天然富硒土地劃定：以湖南省臨澧縣新安鎮(zhèn)為例

胡航 宋江濤 賀晨騁 陳珍寶

摘 ?要 ?以1：50000土地質(zhì)量調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，參照《天然富硒土地劃定與標(biāo)識(shí)》（DD 2019—10）（試行），對(duì)湖南省臨澧縣新安鎮(zhèn)的耕地（包括水田、旱地、茶園和果園）開展了土壤富硒程度、環(huán)境質(zhì)量、肥力質(zhì)量和灌溉水質(zhì)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：新安鎮(zhèn)東部地區(qū)分布有大面積連片的天然富硒土地，包括天然綠色富硒土地8535畝和天然無公害富硒土地10500畝。進(jìn)一步對(duì)新安鎮(zhèn)富硒土地的硒來源開展研究，發(fā)現(xiàn)硒主要來源于新安鎮(zhèn)西部山區(qū)高背景的二疊系黑色巖系風(fēng)化物質(zhì)，并推斷新安鎮(zhèn)東部地區(qū)所屬的澧陽平原具有很大的尋找天然富硒土地的潛力。

關(guān)鍵詞 ?富硒土地;臨澧縣;土地質(zhì)量調(diào)查

中圖分類號(hào)：P69 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Delimitation for Natural Selenium-Enriched Land：

A case of Xinan Town， Linli County， Hunan Province

Hu Hang ， Song Jiangtao ， He Chencheng ， Chen Zhenbao

（Hunan Institute of Geological Survey， Changsha Hunan ?410116）

Abstract： Based on the land quality survey data of 1：50000， the systematic evaluation of soil selenium-rich degree， environmental quality， fertility quality and irrigation water quality was carried out on the cultivated land of Xin'an Town， Linyi County， Hunan Province by reference to Delimitation and the logo for natural selenium-enriched land （DD 2019-10） （Trial）. The results show that there are large areas of natural selenium-rich land in the eastern part of Xin'an town， including 8535 mu of natural green selenium-riched land and 10500 mu of natural pollution-free selenium-riched land. Further research shows that the selenium mainly comes from the weathering material of black rock system of Permian in western regions of Xin'an Town， which is with highly geochemical background values. Its concluded that the the Liyang plain where Xin'an town is located， has great potential to find natural selenium-riched land.

Keywords： selenium-enriched land; Linli County; survey of land quality

硒（Se）元素是人體所必需的微量元素之一。研究表明，適量硒的攝入能預(yù)防心血管疾病及癌癥，對(duì)人體的氧化、衰老及病毒感染等有一定的抵抗能力。因此，對(duì)于土壤硒含量評(píng)價(jià)及富硒土地劃定已逐漸成為自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局的工作重點(diǎn)和研究熱點(diǎn)[1-2]。

硒是地球上極其稀少而又分散的微量元素之一，主要來源于地殼物質(zhì)，其克拉克值為0.05 mg/kg。地殼中各種巖石礦物中的硒是土壤中硒的主要天然來源。全球高硒地區(qū)均分布在不同地質(zhì)時(shí)期的黑色頁巖上，據(jù)有關(guān)調(diào)查，德國、波蘭、英國、法國、荷蘭等國黑色頁巖面積達(dá)6.00×105 km2。我國自云南孟洪，經(jīng)貴州、四川、重慶、湖北、湖南、安徽、江西等省市，直達(dá)杭州灣的黑色頁巖帶，是潛在的可利用區(qū)[3-7]。

研究表明，硒在自然環(huán)境中非?；顫?，易于遷移，分布很不均勻。因此，除了硒背景含量高的地層分布區(qū)表層土壤中硒含量高之外，硒元素還通常隨著風(fēng)化物質(zhì)的擴(kuò)散而遷移。例如湖南省二疊系大隆組、吳家坪組為代表的黑色巖系廣泛分布，硒背景含量高[8-10]。由于以硅質(zhì)巖為主的地層巖性特征，大隆組和吳家坪組往往位于地勢較高的山區(qū)，其風(fēng)化物質(zhì)隨水流匯集到下游地勢低洼處，形成連片大面積分布的富硒土壤[7]。

