铜尾矿农田土壤动物与土壤理化性质的研究
铜尾矿农田土壤动物与土壤理化性质的研究[20200614171932]
摘要：土壤动物主要活动在复杂的土壤生态系统中，对于改善土壤的理化性质具有重要作用。在农业生态系统中，土壤动物与农业耕作制度以及管理方式密切相关。农业耕作或施肥在改变了土壤某些理化性质的同时，也改变了土壤动物的生存环境。本文通过对汤山铜尾矿理化性质的测定及其上土壤动物群落的分析，认为铜污染区域中，Cu含量是制约土壤动物繁育衍生的关键因素。此外，土壤动物数量还与总钾量呈显著正相关，不过介于Cu与K之间存在显著的负相关趋势，我们认为这一结果还是受到了土壤中Cu含量的间接影响。
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关键字:铜尾矿农田；土壤动物；土壤理化性质；典型相关分析
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1实验设计与方法3
1.1实验设计3
1.2 土壤理化性质分析方法 4
2结果与分析5
2.1土壤动物群落分析5
2.2土壤理化性质与重金属元素分析5
2.3典型相关分析7
3讨论8
致谢9
参考文献9
铜尾矿农田土壤动物与土壤理化性质的研究
引言
铜尾矿，又称铜尾砂，是由矿石经粉碎、精选后所剩下的细粉沙粒组成。这些尾矿除少量作为旧矿井的填充料之外，其余绝大多数还以填充洼地或筑坝堆放的方式储存，堆置的铜尾矿不仅占用了大量土地，而且覆盖了原有的植被，生态系统遭到破坏。尾矿因其特殊的理化性质，重金属含量特别高，植物很难在尾矿上自然生长[1～7]。在农业生态系统中，土壤动物与农业耕作制度以及管理方式密切相关[8]，农业耕作或施肥在改变了土壤某些理化性质的同时，也改变了土壤动物生存的环境，导致土壤动物种类的复杂程度和总数量的减少，土壤动物群落或种群特征对农业生态系统具有反作用[9～11]。建于1843年的英国洛桑试验站150年来的研究成果已经充分证明土壤动物在改善土壤结构和环境中的作用。但对农田土壤动物与土壤因子相互关系的研究较少，多为描述性[12]。目前农业土壤环境的研究，较多侧重农业耕作或施肥对土壤理化性质、肥力以及土壤微生物的影响和少数几个农田土壤动物类群。近年来，随着各种先进仪器和研究方法的出现和完善，土壤动物研究已经进入到生物生产力和人类与环境关系的研究阶段，土壤动物区系和土壤动物多样性的研究也已经成为土壤生态学研究的热点和前沿[13～15]。
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/> 1 实验设计与方法
1．1 实验设计
本项研究试验地设在汤山铜尾矿处，利用手捡法与Cobb过筛法[16]对汤山矿区及周边农耕土进行采样调查，每一采样点按照五点取样进行0—20cm土层的大尺寸样方采样，由于分类的限制，采用大类群进行分类[17～19]，一般分类到目，同时收集采样土壤500g用于之后的土壤理化性质分析。
1．2 土壤理化性质分析方法
按照《国家土壤肥力与肥料效益长期监测研究技术规程》中的方法测定土壤理化性质。有机质采用丘林法（180℃油浴）；土壤全氮含量的测定采用高氯酸—硫酸消化法；pH值采用水浸法；土壤含水量采用烘干法；土壤全磷全钾以及重金属元素采用硝酸高氯酸消化-ICP检测法。所有数据采用典型相关分析研究农田主要土壤动物种群密度与土壤理化因子之间的关系。从影响土壤动物种群密度的众多的因子中选取土壤耕层物理性质和主要养分进行分析，土壤动物种群以农田主要土壤动物为代表。所得数据采用SPSS 13.0软件进行分析，在p<0.05的水平上依据Duncan进行多重比较，不同的字母表示处理之间差异显著。
2 结果与分析
2．1 土壤动物群落分析
对汤山铜尾矿及周边农耕土进行采样，共得到42个样品，土壤动物13类，分属3门7纲14目，共计1345只。优势类群有寡毛纲（Oligochaeta）、膜翅目（Hymenoptera）、蜘蛛目(Araneae）、鞘翅目（Diplopoda）分别占大型土壤动物总个体数的25.43%、15.68%、9.07%、8.41%；常见类群、等足目（Isopoda）、鳞翅目幼虫（Lepidoptera）、双翅目幼虫（Diptera），分别占大型土壤动物总个体数的5.50%、4.31%、3.71%。各采样点所得动物总量如下：
编号123456789101112131415161718192021
WA（只）172638222635231940173527362931231192110
表1 各采样点动物总量
编号 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
