田康 作品数:14 被引量:170 H指数:8 供职机构: 中国科学院南京土壤研究所 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 中国科学院战略性先导科技专项 中国科学院知识创新工程重要方向项目 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 农业科学 天文地球 更多>>
基于便携式X射线荧光光谱速测的设施菜地土壤重金属污染诊断与评价 2024年 土壤重金属污染快速诊断与评价是污染防控与风险管理的前提。以广东省典型设施蔬菜产地土壤为研究对象,采用便携式X射线荧光光谱法(portable X-ray fluorescence spectroscopy,PXRF)原位快速获取土壤重金属(镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)及汞(Hg))含量,在传统实验室方法验证PXRF的准确性和稳定性的基础上,对广东省设施菜地表层土壤重金属的污染状况进行快速诊断,并对土壤重金属污染风险进行评价。结果表明:(1)异位PXRF法对土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As及Ni的测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01),土壤Pb和As含量的PXRF原位测定值与传统实验室方法测定值极显著相关(P<0.01);(2)土壤含水量为150 g·kg^(-1)~200 g·kg^(-1)时,Cr、Pb、Zn和As的PXRF原位测定值与实验室测定值的相关性达到了极显著水平(P<0.01);(3)土壤Cd和Cu的超标现象较为突出,其点位超标率分别为20.9%和10.0%。设施菜地土壤Cd的平均含量为0.21 mg·kg^(-1),约为露天农田土壤的1.2倍。珠江三角洲地区设施土壤中各重金属的含量整体较其他地区高;(4)土壤Cd、Cu、Cr、Pb、Zn、As、Ni及Hg的单项污染指数均小于1,由高到低依次为Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As>Ni>Hg,内梅罗综合污染指数的均值为0.69。就整体平均值而言,土壤重金属污染程度处于清洁水平。PXRF实现了广东省设施菜地土壤重金属污染的快速诊断,并快速识别出Cd和Cu为设施菜地污染风险较高的潜在污染元素,研究结果可为设施农业土壤重金属污染快速诊断与评价提供方法和数据支撑。 邓源 樊亚男 吴秋梅 胡文友 俞越明 王华 朱春梧 李汛 田康 黄标关键词:设施农业 磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环中的应用 被引量:1 2022年 磷是土壤生态系统中的重要组成元素,开展土壤磷循环研究对提高磷肥利用效率和降低磷的生态环境风险具有重要意义。磷酸盐氧同位素技术已经被证明是一种示踪环境中磷生物地球化学行为的有效方法。本文系统综述了磷酸盐氧同位素技术的研究进展和未来发展方向。详细介绍了磷酸盐氧同位素的技术原理、样品处理和测定方法;阐述了无机磷和有机磷的氧同位素特征及时空分布特征;从评估土壤磷微生物利用状况和示踪土壤磷循环两个方面探讨了磷酸盐氧同位素技术在土壤磷循环研究中的应用前景,分析了磷来源、环境条件、生物活动和样品前处理过程对土壤磷酸盐氧同位素特征的影响,最后展望了该技术未来的研究方向。以期为磷酸盐氧同位素技术在土壤学和环境科学领域的发展和应用提供新的视角和科学指导。 