鄱陽(yáng)湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)地球化學(xué)環(huán)境評(píng)價(jià)*

余忠珍,馬逸麟,衷存堤,馮昌和,梅麗輝,江俊杰

(1中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢),湖北武漢430074)

(2江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,江西南昌330030)

(3江西省贛西地質(zhì)大隊(duì),江西南昌330201)

鄱陽(yáng)湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)地球化學(xué)環(huán)境評(píng)價(jià)*

余忠珍1,2,馬逸麟2,衷存堤2,馮昌和2,梅麗輝3,江俊杰2

(1中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢),湖北武漢430074)

(2江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,江西南昌330030)

(3江西省贛西地質(zhì)大隊(duì),江西南昌330201)

文章以《江西省鄱陽(yáng)湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)1∶25萬(wàn)多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查》資料為基礎(chǔ),詳細(xì)論述了植物所需的C、H、O、N、P、K、Ca、M g、S、Cu、Zn、Fe、M n、B、M o、Cl共16種營(yíng)養(yǎng)元素的分布特征。利用8843件表層土壤樣品中Cd、Hg、A s、Pb、Cr等重金屬元素含量及其土壤pH值,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)區(qū)內(nèi)無(wú)公害水稻產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量、無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量以及綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)鄱陽(yáng)湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)表層土壤生態(tài)地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。

環(huán)境評(píng)價(jià);地球化學(xué);鄱陽(yáng)湖

1 引言

多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查是一項(xiàng)融第四紀(jì)地質(zhì)研究、礦產(chǎn)資源勘查、環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、土地合理使用和為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)為一體的綜合性基礎(chǔ)調(diào)查工作[1-3]。以《江西省鄱陽(yáng)湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)1∶25萬(wàn)多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查》資料為基礎(chǔ),開展農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)地質(zhì)環(huán)境調(diào)查為農(nóng)業(yè)、環(huán)境、生態(tài)、資源、人體健康等多學(xué)科研究、多領(lǐng)域服務(wù),促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的重要途徑。

鄱陽(yáng)湖區(qū)位于長(zhǎng)江南岸,江西省的北部,地理座標(biāo):東經(jīng)114°44′～117°33′,北緯27°25′～30°05′,范圍涵蓋了廬山區(qū)、潯陽(yáng)區(qū)、九江縣、湖口縣、彭澤縣、德安縣、星子縣、永修縣、都昌縣、東湖區(qū)、西湖區(qū)、青云譜區(qū)、灣里區(qū)、青山湖區(qū)、南昌縣、新建縣、進(jìn)賢縣、安義縣、東鄉(xiāng)縣、臨川區(qū)、鄱陽(yáng)縣、余干縣、萬(wàn)年縣、樂平市、余江縣、豐城市、高安市、樟樹市和奉新縣等29個(gè)市、縣(市)、區(qū),國(guó)土面積為38 979 km2,耕地面積為761 128 ha。

2 土壤營(yíng)養(yǎng)和有益元素豐缺分布特征

土壤是重要的農(nóng)業(yè)資源和自然環(huán)境要素之一,植物所需的營(yíng)養(yǎng)元素主要有碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、銅、鋅、鐵、錳、硼、鉬、氯16種,除了碳、氫、氧可以從空氣和水中獲得外,其他13種元素主要從土壤中獲取[4-5]。因此,土壤(耕作層)營(yíng)養(yǎng)元素的豐缺狀況直接影響著農(nóng)作物的生長(zhǎng)發(fā)育和農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)與產(chǎn)量。

氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)等是評(píng)價(jià)土壤肥力的四大要素,其含量的高低直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平。由于本次調(diào)查未對(duì)區(qū)域土壤中氮、磷、鉀的速效量進(jìn)行分析,因此,僅對(duì)土壤中氮、磷、鉀的全量和有機(jī)質(zhì)的豐缺狀況進(jìn)行區(qū)域性評(píng)價(jià)。速效鉀采用實(shí)測(cè)三條區(qū)域性土壤大剖面上的樣品分析數(shù)據(jù)進(jìn)行初步評(píng)價(jià)。