WA（只） 16 7 10 25 22 30 32 25 45 32 40 43 55 39 90 52 54 69 47 76 59
2．2 土壤理化性质与重金属元素分析
2.2.1 土壤理化性质 采样点经纬度及土壤理化性质如下图所示，其中K、N、P分别代表全钾、全氮、全磷，WC为含水量，OM为有机质。
表2 各采集点土壤理化性质
编号 K(mg/Kg) P(mg/Kg) N(%) WC(%) PH OM(%)
1 3336 649 0.612 0.19 7.61 1.09
2 3020 710 0.49 0.22 6.9 2.35
3 4864 485 0.45 0.19 7.6 2.94
4 3079 693 0.09 0.13 7.30 2.55
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3050 652 0.29 0.17 7.4 2.45
6 2899 553 0.08 0.14 7.50 1.35
7 4437 376 0.19 0.13 6.1 4.19
8 5467 372 0.93 0.15 6.4 2.02
9 4240 457 0.35 0.18 7.6 2.40
10 5086 601 0.18 0.13 7.6 2.54
11 4832 601 0.26 0.13 7.8 1.70
12 4434 874 0.33 0.14 7.90 4.48
13 4612 561 0.50 0.13 7.8 4.45
14 8411 748 0.22 0.15 7.9 3.68
15 3353 1085 0.083 0.12 8.1 3.62
16 2990 793 0.21 0.09 6.1 2.29
17 6646 627 0.24 0.11 7.2 3.34
18 6165 741 0.66 0.13 7.60 3.27
19 6110 904 0.47 0.14 7.7 3.08
20 5179 748 0.47 0.15 7.7 3.15
21 5012 792 0.27 0.14 7.9 4.19
22 5198 793 0.37 0.09 6.9 1.57
23 3472 787 0.41 0.13 4.5 1.95
24 7761 298 0.14 0.16 6.3 2.83
25 7889 346 0.58 0.17 7.2 1.77
26 6268 512 0.63 0.21 7.3 0.89
摘要：土壤动物主要活动在复杂的土壤生态系统中，对于改善土壤的理化性质具有重要作用。在农业生态系统中，土壤动物与农业耕作制度以及管理方式密切相关。农业耕作或施肥在改变了土壤某些理化性质的同时，也改变了土壤动物的生存环境。本文通过对汤山铜尾矿理化性质的测定及其上土壤动物群落的分析，认为铜污染区域中，Cu含量是制约土壤动物繁育衍生的关键因素。此外，土壤动物数量还与总钾量呈显著正相关，不过介于Cu与K之间存在显著的负相关趋势，我们认为这一结果还是受到了土壤中Cu含量的间接影响。
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关键字:铜尾矿农田；土壤动物；土壤理化性质；典型相关分析
目录
摘要3
关键词3
Abstract3
Key words3
引言3
1实验设计与方法3
1.1实验设计3
1.2 土壤理化性质分析方法 4
2结果与分析5
2.1土壤动物群落分析5
2.2土壤理化性质与重金属元素分析5
2.3典型相关分析7
3讨论8
致谢9
参考文献9
铜尾矿农田土壤动物与土壤理化性质的研究
引言
铜尾矿，又称铜尾砂，是由矿石经粉碎、精选后所剩下的细粉沙粒组成。这些尾矿除少量作为旧矿井的填充料之外，其余绝大多数还以填充洼地或筑坝堆放的方式储存，堆置的铜尾矿不仅占用了大量土地，而且覆盖了原有的植被，生态系统遭到破坏。尾矿因其特殊的理化性质，重金属含量特别高，植物很难在尾矿上自然生长[1～7]。在农业生态系统中，土壤动物与农业耕作制度以及管理方式密切相关[8]，农业耕作或施肥在改变了土壤某些理化性质的同时，也改变了土壤动物生存的环境，导致土壤动物种类的复杂程度和总数量的减少，土壤动物群落或种群特征对农业生态系统具有反作用[9～11]。建于1843年的英国洛桑试验站150年来的研究成果已经充分证明土壤动物在改善土壤结构和环境中的作用。但对农田土壤动物与土壤因子相互关系的研究较少，多为描述性[12]。目前农业土壤环境的研究，较多侧重农业耕作或施肥对土壤理化性质、肥力以及土壤微生物的影响和少数几个农田土壤动物类群。近年来，随着各种先进仪器和研究方法的出现和完善，土壤动物研究已经进入到生物生产力和人类与环境关系的研究阶段，土壤动物区系和土壤动物多样性的研究也已经成为土壤生态学研究的热点和前沿[13～15]。
