关键词：
耕地质量
耕地
微塑料
土壤团聚体
土壤理化性质
摘要：
耕地是人们赖以生存的农业生产的重要物质基础,它关系到粮食生产安全与农业的可持续发展,与人类的生产生活密切相关。然而随着社会经济的迅猛发展,塑料制品在人类生产生活中的应用越来越广泛和频繁,已有的研究表明:塑料制品的生产使用过程中产生了大量的微塑料,微塑料污染已经成为了一个全球性的环境问题。由于塑料制品高度稳定、不易分解,进入土壤中的颗粒和碎片会长期存在,从而对耕地质量造成了严重的威胁。微塑料作为一种新兴污染物,在全国大尺度范围内的调查还很少,特别是对耕地质量的影响研究,一定程度上限制了其在耕地质量评价中的应用,因此进一步研究微塑料污染与耕地质量之间的关系具有重要意义。探究耕地土壤中微塑料的累积和赋存特征以及微塑料与耕地质量间的相互影响,有利于保护我国的耕地质量安全,保障我国耕地资源的可持续利用,为我国耕地质量管理工作做出贡献。本研究基于文献分析和大尺度采样调查相互验证的研究思路,对大量已有文献进行总结分析的基础上,在全国范围内共选取了34个采样点进行配对采样,对土壤中存在的微塑料进行了定量分析,并且对土壤的理化性质进行了测定。本研究主要研究结果和结论如下:(1)已有的关于微塑料的研究表明,我国微塑料污染呈现空间上分布不均衡的现象,土壤中微塑料含量的高低与土地利用方式有关。土壤中微塑料的种类主要为PP、PE,主要粒径集中在0～500μm,主要颜色为白色和透明色,主要形状为纤维状、碎片状。(2)土壤微塑料污染受地膜覆盖等农业管理措施的影响,本研究调查发现有地膜覆盖的耕地微塑料的含量明显高于未覆膜的土壤,其平均值分别为26500N/kg和2300N/kg,且各个地区之间微塑料的丰度并不均衡。微塑料在土壤中主要以10～200μm小粒径的形式富集,最主要的颜色为白色、透明色、黄色,最主要的形态是纤维、碎片、薄膜。随机森林重要性排序结果表明,人类活动是影响微塑料丰度的主要因素。(3)塑料污染对土壤结构产生了明显的影响,耕地中的微塑料输入增加了>5mm机械稳定性大团聚体比例,显著增加了机械稳定性团聚体直径指数MWD和GMD,但对水稳定性团聚体直径无显著影响。微塑料含量高的耕地土壤的PAD结果显著高于微塑料含量低的耕地土壤,证明微塑料污染增加的土壤大团聚体仅具有机械稳定性而不具有水稳定性。(4)相关性分析结果表明,不同微塑料丰度的机械稳定性土壤团聚体和水稳性土壤团聚体的MWD和GMD值与各粒径团聚体含量都存在相关性。对于机械稳定性团聚体,微塑料含量低的土壤团聚体正负相关性以2mm为界,微塑料含量高的土壤团聚体正负相关性以5mm为界,证明了微塑料的输入增加了>5mm粒级对土壤团聚体直径的贡献。对于水稳定性团聚体,在不同微塑料丰度条件下0.25mm均是水稳定性团聚体的重要临界点。(5)当前土壤理化性质受微塑料丰度的影响较小,采样地微塑料的丰度可能尚未达到可以对耕地健康造成威胁的程度。耕地的土壤理化性质与微塑料的形状、颜色、粒径存在相关性。微塑料在一定程度上会对土壤的碳氮循环造成影响,导致耕地质量下降。微塑料对土壤理化性质的影响是一个复杂的过程,应将微塑料的丰度、粒径和形状作为指标纳入耕地质量的评价体系中。
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