有益微量元素有效態(tài)豐缺評(píng)價(jià),涉及元素主要為鋅、銅、鐵、鉬、硼等。

樣品分析測(cè)試工作由國(guó)土資源部南昌礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心(江西省地礦局實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心)以及國(guó)土資源部合肥礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測(cè)中心(安徽省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究所)承擔(dān),樣品分析測(cè)試質(zhì)量監(jiān)控與考核由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局區(qū)化樣品分析質(zhì)量監(jiān)控專家組負(fù)責(zé)。承擔(dān)樣品分析的實(shí)驗(yàn)室及樣品分析質(zhì)量監(jiān)控組嚴(yán)格按照中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局有關(guān)規(guī)范、規(guī)定要求完成了各類樣品測(cè)試與分析質(zhì)量考核和評(píng)定。

土壤地球化學(xué)調(diào)查樣品選擇以X熒光光譜儀和ICP-A ES為主體的分析方法配套方案,方法主要有:X熒光光譜法、ICP/A ES法、原子發(fā)射光譜法、無(wú)火焰原子吸收法、激光熒光法、催化極譜法、原子熒光法及玻璃電極法等;土壤形態(tài)采用等離子體發(fā)射光譜法、石墨爐原子吸收法和等離子熒光分析法。土壤有效態(tài)采用等離子體光譜法,原子熒光法、極譜法。

2.1 土壤養(yǎng)分、有益微量元素有效態(tài)分級(jí)

參照《中國(guó)土壤普查技術(shù)》(1992)中土壤養(yǎng)分、有益微量元素有效態(tài)豐缺分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)表層土壤有機(jī)碳、氮、磷、鉀分析數(shù)據(jù),對(duì)調(diào)查區(qū)陸地表層土壤養(yǎng)分、有益微量元素豐缺現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果見表1、表2,反映區(qū)內(nèi)陸地表層土壤養(yǎng)分豐缺程度存在較大差異,而陸地表層土壤有益微量元素有效態(tài)豐缺亦存在不同程度的差異。

表1 項(xiàng)目區(qū)陸地表層土壤養(yǎng)分豐缺狀況一覽表Table 1 Lack or abundance status of nutrient compositions in land surface soils in the studied area

表2 項(xiàng)目區(qū)陸地表層土壤有益微量元素有效態(tài)豐缺一覽表Table 2 Lack or abundance status of effective form of useful trace elements in land surface soils in the studied area

2.2 土壤(耕作層)養(yǎng)分和有益微量元素豐缺分布特征

由于受土壤類型、成土母質(zhì)、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的影響,區(qū)內(nèi)土壤養(yǎng)分豐缺分布特征各不相同。

土壤有機(jī)質(zhì) 區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)含量總體適中,適度—很富足有機(jī)質(zhì)土壤分布面積達(dá)25 166.96 km2,占調(diào)查區(qū)陸地土壤總面積的71.76%,有機(jī)質(zhì)缺乏及嚴(yán)重缺乏的土壤分布面積為676.86 km2,僅占陸地土壤總面積的1.93%。土壤有機(jī)質(zhì)區(qū)域分布特征主要為廬山、玉華山、九嶺山、歷山等中低山區(qū)及部分丘陵地區(qū),南昌市周圍地區(qū)含量相對(duì)富足,鄱陽(yáng)湖沖積平原、五大河沿岸、長(zhǎng)江南岸等低丘盆地及平原區(qū)則相對(duì)缺乏。即區(qū)內(nèi)現(xiàn)有農(nóng)業(yè)種植區(qū)土壤(耕作層)有機(jī)質(zhì)含量普遍缺乏。

全氮 區(qū)內(nèi)土壤全氮含量總體較高,適度-很富足全氮土壤分布面積達(dá)30 227.7 km2,占調(diào)查區(qū)陸地土壤總面積的86.19%,全氮缺乏及嚴(yán)重缺乏的土壤分布面積為1 108.24 km2,僅占陸地土壤總面積的3.16%。土壤全氮區(qū)域分布特征與有機(jī)質(zhì)類似,主要在廬山、九嶺山、南昌市、余干-樂平、歷山、玉華山一帶含量相對(duì)富足,沿贛、撫、信、饒、修河等五大河兩岸及長(zhǎng)江沿岸相對(duì)缺乏,但分布面積明顯較少。區(qū)內(nèi)土壤(耕作層)全氮含量總體富足。