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1．1 实验设计
本项研究试验地设在汤山铜尾矿处，利用手捡法与Cobb过筛法[16]对汤山矿区及周边农耕土进行采样调查，每一采样点按照五点取样进行0—20cm土层的大尺寸样方采样，由于分类的限制，采用大类群进行分类[17～19]，一般分类到目，同时收集采样土壤500g用于之后的土壤理化性质分析。
1．2 土壤理化性质分析方法
按照《国家土壤肥力与肥料效益长期监测研究技术规程》中的方法测定土壤理化性质。有机质采用丘林法（180℃油浴）；土壤全氮含量的测定采用高氯酸—硫酸消化法；pH值采用水浸法；土壤含水量采用烘干法；土壤全磷全钾以及重金属元素采用硝酸高氯酸消化-ICP检测法。所有数据采用典型相关分析研究农田主要土壤动物种群密度与土壤理化因子之间的关系。从影响土壤动物种群密度的众多的因子中选取土壤耕层物理性质和主要养分进行分析，土壤动物种群以农田主要土壤动物为代表。所得数据采用SPSS 13.0软件进行分析，在p<0.05的水平上依据Duncan进行多重比较，不同的字母表示处理之间差异显著。
2 结果与分析
2．1 土壤动物群落分析
对汤山铜尾矿及周边农耕土进行采样，共得到42个样品，土壤动物13类，分属3门7纲14目，共计1345只。优势类群有寡毛纲（Oligochaeta）、膜翅目（Hymenoptera）、蜘蛛目(Araneae）、鞘翅目（Diplopoda）分别占大型土壤动物总个体数的25.43%、15.68%、9.07%、8.41%；常见类群、等足目（Isopoda）、鳞翅目幼虫（Lepidoptera）、双翅目幼虫（Diptera），分别占大型土壤动物总个体数的5.50%、4.31%、3.71%。各采样点所得动物总量如下：
编号123456789101112131415161718192021
WA（只）172638222635231940173527362931231192110
表1 各采样点动物总量
编号 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42
WA（只） 16 7 10 25 22 30 32 25 45 32 40 43 55 39 90 52 54 69 47 76 59
2．2 土壤理化性质与重金属元素分析
2.2.1 土壤理化性质 采样点经纬度及土壤理化性质如下图所示，其中K、N、P分别代表全钾、全氮、全磷，WC为含水量，OM为有机质。
表2 各采集点土壤理化性质
编号 K(mg/Kg) P(mg/Kg) N(%) WC(%) PH OM(%)
1 3336 649 0.612 0.19 7.61 1.09
2 3020 710 0.49 0.22 6.9 2.35
3 4864 485 0.45 0.19 7.6 2.94
4 3079 693 0.09 0.13 7.30 2.55
5 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
3050 652 0.29 0.17 7.4 2.45
6 2899 553 0.08 0.14 7.50 1.35
7 4437 376 0.19 0.13 6.1 4.19
8 5467 372 0.93 0.15 6.4 2.02
9 4240 457 0.35 0.18 7.6 2.40
10 5086 601 0.18 0.13 7.6 2.54
11 4832 601 0.26 0.13 7.8 1.70
12 4434 874 0.33 0.14 7.90 4.48
13 4612 561 0.50 0.13 7.8 4.45
14 8411 748 0.22 0.15 7.9 3.68
15 3353 1085 0.083 0.12 8.1 3.62
16 2990 793 0.21 0.09 6.1 2.29
17 6646 627 0.24 0.11 7.2 3.34
18 6165 741 0.66 0.13 7.60 3.27
19 6110 904 0.47 0.14 7.7 3.08
20 5179 748 0.47 0.15 7.7 3.15
21 5012 792 0.27 0.14 7.9 4.19
22 5198 793 0.37 0.09 6.9 1.57
23 3472 787 0.41 0.13 4.5 1.95
24 7761 298 0.14 0.16 6.3 2.83
25 7889 346 0.58 0.17 7.2 1.77
26 6268 512 0.63 0.21 7.3 0.89
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