四川盆地典型農(nóng)業(yè)區(qū)土壤中銅、鈷、鉬和鋅的空間分異及其影響因素

袁余洋，劉屬靈 ，雒昆利，劉永林 ,*，唐 曄

1. 遵義師范學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院， 遵義 563006；

2. 重慶師范大學(xué) GIS應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401331；

3. 重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，重慶 401331；

4. 中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101

2016年10月25日，中共中央印發(fā)并實(shí)施《健康中國(guó)2030規(guī)劃綱要》，展開了健康中國(guó)建設(shè)，而健康土壤是支撐和實(shí)現(xiàn)健康中國(guó)的重要環(huán)節(jié)。銅（Cu）、鈷（Co）、鉬（Mo）和鋅（Zn）是人體和動(dòng)植物新陳代謝的必需微量元素（陳伯揚(yáng)，2008；呂選忠等，2011；劉武忠等，2016）。土壤是Cu、Co、Mo和Zn等必需微量元素的主要儲(chǔ)存庫(kù)，也是必需微量元素進(jìn)行生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)（劉英俊，1984；陳文軒等，2020；Antoniadis et al., 2019）。因此，土壤中Cu、Co、Mo和Zn的豐缺程度，與人體或動(dòng)植物健康密切相關(guān)（陳伯揚(yáng)，2008；劉武忠等，2016；羅澤嬌等，2019；林承奇等，2021；Antoniadis et al., 2017, 2019），如Co缺乏引起維生素B12缺乏癥（Linhares et al., 2019），Cu和Zn缺乏可導(dǎo)致胰腺方面疾?。↘anta et al.,2021）。一般而言，長(zhǎng)壽區(qū)域土壤中必需微量元素含量較豐富且比例適宜，有利于人體健康長(zhǎng)壽（Deng et al., 2018, 2020）。為此，分析長(zhǎng)壽區(qū)域土壤中Cu、Co、Mo和Zn的含量分布特征及影響因素，可為區(qū)域環(huán)境健康評(píng)估提供數(shù)據(jù)和理論支持。

近年來(lái)，關(guān)于土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量分布及其影響因素的研究開展了廣泛工作（綦崢等，2019；陳文軒等，2020；趙靚等，2020；Antoniadis et al., 2017；Noulas et al., 2018；Linhares et al., 2019；Ariba et al., 2020），并取得許多寶貴成果。前期對(duì)土壤Cu、Co、Mo和Zn空間分異的研究多是通過(guò)相關(guān)性分析、回歸分析等傳統(tǒng)數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析（李明輝等，2019；綦崢等，2019；陳文軒等，2020；林承奇等，2021；Linhares et al., 2019；Deng et al., 2020），而對(duì)于多驅(qū)動(dòng)因子影響及其交互作用的定量化分析相對(duì)薄弱。地理探測(cè)器（GeoDetector）是探測(cè)空間分異和揭示其背后驅(qū)動(dòng)力的一組統(tǒng)計(jì)學(xué)方法（王勁峰等，2017）。地理探測(cè)器主要優(yōu)勢(shì)有：（1）即可分析數(shù)值型變量，也可分析類別型變量；（2）可探測(cè)兩兩因子交互作用于因變量，即判斷兩兩因子間是否存在交互作用，及交互作用強(qiáng)弱、方向、線性還是非線性等。因此，地理探測(cè)器可以較全面的定量分析因子對(duì)土壤Cu、Co、Mo和Zn空間分異的影響程度及兩兩因子間交互作用強(qiáng)度，彌補(bǔ)了以往研究方法的不足。

四川盆地是中國(guó)重要的農(nóng)業(yè)區(qū)，其土壤中Cu、Co和Zn等含量分布特征已有報(bào)道（秦勇軍等，2019；陳文軒等，2020；Cheng et al., 2019）。但涉及到長(zhǎng)壽區(qū)域地理環(huán)境因子對(duì)土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量分布的定量化研究較少。為此，以四川盆地長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)江津區(qū)為研究區(qū)，以表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用相關(guān)性分析、地統(tǒng)計(jì)及地理探測(cè)器等方法，分析巖石地層（成土母巖）、土壤類型、土壤理化性質(zhì)、地形地勢(shì)及土地利用方式等地理環(huán)境因子對(duì)表土中Cu、Co、Mo和Zn空間分異的定量化影響，以期為區(qū)域土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估及典型地理單元生命微量元素的地球化學(xué)循環(huán)提供數(shù)據(jù)和理論支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

江津區(qū)位于四川盆地東南部，2012年被中國(guó)老年學(xué)會(huì)評(píng)為中國(guó)長(zhǎng)壽之鄉(xiāng)，長(zhǎng)壽人口分布均勻（Liu et al., 2018）。江津區(qū)為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均降水量1001 mm，年均氣溫18℃；江津區(qū)地勢(shì)由南北兩端朝向長(zhǎng)江降低（圖1c）。江津區(qū)在構(gòu)造上位于川東褶皺與和川黔南北構(gòu)造帶的過(guò)渡帶，表現(xiàn)為一系列從西向東相間平行的背斜和向斜構(gòu)造（圖1b）。江津區(qū)主要出露中生代紅色陸相碎屑巖；白堊系地層出露于研究區(qū)南部，巖性為砂巖夾泥巖；侏羅系地層出露于背斜兩翼和向斜核部，巖性為泥巖、粉砂巖及砂巖；三疊系地層出露于背斜核部，巖性主要為湖河相碎屑巖和淺海相碳酸鹽巖（圖1b）。江津區(qū)是國(guó)家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)和重慶市重要的糧食產(chǎn)區(qū)之一，全區(qū)有耕地109.07萬(wàn)畝。江津區(qū)土壤類型以紫色土、水稻土、黃壤為主。

