水耕人为土时间序列铁氧化物与磁化率演变特征

来源：土壤学报杂志2017年第1期北京时间：

作者：黄来明,邵明安,陈留美,韩光中,张甘霖

单位：黄来明，生态系统网络观测与模拟院重点实验室，中国科学院地理科学与资源研究所；huanglm@igsnrr.ac.cn,邵明安，生态系统网络观测与模拟院重点实验室，中国科学院地理科学与资源研究所；,陈留美，遵义师范学院资源与环境学院；,韩光中，内江师范学院地理与资源科学学院；,张甘霖，土壤与农业可持续发展国家重点实验室（中国科学院南京土壤研究所）；,

摘要：以我国亚热带地区不同母质起源的水耕人为土时间序列为研究对象，分析不同形态铁氧化物和磁化率随成土时间的动态演变特征及其影响因素。结果表明，石灰性母质起源的水耕人为土0~120 cm 土体中全铁 (Fet) 、游离铁 (Fed) 和游离度 (Fe Fed/Fet)随时间序列演变均逐渐增加，0~50 a内Fet、Fed和Fed/Fet增加速率分别为3.2 t hm-2a-1、1.2 t hm-2a-1和0.04%a-1，50~1000 a内Fet、Fed和Fed/Fet增加速率分别为0.1 t hm-2a-1、0.15 t hm-2a-1和0.01%a-1；而酸性母质起源的水耕人为土0~120 cm 土体中Fet、Fed和Fed/Fet随时间序列演变均逐渐下降，0~60 a内Fet、Fed和Fed/Fet下降速率分别为0.2 t hm-2a-1、0.5 t hm-2a-1和0.03%a-1，60~300 a内Fet、Fed和Fed/Fet下降速率分别为0.9 t hm-2a-1、1.2 t hm-2a-1和0.06%a-1。土壤pH、Eh、以及外源铁输入与土体内铁淋失的相对强度是控制不同母质水耕人为土中铁氧化物转化速率与途径的主要因素。石灰性母质起源的水耕人为土中不同磁学指标随时间演变分为三个阶段：0~50 a内表现为质量磁化率 (MS)，饱和等温剩磁 (SIRM) 和软剩磁 (IRMs) 的急剧降低；50~300 a内表现为MS，SIRM和IRMs的持续、缓慢降低以及硬剩磁（IRMh）的相对稳定发展；300~1000 a内表现为MS，SIRM和IRMs的持续、缓慢降低以及IRMh的快速下降。酸性母质起源的水耕人为土0~20 cm 和20~120 cm土壤中磁学指标演变呈现截然不同的两个阶段：0~60 a0~20 cm 内MS，SIRM和IRMs的急剧降低，IRMh具有明显增加；而20~120 cm内MS，SIRM和IRMs缓慢下降，IRMh明显降低。60~300 a0~20 cm内不同磁学指标变化幅度均很小，而20~120 cm内IRMh相对比较稳定，MS，SIRM和IRMs在种稻150 a后快速下降。淹水还原条件下亚铁磁性矿物的破坏是不同母质水耕人为土演变过程中磁性衰减的主要机制。

关键词：水耕人为土;时间序列;铁氧化物;磁化率;成土母质

基金资助：国家自然科学基金国际合作与交流项目(41571130051)和土壤与农业可持续发展国家重点实验室开放基金项目 (No. Y20160003)