2020年6月，中國地質(zhì)學(xué)會(huì)組織申報(bào)全國第一批天然富硒土地。由此，以湖南省國土資源廳2018年批準(zhǔn)實(shí)施的“湖南省臨澧縣土地質(zhì)量調(diào)查”專項(xiàng)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了臨澧縣新安鎮(zhèn)的耕地（包括水田、旱地、茶園和果園）的土壤富硒程度、土壤環(huán)境質(zhì)量、土壤肥力質(zhì)量和灌溉水質(zhì)，劃定富硒土地，分析硒的來源，提出天然富硒土地開發(fā)利用建議。

1 ?研究區(qū)概況

1.1 ?自然地理

新安鎮(zhèn)位于臨澧縣西北部，澧水下游北岸，澧陽平原西部，地勢平坦，土地肥沃。新安鎮(zhèn)西與石門縣接壤，西北與澧縣毗鄰，總面積59.02km2。臨澧縣屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的濕潤季風(fēng)氣候。氣候溫和，熱量豐富，無霜期長，冰凍較弱;日照充足，春季寒潮頻繁，秋季寒露風(fēng)活躍;雨水充沛，但分布不勻;四季分明，季節(jié)性強(qiáng)。新安鎮(zhèn)境內(nèi)主要河流有澧水干流。澧水從石門出山后，歷年帶來的大量沉積物在澧水以北堆積起來，形成澧陽平原。

1.2 ?地質(zhì)背景

新安鎮(zhèn)境內(nèi)主要出露第四系地層（圖1），少量白堊系、二疊系、三疊系、泥盆系和志留系。其中，龍?zhí)督M+吳家坪組（P3l+w）上段為黑色炭質(zhì)頁巖和薄層硅質(zhì)巖，屬于硒背景含量高的地層。

2 ?研究選點(diǎn)與樣品采集測試

2.1 ?研究選點(diǎn)

新安鎮(zhèn)西部為山區(qū)，東部屬于澧陽平原，是湘西北山區(qū)向洞庭湖平原的過渡地帶。因此，其地理位置對(duì)于研究基巖風(fēng)化物質(zhì)的擴(kuò)散遷移具有重要意義。

2.2 ?樣品采集

本次工作所有樣品均在執(zhí)行湖南省國土資源廳省級(jí)財(cái)政專項(xiàng)“湖南省臨澧縣土地質(zhì)量調(diào)查”項(xiàng)目實(shí)施過程中統(tǒng)一采集。樣品均在耕地采集，進(jìn)行GPS定位、拍照留存和航跡監(jiān)測，確保采樣質(zhì)量。新安鎮(zhèn)境內(nèi)共計(jì)采集測試表層土壤樣品343件，水稻樣品27件，灌溉水樣品11件。

2.3 ?樣品測試

所有樣品在湖南省地質(zhì)調(diào)查院測試中心完成分析，其中：土壤樣品的pH采用電極法測定，P、K、Mo、Mn、Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Ni和V采用ICP-MS和ICP-OES方法測定，As、Hg和Se采用AFS方法測定，N采用凱氏定氮法測定，堿解氮、有機(jī)質(zhì)、陽離子交換量采用容量法測定，有效磷、速效鉀采用ICP-OES方法測定;灌溉水樣品的pH采用ISE方法測定，As和Hg采用AFS方法測定，Cd、Pb、Cu、Zn、Se、B采用ICP-MS方法測定，Cr6+采用比色法測定;水稻樣品的As、Hg和Se采用AFS方法測定，Cd、Pb和Cr采用ICP-MS方法測定。各項(xiàng)測試均以空白試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測定、平行樣測定等進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

3 ?富硒土地劃定方法

3.1 ?富硒土地類型劃分指標(biāo)

據(jù)DD 2019—10“天然富硒土地劃定與標(biāo)識(shí)”（試行），富硒土地類型劃分指標(biāo)見表1。

3.2 ?圖斑賦值方法

本次評(píng)價(jià)的土地利用圖斑數(shù)據(jù)或邊界來源于臨澧縣三調(diào)數(shù)據(jù)，均為耕地圖斑（水田、旱地、茶園和果園），評(píng)價(jià)軟件為中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心研發(fā)的“土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)管理與維護(hù)子系統(tǒng)”。圖斑評(píng)價(jià)方法如下：

（1）當(dāng)單一土地利用圖斑中有一個(gè)實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)，將該數(shù)據(jù)作為圖斑的含量賦值。

