3 17.3 1.0 271.4 1.7 228.7 1.4
    Al2O3 幔;壳(中) 11.8 7.1 0.4 11.1 12.4 0.4 10.3 11.0 0.4 1.0 0.4 11.1 0.4
    CaO 幔;壳(基);生物 8.3 8.6 1.4 9.3 12.8 1.5 7.6 11.6 1.2 5.1 0.8 8.2 1.3
    Fe2O3 核;幔;壳(基) 4.3 15.2 0.4 4.1 21.0 0.4 3.5 14.6 0.4 2.6 0.3 4.3 0.4
    K2O 壳(酸);生物 2.9 13.9 1.1 2.3 14.3 0.9 2.1 12.4 0.8 2.6 1.0 2.4 0.9
    MgO 幔;壳(基) 3.5 19.6 1.3 5.1 49.1 1.9 4.4 39.8 1.6 1.2 0.4 2.4 0.9
    Na2O 壳(酸\中) 1.6 8.9 0.3 2.5 42.5 0.4 3.7 59.0 0.6 1.4 0.2 1.3 0.2
    SiO2 幔;壳(酸) 56.1 3.3 0.9 52.0 5.5 0.8 55.1 5.4 0.9 65.5 1.1 57.5 0.9
      注:1. “元素类别”列中的“硫、幔、壳(酸\中\基)、沉积层、生物”分别代表“亲硫元素、亲幔元素、亲壳元素(酸性岩\中性岩\基性岩)、亲沉积层元素和亲生物元素”;2. M.D.H、N.Z、GEM、NMXL和QHDX分别代表“Mahai-Dachaidan-Huaitoutala Regional”、“Nuomuhong-Zunjia Regional”、“Geemu Regional”、“Xinlin Town,Linxi County,Inner Mongolia Regional”和“Qinghai University Regional”;3. “均值”列中,单质元素单位为“mg kg−1”,氧化物单位为“%”。
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-04-17
  • 修回日期:  2020-12-15
  • 刊出日期:  2021-04-08

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