全磷 區(qū)內(nèi)土壤全磷含量總體較低,多數(shù)土壤缺磷,適度-很富足全磷土壤分布面積只有697.92 km2,僅占調(diào)查區(qū)陸地土壤總面積的1.99%,全磷缺乏及嚴(yán)重缺乏的土壤分布面積則高達(dá)30 108.45 km2,占陸地土壤總面積的85.85%。土壤(耕作層)全磷區(qū)域分布特征總體表現(xiàn)為缺磷,僅在南昌市、樂平市、余干縣、萬(wàn)年縣、高安市、撫州市、九江市、樟樹市南部等城市周邊地區(qū)局部土壤中的全磷含量適度。

全鉀 區(qū)內(nèi)土壤全鉀含量總體適中,適中-很富足全鉀土壤分布面積達(dá)21 551.12 km2,占調(diào)查區(qū)陸地土壤總面積的61.45%,全鉀缺乏及嚴(yán)重缺乏的土壤分布面積只有2426.92 km2,僅占陸地土壤總面積的6.92%。土壤全鉀區(qū)域分布特征主要為沿九嶺山、玉華山、贛江、撫河、信江兩岸、新建北部、東鄉(xiāng)南部、余干-萬(wàn)年一帶土壤中全鉀含量很富足,高安-樟樹、撫州以南、安義-德安、進(jìn)賢-余江、樂平-都昌一帶土壤中全鉀含量缺乏。以永修-樂平一線為界,調(diào)查區(qū)南部土壤中全鉀含量相對(duì)富足,北部土壤(耕作層)中全鉀含量相對(duì)缺乏。

速效鉀 區(qū)內(nèi)土壤中速效鉀含量總體缺乏,適度-很富足速效鉀樣本所占比例為24.14%,缺乏速效鉀樣本所占比例為10.34%,而相對(duì)缺乏速效鉀樣本所占比例則高達(dá)65.52%。土壤速效鉀在三條剖面上的分布特征表現(xiàn)為,樟樹-奉新剖面上在樟樹以南土壤中速效鉀含量相對(duì)富足,樟樹以北土壤中速效鉀含量大部分缺乏;撫州-九江剖面上大部分土壤中速效鉀含量相對(duì)缺乏,僅少量樣點(diǎn)土壤中速效鉀含量適度;東鄉(xiāng)-彭澤剖面上也是大部分樣點(diǎn)土壤速效鉀含量相對(duì)缺乏,少量樣點(diǎn)土壤中速效鉀含量適度。

有效態(tài)鋅 區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)鋅含量總體很高,富足-很富足有效態(tài)鋅樣本所占比例高達(dá)98.28%,適度有效態(tài)鋅樣本所占比例僅占1.72%,無(wú)缺乏及很缺有效態(tài)鋅樣本。土壤有效態(tài)鋅在三條剖面上的分布特征均表現(xiàn)為富足-很富足,僅在長(zhǎng)江南岸出現(xiàn)適度樣點(diǎn)。

有效態(tài)銅 區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)銅含量總體很高,很富足有效態(tài)銅樣本所占比例高達(dá)99.14%,適度有效態(tài)銅樣本所占比例僅占0.86%,區(qū)內(nèi)土壤中不缺乏有效態(tài)銅。土壤有效態(tài)銅在三條剖面上的分布特征表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)銅含量均很富足。

有效態(tài)鐵 區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)鐵含量總體很高,全部為很富足有效態(tài)鐵樣本,即區(qū)內(nèi)土壤中不缺有效態(tài)鐵。土壤有效態(tài)鐵在三條剖面上的分布特征表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)鐵含量均很富足。