赵甜甜 田康 胡文友 黄标 赵永存关键词:磷素形态 影响因素 不同样点数量对土壤有机质空间变异表达的影响 被引量:12 2015年 以南京市六合区为研究区,通过完全随机和限制最小采样间距抽样分别设置5个样点系列,基于每个样点系列100次重复抽样的变异结构推断及空间预测误差结果,探讨了不同样点数量对土壤有机质(SOM)空间变异表达的影响。结果表明,两种抽样方式降低样点数量后推断的SOM含量的块金效应(C0/C0+C)均随样点数量减少而降低且限制最小采样间距抽样推断的C0/C0+C要低于完全随机抽样方法,说明适当的减少样点数量以便降低与SOM变异尺度不匹配的样点对变异结构推断的影响有助于提高SOM空间变异结构表达的可靠性。普通Kriging预测的SOM误差对比则表明,尽管两种抽样方式下空间预测的均方根误差(RMSE)随样点数量变化而波动,但均低于全部样点的预测误差;通过限制最小采样间距减少样点至250个时,SOM空间预测的RMSE最低,较全部样点预测误差降低了6%,因此,为了实现样点密度与SOM变异尺度相匹配,合理设置土壤采样点的间距及样点数量较单纯的增加采样点数量更为重要。 海南 赵永存 田康 黄标 孙维侠 史学正关键词:土壤有机质 中国保护性耕作农田土壤有机碳变化速率研究——基于长期试验点的Meta分析 被引量:29 2013年 保护性耕作对于培肥地力、保障粮食安全、缓解气候变化等具有重要意义。本研究搜集了1980~2012年8月有关中国农田保护性耕作的157个试验点的303对田间定位试验数据,采用Meta分析方法定量分析了保护性耕作下我国农田耕层土壤(旱地0~20cm,水田0~15cm)有机碳(SOC)变化特征。结果表明,与传统耕作(CT)相比,传统耕作+秸秆还田(CTS)、免耕(NT)和免耕+秸秆还田(NTS)三种保护性耕作均能显著提高SOC含量,变化速率分别为NTS(0.52 g kg-1a-1)>NT(0.35 g kg-1a-1)>CTS(0.22 g kg-1a-1);三种保护性耕作下SOC变化速率为水田>旱地,一年两熟制>一年一熟制;保护性耕作下,SOC积累与否及其幅度并不完全取决于其初始有机碳含量,短期试验(≤5a)SOC增加速率是长期试验(>5a)的1.75倍,如果仅采用短期试验结果可能高估保护性耕作的固碳潜力。 田康 赵永存 邢喆 孙维侠 黄标 胡文友关键词:保护性耕作 农田土壤 META分析 广西某采选废矿区重金属生态风险与源汇关系 被引量:8 2021年 为探究废矿区对周边环境介质的影响及量化农田土壤重金属的来源贡献,并估算重金属源汇通量,系统采集广西南丹县某多金属废矿区及其下游影响区的尾矿、农田土壤和河流沉积物样品共151个,测定重金属(Cr、Ni、Cu、Cd、Zn、As、Sn、Sb和Pb)含量,并对研究区重金属的污染特征、农田土壤重金属来源、生态风险、源汇通量进行探析。结果表明:尾矿和沉积物中重金属含量几何均值(除Cr、Ni外)显著高于农田土壤,且3种介质中重金属含量几何均值均超出背景值。研究区农田土壤Cr和Ni的来源主要为成土母质,上游Cu、Cd、Zn、As、Sn、Sb和Pb的来源主要为上游废矿区尾矿,下游Cu、Sn、Sb和Pb的来源主要为废弃选厂尾矿(贡献量分别为85.11%、92.04%、64.15%和57.57%),Cd、Zn、As的来源主要为上游废矿区尾矿(贡献量分别为59.28%、59.61%和93.81%)。农田土壤及沉积物中主要污染元素为Sn和Sb。农田土壤及沉积物生态风险较高(RI>300),Cd、As和Sb是主要生态风险因子。上游农田土壤Cu、Cd、Zn、As、Sn、Sb、Pb输入量分别为132、3、1348、302、139、149、238 kg·hm^(-2),下游Cu、Cd、Zn、As、Sn、Sb、Pb输入量分别为36、2、746、177、271、211、455 kg·hm^(-2)。