和縣土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價及開發(fā)建議

董旭　姜明亮　湯明　昂正嬌

摘 要：為了解和縣土地質(zhì)量現(xiàn)狀，明確有益元素、有害元素等指標含量水平其及對土地質(zhì)量的影響程度，開展1∶50000土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價，采集表層土壤樣品5161件，測定土壤樣品中25項元素指標，綜合評價得到土地質(zhì)量綜合等級。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)土地質(zhì)量總體良好，一等（優(yōu)質(zhì)級）土地143.50km2;二等（良好級）土地576.04km2;三等（中等級）土地為150.55km2;四等（差等級）土地10.79km2;五等（劣等級）土地為1.43km2。富硒土壤資源分布面積為11979hm2;其中有2個綠色無公害富硒土壤區(qū)，面積為2683hm2;有2個富硒土壤潛力區(qū)，面積為9296hm2。

關鍵詞：和縣;土地質(zhì)量;富硒;開發(fā)建議

中圖分類號 F301文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）03-0104-04

隨著人們生活水平的提高，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全越來越受到重視，土壤作為農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的基本資源，為農(nóng)作物提供了養(yǎng)分和根基空間[1]。土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價是土壤調(diào)查為主，并輔以大氣干濕沉降物、農(nóng)作物及灌溉水等地球化學調(diào)查，通過對土地中有益、有害元素等指標含量水平及對土地質(zhì)量的影響程度，對土地質(zhì)量進行科學量化評價及級別劃分（DZ /T 0295-2016）[2]。目前，我國在土地質(zhì)量地球化學調(diào)查與評價方面已取得了大量的研究成果，如：黃祖波等[3]對信宜縣油山區(qū)土地質(zhì)量進行量化評價，并提出了土地開發(fā)建議;皺勇軍等[4]對崇義縣上堡梯田土地質(zhì)量地球化學進行了評估，并提出了土地開發(fā)建議;吳輝明等[5]對都縣盤古山地區(qū)土地質(zhì)量進行了量化評價;范薇等[6]對新疆若羌縣土壤質(zhì)量地球化學進行了定量評價;劉冰權(quán)[7]對江西豐城董家-尚莊地區(qū)土地質(zhì)量地球化學進行了評價方法的研究;魏靜等[8]對壩上地區(qū)土地質(zhì)量地球化學進行了評估;王文俊等[9]對福建省壽寧縣土地質(zhì)量進行了評估;陶春軍等[10]對安徽省滁州地區(qū)土地質(zhì)量地球化學進行了評估;于廣成等[11]對于土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評估方法進行了研究。

和縣素有“魚米之鄉(xiāng)”之稱，是中國蔬菜之鄉(xiāng)，年產(chǎn)各種蔬菜110萬t，銷往全國100多個大中城市，并出口至港澳臺、韓國、日本、阿聯(lián)酋等地。對和縣進行土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價，及時了解土壤狀況，對土地管護、特色土地資源開發(fā)利用等具有重大意義。為此，本研究以和縣為調(diào)查對象，開展1∶50000土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價工作，基本查明土壤、大氣干濕沉降物及灌溉水地球化學質(zhì)量，劃分土地質(zhì)量地球化學等級，研究土壤有益、有害元素地球化學組成、分布分配特征及其影響因素，進行生態(tài)環(huán)境及土地利用適宜性評價及區(qū)劃，以期為土地管護、特色土地資源開發(fā)利用等提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 和縣位于安徽省東部，地處東經(jīng)118°04′29″～118°29′52″，北緯31°22′31″～32°03′46″，國土總面積為1318km2。該區(qū)地勢由西北向東南傾斜，南部及沿江一帶地勢較為平坦，溝河港汊縱橫交錯，坑塘、水庫星羅棋布;西北部多為丘陵、崗地。屬北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，多年平均氣溫15.8℃，多年平均降水量1067mm，多年平均蒸發(fā)量1487.8mm，光照充分，熱量條件較好，無霜期長。夏季以偏南風為主，冬季以偏北風為主。和縣主要經(jīng)濟作物有水稻、小麥、蔬菜等。沿長江一帶土壤pH主要為堿性，其余地區(qū)以酸性為主。成土母質(zhì)類型主要有長江沖積物、下蜀黃土、河流沖積物、湖積物、石灰?guī)r殘積坡積物、硅質(zhì)巖殘積坡積物、紅色砂巖殘積坡積物等。土壤類型主要有石灰土、黃棕壤、潮土、水稻土等。

