《黃山酸雨區花崗岩臨界帶土壤Ca收支的鍶同位素示蹤》是依託安徽工業大學，由江用彬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：黃山酸雨區花崗岩臨界帶土壤Ca收支的鍶同位素示蹤
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：江用彬
- 依託單位：安徽工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在世界地質公園安徽黃山花崗岩森林生態系統小流域內，選擇典型地球臨界帶，以其上土壤中的Ca元素為研究對象，以Ca離子在臨界帶上輸入/出為主線，運用鍶同位素示蹤、生物地球化學及水文地球化學等手段，結合野外監測和室內酸雨模擬實驗，研究酸雨背景下黃山花崗岩臨界帶土壤中Ca的風化貢獻、大氣輸入貢獻和流失通量；研究酸雨對臨界帶上Ca的轉運及其在土壤中賦存和淋失的影響。揭示酸雨背景下黃山花崗岩森林生態系統林礦質養分Ca的來源和Ca的允許流失量。為黃山花崗岩臨界帶生源要素循環規律的研究補充基礎數據，也為黃山地質生態環境保護和可持續發展服務。
結題摘要
黃山是世界地質公園。陡峭的花崗岩地貌加上酸雨頻發將會引發該地區水土和礦質養分流失。本研究選擇世界地質公園黃山作為研究對象，運用元素、碳鍶同位素地球化學及環境科學等手段，探討酸雨背景下黃山北部花崗岩臨界帶流域化學風化過程，揭示酸雨對化學風化過程以及鹽基離子釋放的影響；辨識花崗岩臨界帶流域溶解態Ca的來源，確立其流失通量；分析花崗岩臨界帶土壤剖面Ca的釋放速率，確立其與流失通量之間的收支平衡關係；辨識花崗岩臨界帶典型植物中Ca的來源，分析其潛在的收支平衡風險。將有助於進一步理解酸雨與人類活動介入下黃山花崗岩臨界帶流域化學風化過程和營養離子Ca的循環，為黃山生態環境保護提供基礎數據。取得的主要結果如下： （1）酸雨背景下，黃山花崗岩臨界帶流域水化學組成主要受控於岩石（矽酸鹽岩以及小面積或微量分布的碳酸鹽岩化）化學風化輸入和大氣降水輸入。結果表明，黃山低溫山地氣候控制下的矽酸岩鹽化學風化速率較低； （2）花崗岩臨界帶流域的化學風化過程主要以碳酸溶解過程為主，但酸雨中或黃鐵礦氧化形成的硫酸和硝酸也參與了反應。結果說明，人類活動尤其工業煙氣及汽車尾氣等改變了黃山花崗岩臨界帶化學風化單一模式，並加速了化學風化速率，影響了對大氣CO2的消耗； （3）鍶同位素示蹤證據表明黃山花崗岩臨界帶流域地表徑流中的Ca離子主要來自於大氣輸入和碳酸鹽岩化學風化貢獻，矽酸鹽岩（黃山主峰花崗岩及外圍沉積岩）貢獻較少；其結果與流域水化學組成分析的結果一致。說明大氣輸入與微量碳酸鹽岩對矽酸鹽岩森林生態系統Ca離子養分的輸入有著重要的貢獻； （4）初步分析結果表明，花崗岩臨界帶流域平均土壤剖面（含非花崗岩的矽酸鹽岩土壤剖面）Ca元素長期風化速率大於流域源於矽酸鹽岩的Ca流失通量，然而純花崗岩臨界帶土壤剖面的Ca元素長期風化速率則小於流域源於矽酸鹽岩的Ca流失通量，說明黃山花崗岩核心景區森林生態系統中花崗岩化學風化釋放的Ca難以與流失的Ca達到平衡； （5）主、微量元素地球化學以及鍶同位素證據表明，黃山花崗岩臨界帶代表性植物馬尾松所需的Ca離子養分主要來自於大氣輸入和土壤有機質層，降水貢獻隨著土壤層深度增加而增加。表明降水對該森林生態系統Ca供應有著重要作用。然而近50年的黃山降雨數據表明，該地區降雨量呈遞減趨勢，加上高頻率的酸雨背景，意味著黃山花崗岩景區生態系統Ca養分收支存在著輸入不抵流失的風險。