（2）當(dāng)單一土地利用圖斑中有兩個(gè)以上的實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)，將實(shí)測數(shù)據(jù)的平均值作為圖斑的含量賦值。

（3）當(dāng)單一土地利用圖斑中沒有調(diào)查數(shù)據(jù)時(shí)，用插值法獲得圖斑的元素含量數(shù)據(jù)，作為圖斑的元素含量賦值。

3.3 ?富硒評(píng)價(jià)

圖斑賦值后，將圖斑的Se元素賦值結(jié)果與該圖斑的pH相對(duì)應(yīng)的土壤硒標(biāo)準(zhǔn)閾值（表1）相比較，高于硒標(biāo)準(zhǔn)閾值的認(rèn)定為符合天然富硒土地的硒含量要求。

土壤硒含量是基本要求，后續(xù)土壤環(huán)境質(zhì)量、灌溉水質(zhì)量和土壤肥力質(zhì)量均在此項(xiàng)評(píng)價(jià)合格的圖斑上進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.4 ?土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

圖斑的As、Cd、Cr、Hg和Pb五種重金屬元素賦值結(jié)果分別與土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)比較，低于污染物篩選值的，認(rèn)定為符合天然富硒土地的土壤環(huán)境質(zhì)量要求。

圖斑的土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)最終結(jié)果采用一票否決制，即只有As、Cd、Cr、Hg和Pb五種重金屬元素環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果都合格的圖斑，才被認(rèn)定為符合天然富硒土地土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的圖斑。

土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是共同標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)的灌溉水和土壤肥力質(zhì)量都在土壤環(huán)境質(zhì)量認(rèn)定為合格的富硒圖斑上進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.5 ?灌溉水環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）綠色富硒土地灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)

圖斑的pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量、Cr6+含量和氟化物等7種指標(biāo)賦值結(jié)果分別與綠色食品產(chǎn)地農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相比較，低于標(biāo)準(zhǔn)值的，認(rèn)定為符合天然綠色富硒土地的灌溉水質(zhì)量要求。

圖斑的灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)最終結(jié)果采用一票否決制，即pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量、Cr6+含量和氟化物等7種指標(biāo)的灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果都合格的圖斑，才被認(rèn)定為符合天然綠色富硒土地灌溉水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的圖斑。

（2）無公害富硒土地灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)

如果圖斑的灌溉水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到天然綠色富硒土地的要求，再采用無公害農(nóng)產(chǎn)品種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

圖斑的pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量和Cr6+含量等6種指標(biāo)賦值結(jié)果分別與無公害農(nóng)產(chǎn)品種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)相比較，低于標(biāo)準(zhǔn)值的，認(rèn)定為符合天然無公害富硒土地的灌溉水質(zhì)量要求。

圖斑的灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)最終結(jié)果采用一票否決制，即pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量和Cr6+含量等6種指標(biāo)的灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果都合格的圖斑，才被認(rèn)定為符合天然無公害富硒土地灌溉水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的圖斑。

3.6 ?土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)

圖斑的有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和陽離子交換量等5種指標(biāo)賦值結(jié)果分別與綠色食品產(chǎn)地農(nóng)田肥力標(biāo)準(zhǔn)相比較，符合肥力指標(biāo)I級(jí)和II級(jí)標(biāo)準(zhǔn)值的，認(rèn)定為符合天然綠色富硒土地的肥力質(zhì)量要求。

圖斑的土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)最終結(jié)果采用一票否決制，即有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀和陽離子交換量等5種指標(biāo)的土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果都合格的圖斑，才被認(rèn)定為符合天然綠色富硒土地土壤肥力質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的圖斑。

3.7 ?圖斑定級(jí)

圖斑的富硒評(píng)價(jià)是基本要求，土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)是共同標(biāo)準(zhǔn)，再依次完成土壤環(huán)境、土壤肥力和灌溉水質(zhì)量評(píng)價(jià)。

最終，符合天然綠色食品產(chǎn)地農(nóng)田灌溉水和農(nóng)田肥力要求的富硒土地圖斑認(rèn)定為天然綠色富硒土地;符合無公害農(nóng)產(chǎn)品種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境水質(zhì)要求的富硒土地圖斑認(rèn)定為天然無公害富硒土地;其他的認(rèn)定為一般富硒土地。

