發(fā)布時間：2020-05-14 05:09

【摘要】：硒是人體必需的微量元素,缺硒或硒過量都會對人類健康產(chǎn)生不利影響。由于硒在環(huán)境中的分布極不均衡,國內(nèi)外較多關(guān)注于缺硒或硒毒害地區(qū)。對富硒地區(qū)土壤硒分布的研究多采用行政區(qū)域作為研究范圍,沒有體現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的完整性。廣西小流域眾多,富硒土壤分布廣泛,并具有大面積連續(xù)分布特點(diǎn),因此在該區(qū)開展硒在流域內(nèi)分布規(guī)律的研究、揭示土壤富硒成因,對于涉硒產(chǎn)業(yè)宏觀布局、富硒土壤資源開發(fā)規(guī)劃,以及人類健康長壽的地理環(huán)境要素的研究有重要意義。本文以流域為尺度在桂林富硒長壽地區(qū),通過主成分分析、聚類分析、通徑分析和地統(tǒng)計分析等方法和手段,系統(tǒng)研究巖石-土壤(沉積物)-水體-作物-人類毛發(fā)等各生物地球要素中硒的含量、分布特征、控制因素;從流域角度闡明了地理環(huán)境不同介質(zhì)中硒分布及相互關(guān)系、土壤富硒成因、土壤有效硒含量和形態(tài)的影響因素;揭示了地理環(huán)境介質(zhì)中硒分布對農(nóng)作物硒含量、居民膳食硒暴露水平和長壽區(qū)分布等生態(tài)效應(yīng)的影響規(guī)律。取得的研究成果如下:(1)通過對比桂林百壽河流域內(nèi)不同地理環(huán)境介質(zhì)中硒含量,發(fā)現(xiàn)了流域內(nèi)土壤和沉積物以及上覆水從上游到下游硒含量逐漸降低的趨勢。土壤硒含量不僅與高程極顯著相關(guān)(r=0.41,p0.01),且富硒土壤的發(fā)育受巖石巖性和成土母質(zhì)控制,表現(xiàn)為碎屑巖區(qū)(0.84 mg/kg)碳酸鹽巖區(qū)(0.66 mg/kg)第四系沉積物分布區(qū)(0.49mg/kg),并在不同巖性區(qū)存在極顯著差異。流域內(nèi)巖石硒含量較低(0.064 mg/kg)且分布較為均勻,是土壤中硒含量與巖石中硒含量無顯著相關(guān)性的主要原因。沉積物中的硒含量與土壤中的硒含量以及沉積物的粒度有關(guān)。上覆水中的硒含量受沉積物中硒含量直接控制,受土壤硒含量間接控制。(2)與湖北恩施、陜西紫陽等高硒地區(qū)有關(guān)研究報道結(jié)果不同,流域內(nèi)土壤大面積土壤富硒則是由氣候因素以及脫硅富鋁化成土過程導(dǎo)致。從地表向下,硅鋁率Sa和硅鐵鋁率Saf值呈下降趨勢,土壤具有明顯的淋溶淀積特征,導(dǎo)致砂巖、泥巖、第四系沉積物母質(zhì)發(fā)育的土壤在淀積層富集以及灰?guī)r母質(zhì)發(fā)育的土壤在表層富集的規(guī)律。通過R型聚類分析得出,與鐵鋁氧化物的吸附保留以及鹽基離子的淋失有關(guān)。(3)基于流域內(nèi)土壤硒呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性變異特征,提出采用克里金插值方法,開展土壤硒空間插值并對流域內(nèi)的硒分布進(jìn)行預(yù)測。交叉驗證結(jié)果顯示,通過引入地形指數(shù)(高程H、復(fù)合地形指數(shù)CTI)作為協(xié)變量,使用多變量協(xié)同克里金方法顯著提高了流域內(nèi)土壤硒預(yù)測精度,為土壤硒的空間分布研究提供依據(jù)。