中国稻田土壤铁流失及其环境意义  

作　　者：陈留美 赵东波 韩光中[3] 杨飞 龚子同[2] 宋效东[2] 李德成[2] 张甘霖[2,4,5] 

机构地区：[1]遵义师范学院资源与环境学院,遵义563006 [2]中国科学院南京土壤研究所,土壤与农业可持续发展国家重点实验室,南京210008 [3]内江师范学院地理与资源科学学院,内江641112 [4]中国科学院大学现代农业科学学院,北京100049 [5]中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,南京210008

出　　处：《中国科学：地球科学》2022年第7期1253-1267,共15页Scientia Sinica(Terrae)

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:41967001、41401238);土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金项目(编号:Y20160001);贵州省科技计划项目(编号:黔科合基础[2017]1209)资助。

摘　　要：铁是重要的生命元素,其在地球表层系统中的迁移和循环过程对陆地和海洋生态系统有重要影响.中国稻作历史悠久、稻田分布广泛、类型众多、人为活动影响强烈,频繁的干湿交替导致水稻土中铁的迁移过程十分活跃,且与自然土壤相比有很大差异,但关于这类独特的人工湿地生态系统铁的界面迁移流失量及其对河流乃至近海环境的贡献还缺少系统的评估.本研究以中国典型稻作区不同景观(沼泽、平原、阶地)和母质类型(酸性、中性、石灰性)起源的7个时间序列水稻土为对象,系统分析了水稻种植前后土壤中铁的动态演化特征,并在收集和整理相关大量文献数据的基础上,估算了全国尺度由于人为植稻引起的铁流失量.结果表明,不论起源于何种景观与母质类型,水稻土在1m土体内最终都会呈现铁的流失趋势.起源于低洼沼泽区石灰性湖相沉积物的水稻土,在前期(50a)铁呈现一定的累积,之后呈现流失趋势(铁流失的平均速率为0.026kg m^(−2) a^(−1));起源于平原地区石灰性母质的水稻土在1000a内铁以土体内表层还原淋溶与亚表层氧化淀积的内循环过程为主,之后呈现流失趋势(铁流失的平均速率为0.029kg m^(−2) a^(−1));而起源于平原与丘陵地区酸性和中性母质的水稻土在植稻初期就出现铁的快速流失(铁的最大流失速率达1.106kg m^(−2) a^(−1)),之后铁流失速率趋缓.起源母质pH、CaCO_(3)与有机质含量、地形控制的物质运移以及人为灌溉引起的土壤水分状况变化与植稻年龄共同决定了稻田铁流失的模式和速率.根据时间序列水稻土数据与文献数据,初步估算出全国稻田土壤铁流失通量约为46.4~195.7Tg a^(−1),全国稻田铁流失总量约为5121.5~9412.2Tg.稻田铁流失的准确估算对科学评估土地利用变化对铁的生物地球化学循环的影响具有重要意义.

关 键 词：土-水界面 陆-海界面 水稻土 铁流失 生物地球化学循环 

分 类 号：S153[农业科学—土壤学]