4 ?富硒土地劃定結(jié)果

按照前文確定的富硒土地劃定標(biāo)準(zhǔn)和劃定方法，臨澧縣新安鎮(zhèn)天然富硒土地劃定結(jié)果如下。

4.1 ?土壤硒含量分類

新安鎮(zhèn)耕地均為富硒土壤（圖2）。

4.2 ?土壤環(huán)境質(zhì)量分類

鎘環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果如下：一級(jí)（低于篩選值）土壤面積為12.81km2，占評(píng)價(jià)面積的49.92%;二級(jí)（介于篩選值與管制值之間）土壤面積為11.91km2，占評(píng)價(jià)面積的46.41%;三級(jí)（高于管制值）土壤面積為0.94km2，占評(píng)價(jià)面積的3.66%。其他汞、砷、鉛和鉻元素質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果均為一級(jí)。

土壤環(huán)境質(zhì)量綜合分類結(jié)果見圖3。

4.3 ?灌溉水質(zhì)分類

新安鎮(zhèn)境內(nèi)共采集測試了11個(gè)灌溉水樣品，均符合綠色食品產(chǎn)地農(nóng)田灌溉水質(zhì)的要求。

4.4 ?土壤肥力等級(jí)

有機(jī)質(zhì)肥力等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如下：土壤有機(jī)質(zhì)肥力一般，其中肥力高的面積達(dá)到了17.95km2，占到總面積的69.95%，肥力低的面積為1.22 km2。全氮肥力等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如下：土壤全氮的肥力較好，其中肥力高的面積達(dá)到了24.19km2，占到總面積的94.27%。速效鉀肥力等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如下：土壤速效鉀的肥力較好，其中肥力高的面積達(dá)到了21.55km2，占到總面積83.98%，肥力較差的區(qū)域主要分布在澧水兩岸。有效磷肥力等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如下：土壤有效磷的肥力較好，其中肥力高的面積達(dá)到了20.04km2，占到總面積的78.10%，肥力稍差的區(qū)域主要分布在新安鎮(zhèn)東北部。陽離子交換量等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如下：土壤陽離子交換量的評(píng)價(jià)結(jié)果較好，全部為一級(jí)和二級(jí)。

4.5 ?天然富硒土地劃定結(jié)果

前文根據(jù)《天然富硒土地劃定與標(biāo)識(shí)》（DD 2019—10，試行）對(duì)臨澧縣新安鎮(zhèn)耕地開展了土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)、灌溉水水質(zhì)評(píng)價(jià)和土壤肥力評(píng)價(jià)。最終評(píng)價(jià)認(rèn)定新安鎮(zhèn)天然富硒土地面積12.69km2（1 9035畝），其中天然綠色富硒土地面積5.69km2（8 535畝），無公害富硒土地面積7.00km2（10500畝）（圖4）。

另外，臨澧縣土地質(zhì)量調(diào)查項(xiàng)目在新安鎮(zhèn)境內(nèi)共采集測試了27件水稻樣品（表2）。從表2可以看出，所有水稻樣品的硒含量都達(dá)到了《富硒稻谷》（GB/T22499—2008）的要求（0.04～0.30mg/kg），部分樣品超過了上限。同時(shí)，稻谷重金屬含量方面，有一個(gè)樣品的鎘含量超過了《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB2762—2017）的要求（0.20mg/kg），其他樣品的所有重金屬元素含量均符合《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》（GB2762—2017）的要求。

5 ?土壤硒成因來源分析

新安鎮(zhèn)境內(nèi)共采集測試了343個(gè)表層土壤樣品，所有樣品的硒元素含量描述性統(tǒng)計(jì)特征見表3。

從表3可以看出，新安鎮(zhèn)耕地表層土壤硒含量均值較高，標(biāo)準(zhǔn)差和方差數(shù)據(jù)說明硒含量數(shù)據(jù)相對(duì)較為離散、分布范圍較廣，峰度和偏度數(shù)據(jù)說明硒含量數(shù)據(jù)具有明顯的右偏型偏態(tài)分布特征。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，有31個(gè)樣品的硒含量高于3mg/kg。為了更直觀地考察硒含量數(shù)據(jù)的分布情況，對(duì)含量低于3mg/kg的312個(gè)樣品進(jìn)行了直方圖分析（圖5）。

