黑龍江省土壤有益有害元素調(diào)查及土地質(zhì)量評(píng)價(jià)

柳凱明

土壤能夠?yàn)檗r(nóng)作物提供生長(zhǎng)所必需的的物質(zhì)和養(yǎng)分，而現(xiàn)代工業(yè)在不斷發(fā)展，土地受到了污染，土壤中含有有害元素和重金屬污染物質(zhì)，土壤肥力開始下降，影響了農(nóng)作物的生長(zhǎng)。因此，在2002年時(shí)，提出了一項(xiàng)以調(diào)查地質(zhì)為主要內(nèi)容的多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查研究，通過地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)出土地中含有的有益元素和有害元素的含量，有益元素是能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供能量的磷、氮等元素，土壤中而有害元素有兩種，一種是本身植物生長(zhǎng)不需要的元素，像汞，另一種是植物需要但是土壤中含有的量太多，反而影響了植物的生長(zhǎng)。這些因素都會(huì)都會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)和發(fā)育造成阻礙。本次研究主要是對(duì)黑龍江省的土壤進(jìn)行調(diào)查和分析，作出土地質(zhì)量評(píng)估，為以后的土地開發(fā)和利用提供理論依據(jù)。

本次以黑龍江省松嫩平原為主要的研究區(qū)域，松嫩平原占全省面積的百分之二十一，是黑龍江農(nóng)作物主要生長(zhǎng)的平原地區(qū)，有多種土壤類型，其中以黑土、草甸土、黑鈣土面積最多，因此對(duì)黑龍江省松嫩平原區(qū)域的研究可具有代表性。

1、材料與方法

（1）樣品土壤的采集

綜合考慮黑龍江省的各種土壤類型、農(nóng)作物的生長(zhǎng)區(qū)域、污染源的分布區(qū)域，分別在不同地區(qū)標(biāo)出了采樣的地點(diǎn)，按照一平方千米為一點(diǎn)的密度采取20厘米之內(nèi)的土壤作為樣品，進(jìn)行樣品分析。

（2）分析方法

本次研究的分析方法主要是使用標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)法，將收集到的樣品和標(biāo)準(zhǔn)的樣品作出比較，或者使用層次分析法來進(jìn)行層次結(jié)構(gòu)的分析，按照各個(gè)影響因素分兩兩分組搭配，對(duì)每一層次中的每一組進(jìn)行比較，然后將所得出的結(jié)果按照順序排列出來，具體的操作步驟是：將問題的遞階式層次結(jié)構(gòu)建成，然后組成兩兩比較的矩陣來判斷，根據(jù)矩陣來算出被比較的元素中層次權(quán)重，最后計(jì)算出每個(gè)層次的元素具體的組合權(quán)重。

2、土地地球評(píng)價(jià)化學(xué)調(diào)查

（1）土壤元素空間變異特征

土壤空間的變異是指土壤在氣候、生物、地形等外界成土因素的影響下在空間位置上發(fā)生的改變。

采用GIS來進(jìn)行空間分析的功能，使用插值的方法對(duì)各元素進(jìn)行變異函數(shù)模型的空間分析方法，其中，值代表的就是塊金值，用來表示在實(shí)驗(yàn)中的誤差和比收集樣品尺度小施肥、作物的種植和管理的水平等其他因素而產(chǎn)生的變異。則表示的是方差，表示的是基臺(tái)值，塊基比就是，塊基比的數(shù)值越小，就說明這個(gè)元素有著非常明顯的空間相關(guān)性。

研究顯示，土壤元素指標(biāo)的空間變異情況中有益元素養(yǎng)分的塊基比是在以下，有著很顯著的空間相關(guān)性，大量元素中磷的塊基比是在左右，空間相關(guān)性很明顯，剩余元素的塊基比都大于，量元素中鈣和鎂的塊基比是要小于的，但是硫的塊基比要大于，因此硫的空間相關(guān)性為中度，微量元素中銅、鐵、鋅、錳、氯的塊基比小于，因此這幾個(gè)元素的空間相關(guān)性是明顯的，對(duì)于重金屬元素銅、鋅、鉻、砷、鎳到的塊基比是小于的，每個(gè)元素的空間相關(guān)性是明顯的，剩下的幾個(gè)元素的空間相關(guān)性都在中度，三個(gè)健康元素中除了氟以外都是低于，相應(yīng)的空間相關(guān)性也是明顯的。