有效態(tài)鉬 區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)鉬含量總體較低,適度-富足有效態(tài)鉬樣本所占比例只有26.73%,而有效態(tài)鉬缺乏-很缺的樣本所占比例高達(dá)73.27%,說(shuō)明區(qū)內(nèi)土壤總體缺有效態(tài)鉬。土壤有效態(tài)鉬在三條剖面上的分布特征表現(xiàn)為僅在樟樹、撫州南部、進(jìn)賢-南昌、安義-永修、星子、彭澤一帶分布少量有效態(tài)鉬適度-富足的土壤,其它地區(qū)土壤中普遍缺乏有效態(tài)鉬,雖然調(diào)查區(qū)中南部土壤中全鉬含量較高,但有效態(tài)鉬仍然缺乏,因此,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)增施鉬肥。

有效態(tài)硼 區(qū)內(nèi)土壤中有效態(tài)硼含量總體很低,適度有效態(tài)硼樣本所占比例僅為0.86%,缺乏有效態(tài)硼樣本所占比例為8.62%,而很缺有效態(tài)硼樣本所占比例高達(dá)90.52%,說(shuō)明區(qū)內(nèi)土壤總體很缺乏有效態(tài)硼。土壤有效態(tài)硼在三條剖面上的分布特征表現(xiàn)為區(qū)內(nèi)土壤中普遍缺乏有效態(tài)硼,雖然區(qū)內(nèi)除鄱陽(yáng)湖區(qū)及五大河流兩岸外,其它地區(qū)土壤中全量硼含量相對(duì)較高,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還是應(yīng)廣泛增施硼肥。

3 無(wú)公害食品產(chǎn)地環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1 采用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)農(nóng)業(yè)部頒布的《無(wú)公害水稻產(chǎn)地環(huán)境條件N Y5116-2002》和國(guó)家頒布的《無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求GB/T18407.1-2001》,利用陸地8843件表層土壤樣品中Cd、Hg、A s、Pb、Cr等重金屬元素含量及其土壤pH值,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)區(qū)內(nèi)無(wú)公害水稻產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量和無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

3.2 評(píng)價(jià)方法

按照上述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),先對(duì)區(qū)內(nèi)土壤進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià),單指標(biāo)評(píng)價(jià)法主要采用下式計(jì)算各指標(biāo)的土壤環(huán)境質(zhì)量指數(shù),再采用內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行5項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)。

Pi=Xi/C

上述式子中,Pi為土壤環(huán)境質(zhì)量指數(shù);Xi為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);C為土壤含量限值。

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法,是通過(guò)計(jì)算土壤中重金屬指標(biāo)的綜合指數(shù),來(lái)確定土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算式為:

式中:P為土壤綜合評(píng)價(jià)指數(shù);Pi為土壤中重金屬的環(huán)境質(zhì)量指數(shù);

n為土壤中參與評(píng)價(jià)的重金屬數(shù)量;

(Pi,max)2為土壤中各污染物污染指數(shù)最大值的平方。

當(dāng)P<1為適宜區(qū);P>1為不適宜區(qū)?？筛鶕?jù)P值變化幅度,進(jìn)一步劃分為輕度不適宜區(qū)(13)等級(jí)。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

參照無(wú)公害食品水稻產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量要求,單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示(表3),區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合無(wú)公害水稻生產(chǎn)要求的各評(píng)價(jià)指標(biāo)所占比例分別為Cd94.28%、Hg98.42%、A s98.81%、Pb99.97%、Cr99.98%,適宜的耕地(總耕地面積76.4057萬(wàn)hm2)分布面積分別為Cd72.04萬(wàn)hm2、Hg75.20萬(wàn)hm2、A s75.50萬(wàn)hm2、Pb76.38萬(wàn)hm2、Cr76.39萬(wàn)hm2。

表3 表層土壤適宜無(wú)公害水稻生產(chǎn)的分布面積統(tǒng)計(jì)表Table 3 Statistics of distribution areas of surface soils suitable for innoxious rice production

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合無(wú)公害水稻生產(chǎn)要求的比例為95.93%,不適宜發(fā)展無(wú)公害水稻的土壤面積所占比例為4.07%,適宜發(fā)展無(wú)公害水稻的耕地面積為73.30萬(wàn)hm2。其中土壤中Cd、Hg、A s等含量超標(biāo)是主要影響因素。不適宜發(fā)展無(wú)公害水稻的主要分布區(qū)是南昌市郊、贛江中支入湖三角洲、鄱陽(yáng)-余干之間的沖積平原、彭澤-湖口南東部、德安吳山、高安雞公嶺、樟樹南部一帶,絕大多數(shù)分布面積很小,部分是山地或丘陵地區(qū)。