從圖5可知，新安鎮(zhèn)耕地表層土壤硒含量總體呈正態(tài)分布，但是在0.5mg/kg左右有個(gè)峰值區(qū)，并且在剔除硒含量大于3mg/kg的31個(gè)樣品后，高值區(qū)仍具有明顯的拖尾現(xiàn)象，說明新安鎮(zhèn)耕地表層土壤硒有多個(gè)來源。

新安鎮(zhèn)大部分地區(qū)位于第四系，從土壤類型和地質(zhì)背景無法判斷硒來源，只有追溯成土母質(zhì)來源。新安鎮(zhèn)所在澧陽平原正好位于西部山區(qū)與洞庭湖平原的過渡帶。1：25萬洞庭湖多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查覆蓋了臨澧全縣，臨澧縣及周邊地區(qū)1：25萬多目標(biāo)表層土壤、深層土壤硒元素分布與地質(zhì)背景見圖6 ～ 圖8（圖中紅色虛線范圍是臨澧縣，黑色虛線范圍是新安鎮(zhèn)）。

從圖6可知，區(qū)域內(nèi)表土硒含量從西、北部山丘區(qū)向東、南方向呈遞減分布趨勢，新安鎮(zhèn)全境表層土壤都富硒，說明區(qū)內(nèi)表層土壤硒很可能來源于西、北部山丘區(qū)風(fēng)化物質(zhì)的擴(kuò)散。

從圖7可知，區(qū)域深層土壤硒含量從西、北部山丘區(qū)向東、南方向呈遞減分布趨勢，包括新安鎮(zhèn)在內(nèi)的澧陽平原明顯比南北部地區(qū)的深層土壤更為富硒，說明區(qū)內(nèi)富硒風(fēng)化物質(zhì)的堆積經(jīng)歷了長期的過程，并且澧陽平原是傳輸通道。

從圖8可知，P2l-P3w地層分布區(qū)域與深層土壤、表層土壤高硒分布區(qū)高度吻合。P2l-P3w包括了梁山組、龍?zhí)督M、棲霞組、茅口組和吳家坪組。根據(jù)本文作者在湖南省內(nèi)完成的漣源、雙峰等縣的土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查成果看[7]，該套地層、尤其是龍?zhí)督M煤系組分和吳家坪組黑色硅質(zhì)巖等是典型的硒高背景含量地層，極有可能就是澧陽平原硒的物源區(qū)。

新安鎮(zhèn)位于澧陽平原西部，南邊是澧水，北邊是澧水的一級(jí)支流澹水。澧水和澹水上游均流經(jīng)硒背景含量非常高的P2l-P3w地層區(qū)。在硒高背景含量的P2l-P3w地層長期風(fēng)化過程中，河流將富含硒的風(fēng)化物質(zhì)輸送到下游澧陽平原堆積，形成富硒土壤。

6 ?建議

根據(jù)地方特色和本次評(píng)價(jià)結(jié)果，建議對(duì)本地天然富硒土地采取以下措施進(jìn)行合理開發(fā)利用。

（1）主要天然富硒土地位于肥沃的澧陽平原，除本次劃定的天然富硒土地之外，還有些耕地富含硒，但是由于土壤中鎘元素含量介于篩選值和管制值之間，以及個(gè)別地塊有效磷、有機(jī)質(zhì)或者全氮偏低，導(dǎo)致這些耕地不能評(píng)價(jià)認(rèn)定為天然富硒土地。建議對(duì)上述耕地開展質(zhì)量提升與修復(fù)，采取施肥措施增加耕地中有機(jī)質(zhì)、有效磷和全氮含量，綜合采取休耕、輪耕以及植物修復(fù)手段降低土壤中鎘元素含量。

（2）對(duì)本次評(píng)價(jià)認(rèn)定的天然富硒土地，掛牌保護(hù)，并由地方政府牽頭，對(duì)土壤中硒有效態(tài)含量、農(nóng)作物富硒狀況及重金屬含量進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測。

（3）除了富硒水稻外，盡快在劃定的天然富硒土地中采集其他各種農(nóng)作物進(jìn)行測試，按照國家及有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定富硒農(nóng)產(chǎn)品類型，對(duì)本區(qū)種植農(nóng)作物種類采取準(zhǔn)入制，以使天然富硒土地得到充分開發(fā)利用。

（4）以地方特色為基礎(chǔ)，加大富硒土地與富硒農(nóng)產(chǎn)品宣傳力度，進(jìn)行招商引資，打造富硒品牌。

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