山西耕作土壤样品磁性空间分异及其环境意义

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1、_____________________________________________________________________________http://www.paper.edu.cn山西耕作土壤样品磁性空间分异及其环境意义#1∗2,34563陈满荣俞立中杨治平张永吉S.M.Hutchinson许世远（1扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225009；2上海师范大学上海200234；3华东师范大学河口海岸国家重点实验室上海200062;4山西农业科学研究院土壤肥料研究所太原030031；5山西省土地管理局太原030024；5TelfordIns

2、tituteofEnvironmentalSystems,DepartmentofEnvironmentalResources,UniversityofSalford,SalfordM66PU,UK）摘要：本文对山西高原土壤耕作层(0-20cm)25个样品的磁性进行了分析，并采用GIS空间分析方法，得出了土壤磁化率平面分布等值线图和空间三维模型。磁化率空间分布机理如下：首先，强烈的人为影响使土壤中磁性矿物人为来源占有重要地位。第二，土壤磁性矿物以亚铁磁性的磁铁矿和磁赤铁矿为主导，磁铁矿晶粒为单畴、多畴和超顺磁颗粒同时存在。第三，土壤磁化率极值差及其与母质之间的

3、差异均受广泛而较均一的黄土母质的影响。第四，能源重化工集中分布和母岩差异对土壤磁化率的叠加影响，形成晋西北和晋中等区域土壤磁化率高值区域。第五，在人为作用强烈影响掩盖下，磁化率与气温、降水等气候因子相关性不显著。关键词：磁化率环境磁学土壤磁学山西土壤磁化率等磁性特征是土壤磁性测量的重要参数之一。土壤磁化率研究对于认识土壤形成过程、土壤特性、土壤分类、土壤调查等都有重要意义（Mullins，1977；Thompson&Oldfield1986；YuLizhong，1989；俞劲炎等，1991；）。早在1955年，国外学者LeBorgne就对土壤剖面磁化率进行研究

4、，得出表土磁性增强的结论并对其机理进行分析。VadyuninaandBabanin(1972)总结了70年代以前的大量工作，提出土壤磁化率测量作为识别特殊土壤形成过程的依据。Mullins(1977)对土壤磁化率的研究认为，在一个母质相当均一的区域，它可以作为土壤形成过程的指示。Tite和Linington(1975)研究了气候对磁化率的影响，认为：在排水良好、存在干热季节的气候条件下，磁性矿物向亚铁磁性转化，伴随较高的磁化率。Fine等（1992）应用磁化率评估土壤时间序列一致性。Williams和Cooper（1990）、Grimley等（2000）利用磁

5、化率确定土壤界限。国内，俞劲炎等（1991）和LizhongYu（1989）对我国土壤尤其是热带、亚热带土壤磁化率和其他磁性特征测定和分析应用的研究，刘孝义和依艳丽（1985）,YiY.和LiuX.（1995）对中国东北土壤磁化率的研究，以及近年来卢升高等（1999）对玄武岩发育土壤磁化率的研究等，对进一步探讨土壤磁化率及相关磁性的机理、推动土壤磁性的应用等方面有重要意义。1实验材料与方法迄今为止，我国温带半干旱和半湿润地区土壤磁化率的空间分布及机理研究报道不多，未见土壤磁化率空间分布等值线图。为此，我们采集了山西高原耕作土壤表层（0-20cm）样品25个，所

6、有土样分别属于三个地带性土壤类型（姚启明等，1994），其中褐土样品18个，栗褐土样品5个，栗钙土样品2个(按照中国土壤系统分类，属于淋溶土纲干润淋溶土亚纲，干润淋溶土土类。参：中国科学院南京土壤研究所土壤系统分类课题组和中国土壤系统分类课题研究协作组，2001)。土壤采样点位置详见图1。对所有样品进行磁性测量、全#国家自然科学基金项目（49871068/40131020）;江苏省教育厅项目（Sk0410186）.∗第一作者:陈满荣（1961-）,理学博士,主要从事自然地理学、土壤学、环境磁学、GIS等方面教学和研究。E-mail:manrongchen@ya

7、hoo.com.cn_____________________________________________________________________________中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn铁含量的化学分析、粒度分析、有机质、pH测定，同时选取粉煤灰和黄土母质两个样品作磁性分析和基本理化性质测定（参表1；表2），粉煤灰取自太原钢铁公司，黄土母质采集于隰县午城镇，地层时代属于早更新世（Q1）午城黄土。对比它们与土壤磁性的关系，应用地理信息系统空间分析手段直观展示土壤磁化率的平面分布和三维立体模型，并分析土壤磁性空间分

8、布的形成机理。123456897101