禹門口續(xù)建灌區(qū)農(nóng)田土壤環(huán)境現(xiàn)狀及評價(jià)

王秋霞

(山西省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院)

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)安全問題已上升為21世紀(jì)我國農(nóng)業(yè)和資源環(huán)境發(fā)展面臨的主要問題之一。作為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)條件的土壤，其環(huán)境質(zhì)量優(yōu)劣直接影響著農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，進(jìn)而影響著人們的生活。綜合分析評價(jià)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀，對于高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)是至關(guān)重要的［1］，也可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的總體規(guī)劃、土壤潛在生產(chǎn)力的提高與發(fā)揮提供科學(xué)依據(jù)，并對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響［2］。

本項(xiàng)研究以禹門口續(xù)建灌區(qū)為研究區(qū)域，對土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行現(xiàn)場采樣監(jiān)測，調(diào)查灌區(qū)續(xù)建前的土壤肥力和鹽堿化現(xiàn)狀，按照國家有關(guān)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，采取單因子和內(nèi)梅羅綜合評價(jià)法方法進(jìn)行評價(jià)和分級，為該區(qū)農(nóng)業(yè)土地污染防治和可持續(xù)利用提供依據(jù)［3］。

1 研究區(qū)概況

禹門口引黃灌區(qū)是山西省的主要糧棉生產(chǎn)基地。灌區(qū)西起河津市黃河灘地，東至新絳縣南社鄉(xiāng)店頭莊，南界汾河以北三級臺地邊緣，北沿呂梁山坡腳，涉及河津、稷山、新絳三縣(市)汾河以北三級臺地，東西長約55 km，南北寬12-18 km。規(guī)劃總灌溉面積3.32×104hm2，屬于大(Ⅱ)型灌區(qū)。灌區(qū)涉及三縣(市)的13個鄉(xiāng)(鎮(zhèn))299個自然村。灌區(qū)工程1991年開工，截止2012年底，已建和在建的灌區(qū)工程可實(shí)現(xiàn)控制灌溉面積2.88×104hm2，而剩余的4 327 hm2灌區(qū)擬進(jìn)行續(xù)建及節(jié)水配套建設(shè)，我們稱之為禹門口續(xù)建灌區(qū)。

續(xù)建灌區(qū)分散于禹門口大灌區(qū)之內(nèi)，分河津、稷山和新絳三個分灌區(qū)，具體地理位置屬于河津的固鎮(zhèn)、稷山的化峪鎮(zhèn)及新絳的澤掌和北張鎮(zhèn)，對應(yīng)稱之為河津固鎮(zhèn)分灌區(qū)、稷山寧翟分灌區(qū)和新絳新北分灌區(qū)，面積分別為567 hm2、1 687 hm2和2 073 hm2。

2 土壤肥力現(xiàn)狀分析

河津固鎮(zhèn)分灌區(qū)地處清澗至張吳一線山前傾斜平原上，主要土壤類型為耕種灌淤褐土性土。據(jù)取樣分析，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量 1.38%，全氮0.072%，速效磷0.001 5%，速效鉀0.017%，陽離子交換量13.35-14.57 cmol/kg。對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，該灌區(qū)的土壤保肥、供肥性能為中等水平。

稷山寧翟分灌區(qū)和新絳新北分灌區(qū)，土壤類型為耕種洪積褐土性土，土體中含有礫石、料姜，耕性較好。據(jù)取樣分析資料，耕層土壤有機(jī)質(zhì)含量0.76%，全氮0.055%，全磷0.069%，速效磷0.000 5%，速效鉀0.013%。土壤容重1.32 g/cm3。由于受洪積影響，土壤構(gòu)型多為通體型，保水能力差。土壤現(xiàn)狀監(jiān)測陽離子交換量6.23-13.33 cmol/kg，對照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，土壤保肥、供肥性能絕大部分屬中等偏下水平。

3 土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測

3.1 監(jiān)測布點(diǎn)