多金属废矿区及其下游影响区的重金属源汇关系应得到重视,相关部门应针对不同介质和区域的污染现状加强重金属的污染防治和风险管理,并对尾矿进行源头管控。 毛志强 田康 刘本乐 张晓辉 卞子金 黄标 袁旭音 吴龙华 罗栋源关键词:重金属 生态风险 陕西省设施农业土壤退化现状分析 被引量:19 2020年 本文以陕西省为例,分别对陕北、关中、陕南148个重点设施蔬菜基地进行了大棚种植历史、轮作现状、水肥管理、病虫害现状等系统调查,并通过土壤样品采集,分析了土壤基本性质、养分含量和重金属含量。结果显示,陕西省3个地区的设施土壤pH均显著低于周边大田土壤,且随着设施种植年限增加土壤pH呈现持续下降趋势;土壤次生盐渍化特征明显(EC> 500μS/cm);土壤养分积累现象普遍,特别是速效养分积累显著;陕北、关中地区设施土壤部分重金属累积超过大田土壤,表明该地区设施土壤退化现象明显。结合设施农业调查资料发现,设施土壤退化的根本原因是利用强度过高、农用品投入过大,这将对设施生产与生态环境造成影响,因此,在该地区,开展设施土壤轮作休耕或修复工作非常必要。 张艳霞 陈智坤 胡文友 孙晓宇 黄标 田康关键词:土壤退化 设施农业 土壤修复 南水北调中线工程水源地土壤有机碳密度空间分异及驱动因素研究 被引量:2 2022年 【目的】通过分析中国南水北调中线工程水源地较大空间尺度土壤有机碳密度(SOCD)的空间分布及驱动因素,为该区域的土地资源合理利用及土壤有机碳(SOC)管理提供科学依据。【方法】在考虑海拔、土壤类型、土地利用等空间因素的基础上布设样地,通过野外取样和室内分析,借助GIS研究区域土壤有机碳密度空间分布格局,利用地理探测器模型分析各影响因子对土壤有机碳密度的解释力及各因子之间相互作用程度的差异,判定影响研究区SOCD空间分布的主要驱动因子,揭示其空间差异及随海拔、土壤类型、土地利用及森林类型的变化规律。【结果】(1)南水北调中线工程水源地0~20 cm与≥20~40 cm土层的SOCD分别为4.18和2.67 kg/m^(2),其中0~20 cm土层SOCD比全国平均水平(2.67 kg/m^(2))高出56.55%。(2)SOCD呈现南北林区高、中间农田和草地低的格局,SOCD大于10 kg/m^(2)的集中在海拔≥1 000~2 000 m的林地,小于1 kg/m^(2)的集中在海拔<500 m的草地。在海拔上,SOCD随海拔梯度升高先增大后减小,0~20 cm与≥20~40 cm土层SOCD均在海拔≥1 500~2 000 m出现峰值(7.32 kg/m^(2),4.94 kg/m^(2));在土壤类型上,SOCD最大的是石灰(岩)土,最小的是褐土,黄棕壤和棕壤在0~20 cm土层SOC储量最高,分别为2.005 Pg和0.815 Pg,二者占总储量的72.83%;在土地利用类型上,林地和农田是主要的土地利用方式,0~20 cm与≥20~40 cm林地土层SOCD分别为4.87 kg/m^(2)和3.05 kg/m^(2),农田分别为2.75 kg/m^(2)和2.00 kg/m^(2)(比林地分别下降77.09%和52.50%);林地碳储量占87.48%,农田占12.02%。(3)对SOCD空间分布解释力较大的是海拔(0.25)和土地利用(0.20),其次是土壤黏粒(0.11)。不同驱动因子在交互作用下的解释力明显高于单因素的解释力。【结论】海拔和土地利用是影响南水北调中线工程水源地SOCD空间格局的主导因子,不同驱动因子交互后呈现双因子协同增强效应。