1.2 樣品采集與測試 本次調(diào)查工作樣品點布置采用1km×1km網(wǎng)格加圖斑的方式，在網(wǎng)格內(nèi)以耕地優(yōu)先的原則下，并結(jié)合地質(zhì)背景進行布設。本次土壤調(diào)查以農(nóng)田為主，山地以了解為主適當部署少量樣點。采集表層土壤樣品5161件，采樣深度為0～20cm，農(nóng)田采樣密度為5.18個/km2，山地局部采樣密度為3.42個/km2，山地局部采樣密度約為3.42個/km2。土壤樣品經(jīng)自然風干、人工磨碎后過20目尼龍篩，稱取200g正樣裝牛皮紙袋內(nèi)送至“安徽省地質(zhì)實驗研究所”進行檢測分析，稱取450g副樣裝塑料瓶內(nèi)，放入庫房留作備用。本次分析元素檢測指標為：As、B、Cd、Cr、Cu、F、Hg、I、Mn、Mo、N、Ni、P、Pb、S、Se、Zn、TFe2O3、MgO、CaO、K2O、有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、有效磷共25項。

1.3 數(shù)據(jù)處理 采用重復樣的相對誤差及其合格率，評價地球化學樣品采集的質(zhì)量水平。計算相對偏差的公式為RD（%）=|（A1-A2）|/（A1+A2）×100。本次采用閾值RD≤33%為合格，小于此值的為合格的分析數(shù)據(jù)，要求各元素或指標相對誤差合格率≥85%。標準控制物進行質(zhì)量控制，要求標準樣品符合《土地質(zhì)量地球化學評價規(guī)范》（DZ/T 0295-2016）（以下簡稱“評價規(guī)范”）的誤差要求，內(nèi)檢樣品合格率不低于90%。數(shù)據(jù)處理采用《土地質(zhì)量地球化學調(diào)查與評價數(shù)據(jù)管理與維護（應用）子系統(tǒng)》、GeoChem Studio1.5.8等進行整理與統(tǒng)計分析，剔除異常值后統(tǒng)計地球化學特征參數(shù)，采用ArcMap 10.2軟件中Kring泛克里格法網(wǎng)格化模型繪制土地質(zhì)量地球化學綜合等級圖。

2 土地質(zhì)量地球化學調(diào)查評價標準

2.1 土壤養(yǎng)分等級劃分標準 本文評價以評價規(guī)范及相關的行業(yè)規(guī)范為評價依據(jù)，將調(diào)查評價區(qū)內(nèi)B、Cu、Mn、Mo、N、P、S、Zn、TFe2O3、K2O、CaO、MgO、Se、I、F、有機質(zhì)、堿解氮、速效鉀、有效磷等19種有益元素作為本次的評價指標，含量劃分為5個等級，分別為：1等（豐富）、2等（較豐富）、3等（中等）、4等（較缺乏）、5等（缺乏）。土壤養(yǎng)分地球化學綜合等級劃分，是在N、P、K土壤指標養(yǎng)分地球化學等級劃分的基礎上，采用加法模型，利用下面公式逐層計算評價單元各評價指標綜合的指數(shù)，計算土壤養(yǎng)分地球化學綜合得分[f養(yǎng)綜]：

式中：f養(yǎng)綜為綜合指數(shù)，[1≤f養(yǎng)綜≤5];ki為N、P、K權(quán)重系數(shù)，分別為0.4、0.4、0.2;fi為土壤N、P、K的單元素等級得分，單指標評價結(jié)果為1等、2等、3等、4等、5等時所對應的fi得分分別為5分、4分、3分、2分、1分。土壤養(yǎng)分地球化學綜合等級劃分為：1等（≥4.5）、2等（4.5～3.5）、3等（3.5～2.5）、4等（2.5～1.5）及5等（<1.5）。

2.2 土壤環(huán)境等級劃分標準 土壤中As、Cd、Cr、Pb、Hg、Ni、Cu、Zn的環(huán)境質(zhì)量等級劃分按照公式[Pi=Ci/Si]計算土壤中污染物指標i的單項污染指數(shù)[Pi]，[Ci]為土壤中i指標的實測濃度;[Si]為污染物i在《土壤環(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB15618）[12]中給出的二級標準值。綜合等級劃分是在單指標土壤環(huán)境地球化學等級劃分的基礎上，每個評價單元的土壤環(huán)境地球化學綜合等級等同于單指標劃分出的環(huán)境等級最差的等級。具體劃分為5個等級，分別為：1等清潔（P≤1）、2等尚清潔（1