參照無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量要求,單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示(表4),區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)要求的各評(píng)價(jià)指標(biāo)所占比例分別為Hg 98.43%、A s 99.45%、Pb 99.84%、Cd 94.28%、Cr 99.82%,適宜的耕地(總耕地面積76.4057萬(wàn)hm2)分布面積分別為Hg 75.21萬(wàn)hm2、A s 75.99萬(wàn)hm2、Pb 76.28萬(wàn)hm2、Cd 72.04萬(wàn)hm2、Cr 76.27萬(wàn)hm2。

表4 表層土壤適宜無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)的分布面積統(tǒng)計(jì)表Table 4 Statistics of distribution areas of surface soils suitable for innoxious vegetable production

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)要求的比例為95.92%,不適宜發(fā)展無(wú)公害蔬菜的土壤面積所占比例為4.08%,適宜發(fā)展無(wú)公害蔬菜的耕地面積為73.29萬(wàn)hm2。其中表層土壤中Cd、Hg、A s等含量超標(biāo)是主要影響因素。不適宜發(fā)展無(wú)公害蔬菜的主要分布區(qū)是彭澤東升-天紅鎮(zhèn)、高安市雞公嶺、南昌市郊、鄱陽(yáng)-余干之間的沖積平原、樟樹市南部一帶。主要在南昌市-南昌縣的東部、鄱陽(yáng)-余干之間的沖積平原、樟樹市南部等地目前不宜發(fā)展無(wú)公害蔬菜基地。

4 綠色食品產(chǎn)地土壤地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

4.1 采用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)農(nóng)業(yè)部頒布的《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境技術(shù)條件N Y/T391-2000》,利用陸地8843件表層土壤樣品中Cd、Hg、A s、Pb、Cr、Cu等重金屬元素含量及其土壤pH值,采用內(nèi)梅羅指數(shù)法對(duì)區(qū)內(nèi)土壤進(jìn)行綠色食品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量初步綜合評(píng)價(jià)。

4.2 評(píng)價(jià)方法

按照上述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),先對(duì)區(qū)內(nèi)土壤進(jìn)行單指標(biāo)評(píng)價(jià),單指標(biāo)評(píng)價(jià)法主要采用下式計(jì)算各指標(biāo)的土壤環(huán)境質(zhì)量指數(shù),再采用內(nèi)梅羅指數(shù)法進(jìn)行6項(xiàng)指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)。

上述式子中,Pi為土壤環(huán)境質(zhì)量指數(shù);Xi為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù);C為土壤含量限值。

內(nèi)梅羅綜合指數(shù)評(píng)價(jià)法,是通過(guò)計(jì)算土壤中重金屬指標(biāo)的綜合指數(shù),來(lái)確定土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)計(jì)算式為:

式中:P為土壤綜合評(píng)價(jià)指數(shù);P i為土壤中重金屬的環(huán)境質(zhì)量指數(shù);

n為土壤中參與評(píng)價(jià)的重金屬數(shù)量;

(Pi,max)2為土壤中各污染物污染指數(shù)最大值的平方。

當(dāng)P<1為適宜區(qū);P>1為不適宜區(qū)。可根據(jù)P值變化幅度,進(jìn)一步劃分為輕度不適宜區(qū)(13)等級(jí)。

4.3 評(píng)價(jià)結(jié)果

參照綠色食品產(chǎn)地旱地土壤中各項(xiàng)污染物的含量限值要求,單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示(表5)區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合綠色食品產(chǎn)地旱地土壤生產(chǎn)要求的各評(píng)價(jià)指標(biāo)所占比例分別為Cd 93.97%、Hg 97.24%、A s 98.11%、Pb 97.25%、Cr 99.46%、Cu 98.85%,適宜的耕地(總耕地面積76.4057萬(wàn)hm2)分布面積分別為Cd 71.80萬(wàn)hm2、Hg 74.30萬(wàn)hm2、A s 74.96萬(wàn)hm2、Pb 74.30萬(wàn)hm2、Cr 75.99萬(wàn)hm2、Cu 75.53萬(wàn)hm2。