农田S 刘珂 李明阳 李灵 田康 樊亚男 王志刚 瞿明凯 黄标关键词:土壤有机碳密度 空间分异 水源地 南水北调中线工程 中国农田土壤环境质量管理现状与展望 被引量:43 2021年 农田土壤环境质量保护与管理是保障粮食安全和农业可持续发展的重要前提。近年来,随着我国社会经济的快速发展,农田土壤环境质量退化和土壤污染问题逐渐凸显。经过几十年的努力,我国目前基本形成以"土壤污染防治法"和"土壤污染防治行动计划"为核心政策,相关配套管理办法、标准和技术规范等为基础的土壤环境质量管理体系。本文简要梳理了我国农田土壤环境质量状况与污染成因,回顾了我国农田土壤环境保护及环境管理的发展历程,总结了我国农田土壤环境质量管理与标准体系建设的最新进展,对比分析了农田土壤环境管理的国际经验,针对性地提出了我国农田土壤环境管理的对策与展望,以期为我国农田土壤环境质量管理及污染防控提供参考和借鉴。 胡文友 陶婷婷 田康 赵永存 黄标 骆永明关键词:农田 环境管理 土壤污染防治 基于文献计量分析的长江经济带农田土壤重金属污染特征 被引量:22 2022年 长江经济带是我国重大战略发展区域之一,理清长江经济带农田土壤重金属污染特征与来源对区域土壤重金属污染防控和农业安全生产具有重要意义.在检索文献数据的基础上,结合空间分析和地累积指数法分析了长江经济带农田土壤重金属(Cd、Cr、Hg、As、Pb、Cu、Zn和Ni)的污染特征、环境风险和主要来源.结果表明:(1)农田土壤Cd、Cu、Pb、Hg、Zn和As超过农用地土壤污染风险筛选值的比例分别为39.8%、18.5%、8.3%、6.9%、6.9%和6.4%,其中土壤Cd的超标比例最高;(2)不同区域农田土壤重金属空间分异明显,上游土壤Cr、Cu、Zn和Ni含量高于中游和下游`地区,中游土壤Cd、As和Pb含量高于上游和下游地区;(3)研究区8种重金属的地累积指数分别为:Cd(0.42)>Hg(-0.28)>Pb(-0.32)>Zn(-0.39)>Cu(-0.42)>Cr(-0.7)>As(-0.81)>Ni(-0.73),其中土壤Cd和Hg地累积风险最高;(4)长江经济带中上游地区农田土壤重金属累积主要受地质高背景和矿山开采等因素影响,中下游地区主要受到快速城镇化、工业生产和高强度农业利用等因素的影响.针对长江经济带农田土壤重金属污染现状及管控需求,建议加强农田土壤重金属的源头防控,根据重金属污染程度、地质背景和农产品质量等进行农田土壤重金属污染的分区分级管控和分类管理,以期实现长江经济带农田土壤环境质量安全和农业绿色可持续生产. 刘孝严 樊亚男 刘鹏 吴秋梅 胡文友 田康 田康关键词:长江经济带 农田土壤 重金属污染 影响因素 江苏省沭阳县农田土壤有机质和全氮的时空变异及其影响因素 被引量:12 2013年 在2011年土壤采样的基础上,参照1981年沭阳县二次土壤普查资料,对该县土壤有机质和全氮30年来的时空演变进行了分析,并进一步讨论了时空演变的自然和人为因素。结果表明:30年来,沭阳县农田耕层(0~20cm)土壤有机质和全氮均明显增加,2011年土壤有机质和全氮的平均含量分别为23.12 g/kg和1.36 g/kg,分别比1981年增加了12.15 g/kg和0.61 g/kg,平均增加速率达0.41 g/(kg.a)和0.02 g/(kg.a)。2011年土壤有机质和全氮的整体空间分布格局与1981年相似,均呈现北部黏性土壤高而南部砂性土壤低、东部水田高西部旱地低的空间分布格局。土壤质地是造成这种时空变异最主要的结构性因素,而秸秆还田量的增加、土地利用方式的转化是30年来影响土壤有机质和全氮时空演变的主要人为随机性因素。 邢喆 黄标 董成森 孙维侠 胡文友 田康关键词:土壤有机质 全氮 土壤质地 秸秆还田