3 土地質(zhì)量地球化學等級評價結(jié)果

3.1 土壤養(yǎng)分化學評價等級 和縣地區(qū)土壤養(yǎng)分地球化學綜合等級以2等和3等為主，面積之和為778.20km2，兩者比例占到了評價區(qū)面積的88.2%;其次是4等面積為93.14km2，占到了評價區(qū)面積的10.56%;1等和5等最少，面積之和為10.99km2，兩者比例占到了評價區(qū)面積的0.75%。總體來說，調(diào)查區(qū)土壤中N、P、K組成的土壤養(yǎng)分綜合含量適宜，丘陵崗地缺乏，土壤肥力情況較好。Mn、Mo、S以及有效磷總體上適中，但部分地區(qū)存在缺乏;Se、I含量宜，F(xiàn)含量較豐富，且部分地區(qū)存在F過剩。

3.2 土壤環(huán)境地球化學評價等級 和縣地區(qū)土壤環(huán)境地球化學綜合等級劃分以1等（清潔）為主，面積為814.34km2，占到了評價區(qū)總面積的92.29%;2等（較豐富）面積為60.66km2，占評價區(qū)總面積的6.87%;存在極少量的3等（輕度污染）、4等（中度污染）的評價區(qū)，占評價區(qū)總面積的不到1%。從空間分布來看，土壤3等（輕度污染）、4等（中度污染）環(huán)境質(zhì)量評價區(qū)主要分布于西北部丘陵地局部地區(qū)。

3.3 土地質(zhì)量地球化學綜合評價等級 土地質(zhì)量地球化學綜合等級評價結(jié)果見表1和圖1。1等（優(yōu)質(zhì)）面積為143.50km2，占評價區(qū)總面積的16.26%;2等（良好）面積為576.04km2，占評價區(qū)總面積的65.29%;3等（中等）面積為150.55km2，占評價區(qū)總面積的17.06%;4等（差等）和5等（劣等）較少，兩者總面積為12.22km2，僅占評價區(qū)總面積的1.38%。從空間上看，1等（優(yōu)質(zhì)）土壤主要分布在沿江一帶及石楊鎮(zhèn)的北部，其他地區(qū)存在零星分布;2等（良好）土壤分布在縣域內(nèi)的大部分地區(qū)，3等（中等）土壤主要分布在西北部的丘陵區(qū)和功橋鎮(zhèn)北部的長建村-考塘村一帶，4等（差等）和5等（劣等）零星分布在縣域內(nèi)。

4 富硒資源開發(fā)與土地規(guī)劃利用

4.1 富硒資源 和和縣地區(qū)經(jīng)評價具有富硒（硒含量≥0.4mg/kg）土壤資源分布面積為11979hm2，其中優(yōu)質(zhì)的富硒資源為6803hm2，占全部富硒面積的57.79%。富硒士壤分布及開發(fā)建議圖是依據(jù)土壤富硒集中連片且土壤環(huán)境等級均為清潔等級劃分為綠色無公害富硒土壤區(qū)，其他富硒地區(qū)劃分為富硒土壤區(qū)，為開發(fā)利用優(yōu)質(zhì)富硒資源提供建議（見圖2）。依據(jù)以上富硒土壤劃分原則，和縣地區(qū)共劃分2個綠色無公害富硒土壤區(qū)分別為：SY1（木林村富硒產(chǎn)業(yè)開發(fā)適宜區(qū)），面積1283hm2，可開發(fā)富硒產(chǎn)業(yè)有旅游開發(fā)、農(nóng)產(chǎn)品種植、農(nóng)牧業(yè)等;SY2（新塘村富硒產(chǎn)業(yè)開發(fā)適宜區(qū)），面積1400hm2，可開發(fā)富硒水稻、經(jīng)濟農(nóng)作物熟菜瓜果等;2個富硒土壤潛力區(qū)分別為：QL1（半月湖富硒產(chǎn)業(yè)開發(fā)潛力區(qū)），面積8707hm2，可開發(fā)富硒產(chǎn)業(yè)有旅游開發(fā)、農(nóng)產(chǎn)品種植、農(nóng)牧業(yè)等;QL2（城東富硒產(chǎn)業(yè)開發(fā)潛力區(qū)），面積589hm2，可開發(fā)富硒水稻、經(jīng)濟農(nóng)作物等。