表5 表層土壤適宜綠色食品產(chǎn)地旱地生產(chǎn)的分布面積統(tǒng)計(jì)表Table 5 Statistics of distribution areas of surface soils suitable for green food dry-land production

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合綠色食品產(chǎn)地旱地生產(chǎn)要求的比例為93.08%,不適宜發(fā)展綠色食品產(chǎn)地旱地的土壤面積所占比例為6.92%,適宜發(fā)展綠色食品旱地的耕地面積為71.12萬(wàn)hm2。其中表層土壤中Cd、Hg、Pb、A s、Cu等含量超標(biāo)是主要影響因素。不適宜發(fā)展綠色食品旱地產(chǎn)地的主要分布區(qū)是彭澤縣東升-天紅鎮(zhèn)、德安縣吳山鄉(xiāng)、高安市雞公嶺、南昌市郊、鄱陽(yáng)-余干之間的沖積平原、樂平市歷山及樂平-萬(wàn)年之間、樟樹市南部、豐城市鐵路鎮(zhèn)以東、東鄉(xiāng)縣南部一帶。其中除南昌市郊、樟樹市南部、鄱陽(yáng)-余干之間沖積平原外,其它地區(qū)主要為低山丘陵區(qū),前三個(gè)區(qū)域目前不宜發(fā)展綠色食品(旱地)產(chǎn)地。

參照綠色食品產(chǎn)地水田中各項(xiàng)污染物的含量限值要求,單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示(表6),區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合綠色食品產(chǎn)地水田生產(chǎn)要求的各評(píng)價(jià)指標(biāo)所占比例分別為Cd 93.96%、Hg 98.34%、A s 96.68%、Pb 97.25%、Cr 99.46%、Cu 98.85%,適宜綠色食品產(chǎn)地水田的耕地(總耕地面積76.4057萬(wàn)hm2)分布面積分別為Cd 71.79萬(wàn)hm2、Hg 75.14萬(wàn)hm2、A s 73.87萬(wàn)hm2、Pb 74.30萬(wàn)hm2、Cr 75.99萬(wàn)hm2、Cu 75.53萬(wàn)hm2。

表6 表層土壤適宜綠色食品產(chǎn)地水田生產(chǎn)的分布面積統(tǒng)計(jì)表Table 6 Statistics of distribution areas of surface soils suitable for green food water-land production

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,區(qū)內(nèi)表層土壤環(huán)境符合綠色食品產(chǎn)地水田生產(chǎn)要求的比例為92.95%,不適宜發(fā)展綠色食品產(chǎn)地水田的陸地土壤面積所占比例為7.05%,適宜發(fā)展綠色食品水田的耕地面積為71.02萬(wàn)hm2。其中表層土壤中Cd、A s、Pb、Hg、Cu等含量超標(biāo)是主要影響因素。不適宜發(fā)展綠色食品水田的主要分布區(qū)是彭澤縣東升-天紅鎮(zhèn)、德安縣吳山鄉(xiāng)、高安市雞公嶺、南昌市郊、鄱陽(yáng)-余干之間的沖積平原、樂平市歷山及樂平-萬(wàn)年之間、樟樹市南部、豐城市鐵路鎮(zhèn)以東、東鄉(xiāng)縣南部一帶。其中除南昌市郊、樟樹市南部、鄱陽(yáng)-余干之間沖積平原外,其它地區(qū)主要為低山丘陵區(qū),前三個(gè)區(qū)域目前不宜發(fā)展綠色食品(水田)產(chǎn)地。

5 表層土壤生態(tài)地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)

土壤生態(tài)地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià),應(yīng)從土壤的應(yīng)用功能為出發(fā)點(diǎn),既要考慮土壤的酸堿度(pH)、重金屬元素(Cd、Hg、Cu、A s、Pb、Cr、Zn、N i)的含量,又要考慮土壤的基本養(yǎng)分(N、P、K、TOC)和有益元素(Fe、M n、B、S、M o等)的含量,同時(shí)還要考慮土壤中的微量元素Se、鹵素元素(F、I等)及常量元素(A l、Ca等)的影響。主要對(duì)前兩類指標(biāo)進(jìn)行等級(jí)打分,對(duì)區(qū)內(nèi)表層土壤的生態(tài)地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量作綜合評(píng)價(jià)[6～8]。綜合評(píng)價(jià)采用分項(xiàng)打分的辦法,具體打分的原則如下:

