酸性硫酸盐土的形成、特性及其生态环境效应

• 作者: 卢瑛 唐拴虎 张发宝 杨少海 黄巧义
• 来源期刊: 植物营养与肥料学报
• 学科: 农学
• 关键词: 酸性硫酸盐土 成土过程 铁 硫 酸 生态效应
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 所属期刊栏目: 专题综述
• 页码范围: 1534-1544
• 页数: 11页
• 分类号: S151
• 字数: 8045字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11674/zwyf.2014.0624

摘要

酸性硫酸盐土（ ASS）是全球沿海周边广泛分布的土壤种类，其铁、硫元素的生物地球化学过程在全球物质循环过程中具有重要地位，但ASS也是最低质的土壤类型之一。ASS成土母质常形成于富含有机质、海水浸泡的江口、海湾等热带亚热带滨海环境，经异化细菌还原海水硫酸盐而形成四方硫铁矿（ FeS）、硫复铁矿（ Fe3 S4）、黄铁矿（ FeS2）等多种还原态Fe-S矿物沉淀物。ASS成土母质形成过程中的生物活动、化学反应相当活跃，还原态Fe-S矿物沉淀物将环境中游离的金属、稀土元素以及痕量元素固定下来，实现海水净化、金属富集作用。因自然条件变化或者人为干扰等影响，ASS成土母质中的还原态Fe-S矿物被氧化而形成ASS。富含还原性硫化铁矿物的成土母质经一系列复杂反应，被氧化形成氢氧化铁、酸、硫酸盐等最终产物，同时伴生多种铁、硫生物中间产物，以及强酸土壤环境。强酸环境下，铝、镉、锰、砷、铬等有毒金属的活性大幅提高，而磷、钾、锌、硼等必需营养元素含量显著降低，严重危害实地动植物生长。另一方面，ASS中的酸和活化的重金属随雨水、径流、毛细管等途径进入河流、地下水，威胁周边生态安全。目前，ASS的形成机理已基本被揭示，以及ASS发育过程中的生态环境效应已基本清晰。然而，我国早期学者主要关注ASS的铁、铝、硫含量水平，以及ASS发育农田的改良应用，对于ASS的发育过程、生态功能及风险等尚未形成系统的认识。近年来，随着耕地面积不断萎缩，开发改良ASS等低产田块是提高我国粮食产量水平的重要措施。因此，为了合理开发利用ASS，尽量降低ASS的生态风险，亟需对ASS的形成机理、发育过程、土壤特性、生态环境效应进行全面综述。本文首先对ASS的形成条件与过程进行综述，进一步梳理了ASS中硫的演变和铁的地球化学过程，并着重阐述了ASS的酸性特点，最后对ASS的生态环境效应进行了讨论。结合我国研究现状，展望了进一步研究ASS的主要问题，旨在为科学开发和利用酸性硫酸盐土提供参考。