3.1.1 布點(diǎn)及采樣原則

禹門口續(xù)建灌區(qū)農(nóng)田土壤監(jiān)測采集耕作層土樣，樣點(diǎn)的布設(shè)、樣品采集及分析參照《土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T 166-2004)進(jìn)行，一般農(nóng)作物地采樣深度0-20 cm，果林類地采樣深度0-60cm?？紤]到三個分灌區(qū)均地形平坦，土壤類型單一、土壤理化性質(zhì)基本一致等特點(diǎn)，在保證樣品具有代表性的前提下，采取混合樣方案。根據(jù)控制灌區(qū)面積大小，每個分灌區(qū)設(shè)2-3個采樣區(qū)，每個采樣區(qū)采用梅花點(diǎn)法采集3個樣品，混合為土壤監(jiān)測樣品。采樣時避開村鎮(zhèn)、住宅、道路、溝渠、糞坑、墳?zāi)沟葏^(qū)域，離鐵路、公路至少300 m以上。土壤樣品在農(nóng)作物收獲后采集。

3.1.2 采樣數(shù)量與監(jiān)測因子

在河津固鎮(zhèn)分灌區(qū)，設(shè)賀家巷村北和賀家巷村南兩處采樣區(qū);稷山寧翟分灌區(qū)設(shè)四合莊村西南、路村北和和路村東南等三處采樣區(qū)，新絳新北分灌區(qū)設(shè)新絳三級站東、南范莊村南和吳嶺莊東南等三處采樣區(qū)。每個采樣區(qū)取3個樣品，混合為測試樣品。測試項(xiàng)目包括pH、陽離子交換量、鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅、鎳、六六六、滴滴涕和電導(dǎo)率等。另外，考慮到灌溉可能導(dǎo)致土壤鹽堿化，故選測了全鹽量因子。

3.2 監(jiān)測結(jié)果

據(jù)對2012年7月14日所取土壤樣品分析，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 三個分灌區(qū)土壤監(jiān)測結(jié)果

3.3 現(xiàn)狀評價(jià)

3.3.1 依據(jù)、方法和標(biāo)準(zhǔn)

以《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-1995)為依據(jù)，對灌區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的土壤用途，執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)。二級標(biāo)準(zhǔn)要求在pH值大于7.5的情況下，相應(yīng)其他項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值分別為Zn 300 mg/kg、Cu 100 mg/kg、As25 mg/kg、Cd 1.0 mg/kg、 Pb 350 mg/kg、 Hg 10 mg/kg、Cr 250 mg/kg、Ni 60 mg/kg、六六六0.5 mg/kg、滴滴涕0.5 mg/kg。

采用多因子綜合評價(jià)法—內(nèi)梅羅指數(shù)對研究區(qū)的土壤環(huán)境現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)，具體方法如下。

(1)單元素污染指數(shù)。計(jì)算公式:

式中，Si為土壤中污染物i的污染指數(shù)，Ci為i種污染物實(shí)測值，CSi為i種污染物評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值。

(2)內(nèi)梅羅指數(shù)。計(jì)算公式:

式中，pN為內(nèi)梅羅指數(shù)計(jì)算值，pi均和 pi最大分別是平均單項(xiàng)污染指數(shù)和最大單項(xiàng)污染指數(shù)。

(3)評價(jià)分級標(biāo)準(zhǔn)。對單元素而言，當(dāng) Si＞1時，表示土壤受到該i種物質(zhì)的污染;Si≤1，表示未受到污染。綜合評價(jià)因子內(nèi)梅羅污染指數(shù)pN評價(jià)分級標(biāo)準(zhǔn)［4］，按內(nèi)梅羅污染指數(shù)值區(qū)間范圍，對應(yīng)將土壤環(huán)境質(zhì)量劃分為五個等級，分別為:pN≤0.7時，土壤質(zhì)量為Ⅰ等，屬于清潔(安全)水平;0.7＞pN≤1.0時，土壤質(zhì)量為Ⅱ等，屬于尚清潔(警戒限)水平;1.0＞pN≤2.0時，土壤質(zhì)量為Ⅲ等，屬于輕度污染水平;2.0＞pN≤3.0時，土壤質(zhì)量為Ⅳ等，屬于中度污染水平;pN＞3.0時，土壤質(zhì)量為Ⅴ等，屬于重污染水平。