(4)通過采用NaHCO_3和NaH_2PO_4對流域內(nèi)碎屑巖區(qū)、碳酸鹽巖區(qū)以及第四系沉積物分布區(qū)的土壤有效硒的提取,發(fā)現(xiàn)土壤有效硒分布與總硒分布趨勢相一致,但有效硒比例在不同巖性區(qū)差異較小,土壤總硒和pH是影響土壤有效硒含量的重要因素。流域內(nèi)各種土壤硒形態(tài)比例中,殘渣態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和酸溶態(tài)硒比例較高(分別為63.65%、16.40%、11.95%),可交換態(tài)、水溶態(tài)比例較低(分別為6.67%、1.33%)。通徑分析表明,對土壤中水溶態(tài)硒、可交換態(tài)硒、酸溶態(tài)硒、有機(jī)態(tài)硒、殘渣態(tài)硒有重要影響的分別為OM和Na_2O、pH和TiO_2、pH、MnO和Al_2O_3、OM和TiO_2。通過比較兩種方法提取的有效硒和硒形態(tài)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)NaH_2PO_4更適合作為酸性土壤地區(qū)土壤有效硒的提取劑,其提取的有效硒可用來判斷土壤硒供給的潛力大小。(5)通過對流域內(nèi)不同巖性區(qū)硒生態(tài)效應(yīng)的對比研究,發(fā)現(xiàn)了農(nóng)作物在各個巖性區(qū)呈現(xiàn)出不同的硒生物富集特征。碳酸鹽巖區(qū)水稻土中較高的可交換態(tài)硒含量導(dǎo)致碳酸鹽巖區(qū)稻谷硒含量(97.23±39.59μg/kg)顯著高于第四系沉積物分布區(qū)稻谷硒含量(51.08±15.05μg/kg);土壤硒的活化程度不高是造成蔬菜在不同巖性區(qū)中硒含量不高以及差異較小的原因。受稻谷中的硒含量影響,碳酸鹽巖區(qū)居民硒膳食攝入量最高51.60μg/d,較為接近國內(nèi)外推薦值55μg/d。發(fā)硒含量與居民硒膳食攝入量之間存在線性關(guān)系,但在不同巖性區(qū)關(guān)系并不一致。高齡老人(90歲)較多分布在碳酸鹽巖區(qū)的主要原因可能是該區(qū)居民較適宜的硒膳食攝入量以及土壤中較高含量的鈣、錳等人體必需元素所致。硒在流域不同介質(zhì)上的分布規(guī)律和控制因素以及長壽人口分布規(guī)律等研究成果將為從流域尺度富硒土壤資源開發(fā)和探討居民長壽機(jī)理研究提供依據(jù),具有實際應(yīng)用價值和科學(xué)意義。
【圖文】：

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019 屆博士研究生學(xué)位（畢業(yè)）論文概況區(qū)自然地理概況位置位于廣西壯族自治區(qū)桂林市永福縣百壽鎮(zhèn)。永�？h位于廣西壯族林西南，地處東經(jīng) 109°36′50″ 110°14′19″，北緯 24°37′48″ 25 45km，東北與臨桂區(qū)相臨，西北與融安縣接壤，南離柳州市 10，土地總面積 2777.08km2。百壽鎮(zhèn)，曾名永寧州、永寧縣，后因更名。百壽鎮(zhèn)位于永�？h西北部，東與桃城鄉(xiāng)和龍江鄉(xiāng)交界，南，，西接融安縣大坡鄉(xiāng)和泗頂鄉(xiāng)，北靠龍江鄉(xiāng)和融安縣雅瑤鄉(xiāng)。西寬 24.5km，面積 399km2。鎮(zhèn)人民政府設(shè)在百壽鎮(zhèn)，東距縣城7km（永�？h人民政府 2015）。

百壽河流域土壤圖
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S153.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2662844