按照元素的空間相關(guān)性分析和土壤元素的指標(biāo)來綜合分析，確定參與評(píng)價(jià)的指標(biāo)計(jì)算比較權(quán)重，作出隸屬函數(shù)的模型，最終得出綜合指數(shù)的計(jì)算公式，即為，其中綜合指數(shù)是P，指的是隸屬函數(shù)值，指的是第個(gè)的評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

（2）評(píng)價(jià)的結(jié)果

綜合上述計(jì)算，得出評(píng)價(jià)結(jié)果。根據(jù)土壤的各類元素的評(píng)價(jià)指標(biāo)將黑龍江的松嫩平原的土地分級(jí)，將分級(jí)結(jié)果綜合土壤的環(huán)境質(zhì)量和pH值對(duì)整體的土地質(zhì)量劃分成五個(gè)等級(jí)，其中一等的土壤面積占整體總面積的，二等的土壤面積占整體面積的。三等的土壤面積占整體總面積的，四等的土壤面積占整體總面積的，五等的土壤面積占整體總面積的。

3、土地質(zhì)量的空間分布情況

（1）土壤肥力的空間分布

根據(jù)研究得出，土壤肥力好的地區(qū)主要集中在富裕縣的烏裕爾河流域和北邊的引嫩總干渠所經(jīng)過的幾個(gè)主要的市，如安達(dá)市，還有通肯河流域附近的扎龍濕地自然保護(hù)區(qū)和林甸縣等各縣區(qū);而土地肥力較差的地方則是東部的非沿河地區(qū)，其余的河流附近的地區(qū)土壤肥力處在中等以上程度，土壤肥力最差的地區(qū)在東部地區(qū)的齊齊哈爾市、杜蒙縣和南部地區(qū)的哈爾濱市，從整體來看，西北地區(qū)的土壤肥力要比東北地區(qū)的土壤肥力要好的多。

（2）土壤環(huán)境質(zhì)量的空間分布

土壤的環(huán)境質(zhì)量分布空間相對(duì)來說是分散的，較高的地球化學(xué)場(chǎng)主要是分為三個(gè)地區(qū)，第一是依安縣、富?？h等北部地區(qū)，這一區(qū)域優(yōu)等的土壤是連續(xù)的，且面積比較大，是黑龍江土壤質(zhì)量中最好的地區(qū);第二個(gè)就是以綏化市為中心的附近多個(gè)區(qū)縣，還有肇慶市的東邊和南邊;第三個(gè)就是西邊的齊齊哈爾市和甘南縣等部分西部地區(qū)。較低的地球化學(xué)場(chǎng)分布區(qū)域是南北方向的帶狀分布，在東邊是雙城市的南部、東部的巴彥縣和賓縣等地區(qū)，中部的是大慶市、明水縣的南邊等地區(qū)，在西邊是龍江縣的北部大部分地區(qū)。

綜上所述，根據(jù)對(duì)黑龍江大部分地區(qū)土地的研究，從地球化學(xué)質(zhì)量方面展開，以土壤的肥力方面還有土壤的質(zhì)量環(huán)境方面為主，由此可以制定出符合黑龍江省土地的評(píng)價(jià)指標(biāo)，與此同時(shí)，根據(jù)GIS的空間分析的功能，綜合對(duì)土壤質(zhì)量空間分布作出研究，可以得出：

（1）黑龍江的土地質(zhì)量分布有著很明顯的規(guī)律，總體看是南北方向分布，質(zhì)量等級(jí)最低的地區(qū)是在東部地區(qū)，中部和西部的土地質(zhì)量等級(jí)又能分出三個(gè)不同的區(qū)域，即為富?？h、拜泉縣等地區(qū)的土地質(zhì)量最好。

（2）地球化學(xué)綜合性質(zhì)量受各類元素的影響，高質(zhì)量的地區(qū)是在林甸縣和蘭西縣的附近，還有明水縣以及青岡縣地區(qū)，較差質(zhì)量的地區(qū)是肇州縣和杜蒙縣的地區(qū)，但是較差地區(qū)總體來講占的面積還是較少的，占比最多還是優(yōu)質(zhì)土壤。

（3）從各種元素來講，南部地區(qū)的土壤非常缺乏銅、鋅、磷等元素，而鍶元素含量豐富，氟、碘元素有一定程度的缺乏，但是不明顯。

（作者單位：150036黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)試研究中心）