3.3.2 評價(jià)結(jié)果

擬建三個分灌區(qū)的土壤質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果見表2。

表2數(shù)據(jù)顯示，三個分灌區(qū)的土壤監(jiān)測指標(biāo)參數(shù)，均符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn)，滿足土壤Ⅱ類功能一般農(nóng)田等的要求;土壤環(huán)境質(zhì)量為Ⅰ級，均屬于清潔(安全)水平?？傮w看來，評價(jià)區(qū)域內(nèi)土壤環(huán)境現(xiàn)狀質(zhì)量較好。

表2 土壤環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價(jià)指標(biāo)計(jì)算結(jié)果

4 土壤退化現(xiàn)狀調(diào)查

三個分灌區(qū)土壤退化現(xiàn)狀調(diào)查主要針對含鹽量進(jìn)行。土壤鹽化程度的分級標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)土壤全鹽量的區(qū)間范圍劃分等級:全鹽量＜0.1%，土壤非鹽化;0.1%－0.3%，土壤輕鹽化;0.3%－0.5%，土壤中鹽化;0.5%－0.7%，土壤重鹽化;＞0.7%，土壤為鹽土。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，各采樣區(qū)的土壤全鹽量最大值分別為:河津固鎮(zhèn)灌區(qū)的賀家巷村北0.07%，賀家巷村南0.044%;稷山寧翟灌區(qū)的四合莊村西南0.042%，路村北0.056%，路村南0.057%;新絳新北灌區(qū)的新絳三級分站東 0.079%，南范莊村南0.063%，吳嶺莊東南0.070%。對照等級劃分標(biāo)準(zhǔn)可知，研究區(qū)的土壤全鹽量均＜0.1%，故土壤為非鹽化程度，沒有鹽漬化，與現(xiàn)場探勘現(xiàn)狀情況相符。

5 結(jié)論與建議

(1)禹門口續(xù)建灌區(qū)的河津固鎮(zhèn)分灌區(qū)土壤為耕種灌淤褐土性土，土壤保肥、供肥性能為中等水平;稷山寧翟和新絳新北分灌區(qū)土壤為耕種洪積褐土性土，土壤保肥、供肥性能絕大部分屬中等偏下水平。

(2)三個分灌區(qū)的土壤監(jiān)測因子參數(shù)，均符合《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn)，滿足土壤Ⅱ類功能一般農(nóng)田等的要求。內(nèi)梅羅指數(shù)計(jì)算結(jié)果顯示，土壤環(huán)境現(xiàn)狀質(zhì)量為I級，均屬于清潔(安全)水平?？傮w來看，研究區(qū)域的土壤環(huán)境現(xiàn)狀質(zhì)量較好。

(3)土壤含鹽量采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，禹門口續(xù)建灌區(qū)不屬于土壤鹽漬化區(qū)域。

(4)在農(nóng)灌水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下，建議河津、稷山和新絳三縣(市)政府督促當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門、農(nóng)業(yè)部門和國土資源部門對農(nóng)業(yè)使用化肥、農(nóng)藥進(jìn)行監(jiān)控，盡量減少化肥的使用量，合理安全使用農(nóng)藥，禁止使用國家明令禁止的高毒、高殘留農(nóng)藥，提倡綠色環(huán)保農(nóng)藥，促使灌區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

［1］安中華，董元華，等.蘇南某市農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)及分級［J］.土壤，2004，36(6):631-635.

［2］劉文輝，吳永強(qiáng)，等.蘭州—白銀地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)［J］.物探與化探，2011，35(3):382-387.

［3］李潤林，姚艷敏，等.農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量評價(jià)研究進(jìn)展［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27(6):296-300.

［4］HJ/T166-2004土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范［S］.北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.