城市交通绿地土壤磁性的空间变异特征及其环境意义

为揭示交通源等人类活动对土壤磁学性质和土壤环境质量的影响,选择城市交通绿地为研究区域,采集30个表土样品,采用地统计学和分形理论分析交通绿地城市土壤的磁性特征和磁性的空间变异特征,并探讨了其影响因素。结果表明,研究区内低频磁化率(χlf)、非磁滞剩磁磁化率(χARM)、饱和等温剩磁(SIRM)、硬剩磁(HIRM)的均值分别为62.75×10~(-8)m~3·kg~(-1)、191.91×10~(-8)m~3·kg~(-1)、9 249.86×10~(-6) Am~2·kg~(-1)、375.00×10~(-6) Am~2·kg~(-1),变异系数分别为0.44、0.32、0.49、0.53,均属于中等变异程度。半方差函数分析结果表明,土壤χlf、SIRM和χARM/SIRM的最优拟合模型是高斯模型,χARM、HIRM和S-300 mT是球状模型,6种磁学参数的块金系数大小依次为S-300 mTχlfSIRMχARMχARM/SIRMHIRM,均小于0.25,磁学参数具有强烈的空间自相关性。分形学分析结果表明,土壤S-300 mT、HIRM、χARM、χlf和SIRM的局部空间结构受到随机性因素影响。交通绿地土壤磁性矿物以亚铁磁性假单畴和多畴磁铁矿为主,同时含有少量的超顺磁性颗粒,且低矫顽力磁铁矿是土壤磁性增强的贡献者。交通绿地土壤χlf、χARM、SIRM和χARM/SIRM呈条带状与岛状分布,HIRM和S-300mT呈多岛状分布。条带状分布与汽车尾气中不同粒径磁性晶粒的结构型沉降有关,而岛状、多岛状则反映交通绿地土壤磁性参数空间变异影响因素的复杂性,交通源、工业源、道路基建等因素均影响土壤磁学参数的空间分布特征。