(1)土壤酸堿度(pH值):總分15分,共分4級(jí),以中性(pH 6.5～7.5)得分最高,占15分(一級(jí)),微酸性(pH 5.5～6.5)或微堿性(pH 7.5～8.0)占12分(二級(jí)),酸性(pH 5.5～4.5)或堿性(pH 8.0～9.0)占6分(三級(jí)),強(qiáng)酸性(pH<4.5)或強(qiáng)堿性(pH>9.0)占6分(四級(jí)) (表7);

表7 項(xiàng)目區(qū)表層土壤酸堿度評(píng)價(jià)定級(jí)評(píng)分表Table 7 pH evaluation grading scoring of surface soils in the studied area

(2)八個(gè)重金屬元素:總分30分,按內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)劃分為4級(jí),一級(jí)占30分,二級(jí)占22分,三級(jí)占14分,四級(jí)占6分;

(3)有機(jī)碳含量:總分15分,共分6級(jí),含量越高得分越高,六級(jí)占15分,五級(jí)占12分,四級(jí)占9分,三級(jí)占6分,二級(jí)及一級(jí)占3分。

(4)N、P、K等養(yǎng)分含量:總分15分,每個(gè)指標(biāo)占5分,共分6級(jí),以含量適中得分最高,四級(jí)占5分,三級(jí)及五級(jí)占3分,一、二、六級(jí)占1分;

(5)有益元素(Fe、M n、B、S、M o等)含量:總分25分,每個(gè)指標(biāo)占5分,共分5級(jí),以含量適中得分最高,適量得5分,缺乏或富足得3分,很缺或很富足得1分;

(6)以上各項(xiàng)指標(biāo)總分100分,得分越高說(shuō)明其土壤環(huán)境質(zhì)量相對(duì)越好。按照上述綜合得分高低將區(qū)內(nèi)土壤(8843件樣品)環(huán)境質(zhì)量劃分為4個(gè)等級(jí),各等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)為:

Ⅰ類土壤:綜合評(píng)價(jià)得分75分以上(含75分);

Ⅱ類土壤:綜合評(píng)價(jià)得分60分以上(含60分);

Ⅲ類土壤:綜合評(píng)價(jià)得分50分以上(含50分);

劣Ⅲ類土壤:綜合評(píng)價(jià)得分低于50分。

(7)在上述評(píng)分確定的土壤環(huán)境質(zhì)量級(jí)別的基礎(chǔ)上,根據(jù)土壤中其它一些對(duì)土壤生態(tài)環(huán)境質(zhì)量有影響的指標(biāo)含量及分布情況,對(duì)土壤環(huán)境質(zhì)量級(jí)別進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。對(duì)達(dá)到富硒土壤要求的地區(qū)可提高一級(jí)其綜合定級(jí),對(duì)土壤中存在氟中毒或碘缺乏隱患的地區(qū)可降低一級(jí)其綜合定級(jí),對(duì)土壤中A l、Ca含量適中的地區(qū)可提高一級(jí)其綜合定級(jí)等。

圖1 調(diào)查區(qū)表層土壤生態(tài)地球化學(xué)質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)圖Fig.1 Comprehensive evaluation map of surface soil eco-geochem ical quality in the studied area

綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明,區(qū)內(nèi)表層土壤地球化學(xué)環(huán)境綜合質(zhì)量?jī)?yōu)良(圖1),Ⅰ類土壤(4822件)占總樣本數(shù)(8843件)的54.53%,Ⅱ類土壤(2415件)占總樣本數(shù)的27.31%,Ⅲ類土壤(1451件)占總樣本數(shù)的16.41%,劣Ⅲ類土壤(155件)僅占總樣本數(shù)的1.75%。不同等級(jí)質(zhì)量土壤的區(qū)域分布特征表現(xiàn)為,表層土壤地球化學(xué)環(huán)境綜合質(zhì)量相對(duì)最好(Ⅰ類)的地區(qū)主要分布在都昌-鄱陽(yáng)東北部、南昌-進(jìn)賢撫河下游一帶、樂平-萬(wàn)年一帶、永修-德安一帶及高安-樟樹一帶,表層土壤地球化學(xué)環(huán)境綜合質(zhì)量相對(duì)較差(Ⅲ類及劣Ⅲ類)的地區(qū)主要分布在贛江三角洲瑞洪-吳城一帶、永修羅殿西北部、奉新上富鎮(zhèn)以西、鄱陽(yáng)縣南部、萬(wàn)年-進(jìn)賢一帶,其它則分布較零散。區(qū)內(nèi)表層土壤不同等級(jí)地球化學(xué)環(huán)境質(zhì)量分布區(qū)的總體分布規(guī)律性相對(duì)較差。以上評(píng)價(jià)結(jié)果可為區(qū)內(nèi)土地資源的區(qū)域分等定級(jí)提供一定的參考作用。

[1] 楊忠芳,陳岳龍,汪明啟,等.地球化學(xué)填圖的國(guó)際研究現(xiàn)狀及建議[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2002,17(6): 826-832.

[2] 楊忠芳,成杭新,陳岳龍,等.進(jìn)入21世紀(jì)的勘查地球化學(xué):對(duì)生態(tài)地球化學(xué)的展望[J].地學(xué)前緣, 2004,2:600-605.

[3] 奚小環(huán).生態(tài)地球化學(xué)與生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)[J].物探與化探,2004,24(1):7-15.

[4] 楊忠芳,等.現(xiàn)代環(huán)境地球化學(xué)[M].北京:地質(zhì)出版社,1999.

[5] 商翎,等.元素生態(tài)地球化學(xué)及其應(yīng)用[M].遼寧大學(xué)出版社,1997.

[6] 奚小環(huán).土壤污染地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)及等級(jí)劃分問(wèn)題討論[J].物探與化探,2006,30(6):471-474.

[7] 周國(guó)華,秦緒文,董巖翔.土壤環(huán)境質(zhì)量制定的原則與方法[J].地質(zhì)通報(bào),2005,24(8):721-727.

[8] 趙傳冬,成杭新,莊廣民,等.多目標(biāo)地球化學(xué)填圖中土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)方法探討[J].地質(zhì)與勘探, 2003(2):78-81.

Agricultural geochem ical environmental evaluation for Poyang Lake and its surrounding econom ic districts

YU Zhong-zhen1,2,MA Yi-lin2,ZHON G Cun-di2,FEN G Chang-he2, M EI li-hui3,J I AN G Jun-jie2
(1China U niversity of Geosciences(W uhan),W uhan,430074)
(2J iangx i P rovincial Institute of Geolog ical S urvey,N anchang,330030)
(3J iangx i P rovince,W estern J iangx i Geolog ical T eam,N anchang,330210)

Based on the information of 1:250,000 scale multi-purpose geochem ical survey of Poyang L akeanditssurroundingareas,this paperdiscussedindetailthedistribution characteristics of 16 nutrient elements including C,H,O,N,P,K,Ca,M g,S,Cu,Zn,Fe, M n,B,M o and Cl,which the plant requires.The comprehensive evaluation of soil environmental quality respectively for innoxious rice producing area,innoxious vegetable producing area and green food producing area wasmade by using of themethod ofN emero Index.On this basis,the comprehensive evaluation of eco-geochem ical environmental quality of surface soils in Poyang L ake and its surrounding econom ic districts was proposed.

environmental evaluation;geochem ical;Poyang L ake

book=127,ebook=22

S153

A

1671-4814(2010)02-127-09

2009-10-09

江西省鄱陽(yáng)湖及周邊經(jīng)濟(jì)區(qū)農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查(項(xiàng)目編號(hào):200414200008)

余忠珍(1965～),男,江西省都昌縣人,碩士,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要從事礦產(chǎn)與農(nóng)業(yè)地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)研究工作。

馬逸麟,江西省南昌市迎賓北大道938號(hào)江西省地質(zhì)調(diào)查研究院,郵編330030。