4.2 土地利用規(guī)劃

4.2.1 蔬菜基地建設區(qū) 在江心洲及城南蔬菜區(qū)中水網(wǎng)發(fā)育、交通便利、養(yǎng)分適中等適合進一步擴大發(fā)展蔬菜種植基地分布面積;以堿性環(huán)境種植的辣椒各項重金屬并未超標。經(jīng)評價在蔬菜種植區(qū)已存在825hm2（占蔬菜種植面積的11%），輕微重金屬及有機物污染的土壤，應加強土壤及農(nóng)作物動態(tài)監(jiān)測。

4.2.2 優(yōu)質(zhì)糧油分布區(qū) 中東部沿功橋鎮(zhèn)-西埠鎮(zhèn)-香泉鎮(zhèn)一線及沿滁河流域善厚鎮(zhèn)-石楊鎮(zhèn)的大片平原水稻主產(chǎn)區(qū)，交通便利，水源豐富，土壤養(yǎng)分適中，尚無重金屬污染的廣大地區(qū)均可以作為重要的糧食生產(chǎn)基地，部分區(qū)養(yǎng)分豐缺差異明顯應參照調(diào)查成果合理施肥，實現(xiàn)提質(zhì)增效的目的。

4.2.3 林業(yè)及旅游開發(fā)區(qū) 西北部丘陵區(qū)土地質(zhì)量相對較差，地勢偏高，交通不便，建議在地勢較高的地區(qū)種植林木，既可以防止水土流失，又可以作為工業(yè)原料林基地，可以發(fā)展富硒產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟林、果林。局部輕微鎘污染與富硒同源，加強研究開發(fā)差異化擇優(yōu)吸收的農(nóng)作物。結(jié)合生態(tài)城市建設和居民消費需求增長，區(qū)域與半月湖-雞籠山生態(tài)環(huán)境保護區(qū)重疊生產(chǎn)具有較好的旅游和養(yǎng)生發(fā)展前景。

5 調(diào)查評價

（1）調(diào)查區(qū)土壤養(yǎng)分地球化學綜合等級以2等和3等為主，面積之和為778.20km2，兩者比例占到了評價區(qū)面積的88.2%;其次是4等，面積為93.14km2，占到了評價區(qū)面積的10.56%;1等和5等最少，面積之和為10.99km2，兩者比例僅占評價區(qū)面積的0.75%。土壤中N、P、K綜合含量適宜，丘陵崗地缺乏，土壤肥力總體情況較好。堿解氮、速效鉀及有機質(zhì)等較豐富;Mn、Mo、S及有效磷總體適中，但部分地區(qū)缺乏;Se、I含量適宜，F(xiàn)含量豐富，且少數(shù)地區(qū)過剩。

（2）調(diào)查區(qū)土壤環(huán)境地球化學綜合等級劃分以1等（清潔）為主，面積為814.34km2，占到了評價區(qū)總面積的92.29%;2等（較豐富）面積為60.66km2，占評價區(qū)總面積的6.87%;存在極少量的3等（輕度污染）、4等（中度污染）的評價區(qū)，占評價區(qū)總面積的不足1%。從空間分布來看，土壤3等（輕度污染）、4等（中度污染）環(huán)境質(zhì)量評價區(qū)主要分布于西北部丘陵地局部地區(qū)。

（3）調(diào)查區(qū)土地質(zhì)量地球化學綜合等級評價結(jié)果表明，一等（優(yōu)質(zhì)級）土地143.50km2;二等（良好級）土地576.04km2;三等（中等級）土地為150.55km2;四等（差等級）土地10.79km2;五等（劣等級）土地為1.43km2，影響區(qū)內(nèi)土地地球化學質(zhì)量的主要環(huán)境因素以土壤環(huán)境鎘元素為主，與養(yǎng)分缺乏，兩者疊加后造成土地地球化學質(zhì)量差等級和劣等級的出現(xiàn)。

（4）調(diào)查區(qū)富硒土壤資源分布面積為11979hm2，其中優(yōu)質(zhì)的富硒土地資源為6803hm2，占全部富硒面積接57.79%。富硒土地主要分布在石楊鎮(zhèn)和善厚鎮(zhèn)，其次是功橋鎮(zhèn)。土地利用現(xiàn)狀以林地和耕地為主，優(yōu)質(zhì)富硒資源多分布在耕地中。有2個綠色無公害富硒土壤區(qū)，面積為2683hm2;2個富硒土壤潛力區(qū)，面積為9296hm2。

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（責編：張宏民）

基金項目：安徽省公益性地質(zhì)調(diào)查項目（項目編號：2015-g-10）。

作者簡介：董旭（1986—），男，安徽利辛人，碩士，工程師，從事礦產(chǎn)地質(zhì)、水工環(huán)地質(zhì)工作。? 收稿日期：2020-12-24