1.2 樣品采集和分析

在江津區(qū)隨機(jī)采集156件表層土壤（0~20 cm）樣品（圖1c），并記錄經(jīng)緯度。樣品在室內(nèi)自然風(fēng)干，剔除土壤中植物根系、小碎石等雜質(zhì)，研磨棒打碎土壤團(tuán)塊，過(guò)10目篩，研磨至200目待測(cè)。取50 mg研磨的土壤樣品，采用氫氟酸、濃硝酸和高氯酸消解樣品。電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICPOES，Perkin Elmer, Optima 5300 DV）測(cè)定土壤中鋅（Zn）、銅（Cu）、總鐵（TFe）、磷（P）和錳（Mn），其中Cu、Mn、Fe和Zn最低檢測(cè)線為0.01×10-6，而P的最低檢測(cè)線為0.1×10-6。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS，Perkin Elmer, Elan DRC-e）測(cè)定土壤中Co和Mo，最低檢測(cè)線都是0.01 μg/kg。以超純水（無(wú)二氧化碳）為浸提液，采用玻璃電極法測(cè)定土壤pH（中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 土壤pH的測(cè)定. NYT 1377-2007）；重鉻酸鉀法測(cè)定土壤中有機(jī)質(zhì)（OM）（中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定法. GB 8834-1988）。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，使用兩組空白樣，兩組土壤標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GSS-1、GSS-3或GSS-6）與樣品同時(shí)消解和測(cè)試，以控制實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，相對(duì)誤差絕對(duì)值小于10%。

圖1 江津區(qū)位置圖(a)、地質(zhì)簡(jiǎn)圖(b)和樣點(diǎn)分布圖(c)Fig. 1 Maps showing the location (a), geology (b) and sampling sites (c) of the Jiangjin district

1.3 數(shù)據(jù)處理和分析

基于30 m分辨率的數(shù)字高程模型（DEM）（http://www.gscloud.cn/），使 用ArcGIS 10.2 提取和計(jì)算土壤樣點(diǎn)海拔（H）、坡度（slop）和地形濕度指數(shù)（TWI）等地形參數(shù)（張素梅等，2010）。使用SPSS 18.0進(jìn)行相關(guān)性分析和非參數(shù)檢 驗(yàn)，OriginLab 2016和CorelDRAW X7繪 制 圖形；地理探測(cè)器（GeoDetector）進(jìn)行因子探測(cè)和交互探測(cè)分析，地理探測(cè)器分析原理見文獻(xiàn)（王勁峰等，2017）；ArcGIS 10.2軟件進(jìn)行克里格插值，以可視化土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量的空間分布特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤中銅、鈷、鉬和鋅含量的描述性統(tǒng)計(jì)

江津區(qū)表層土壤Cu、Co、Mo和Zn含量分布見圖2。江津區(qū)表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量變幅 分 別 為5.8×10-6~82.3×10-6、6.3×10-6~35.5×10-6、0.1×10-6~1.8×10-6和85.0×10-6~2202.0×10-6，而算術(shù)均值和中值分別為27.0×10-6和24.8×10-6、18.5×10-6和18.3×10-6、0.4×10-6和0.4×10-6，及216.8×10-6和174.1×10-6。其均值分別是中國(guó)表層土壤背景值的1.19倍（22.6×10-6）、1.45倍（12.7×10-6）、0.20倍（2.0×10-6）和2.17倍（100.0×10-6）（魏復(fù)盛等，1991；劉錚，1994）。研究區(qū)表層土壤Cu、Co、Mo和Zn算術(shù)均值分別是全國(guó)紫色土背景值含量的1.28倍（21.0×10-6）、1.18倍（15.7×10-6）、0.8倍（0.5×10-6）和2.62倍（82.8×10-6）（杜靜等，2010；鄭春江，1994；張富貴等，2020）。研究區(qū)表土中4個(gè)金屬元素變異系數(shù)（Cv）大小順序?yàn)閆n(89.4%)＞Mo(51.7%)＞Cu(36.6%)＞Co(16.9%)，都呈中等變異。

圖2 江津區(qū)表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn箱型圖Fig. 2 The box-plot of Cu, Co, Mo and Zn content in surface soil from the Jiangjin district

2.2 土壤中銅、鈷、鉬和鋅空間分布特征

運(yùn)用反距離插值法，可視化了江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo和Zn含量的空間分布特征（圖3）。表土中Cu含量高值主要分布于研究區(qū)中部、北部地區(qū)，而東部和南部地區(qū)相對(duì)較低。表土中Co的高值分布于江津區(qū)北部、中部和東部，而南部地區(qū)相對(duì)較低。表土中Mo空間分布特征為中部地區(qū)相對(duì)低，而北部、東部和西部相對(duì)較高。表土中Zn含量分布呈現(xiàn)中部和東部地區(qū)較低，而西部和東北部地區(qū)相對(duì)較高?？傮w上，江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo和Zn含量，南部地區(qū)相對(duì)較低，而北部相對(duì)較高。

圖3 江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo、Zn、TFe和Mn的空間分布Fig. 3 The spatial distribution of Cu, Co, Mo, Zn, TFe, and Mn content in surface soil from the Jiangjin district, Sichuan Basin

江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo和Zn的空間分布特征，可能受到成土母巖、土壤理化性質(zhì)、土壤類型及地形地勢(shì)等地理因素影響。為認(rèn)識(shí)不同地理因子對(duì)江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo和Zn空間分異的定量影響程度，綜合運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)、地理探測(cè)器等對(duì)此深入分析。

3 討論

3.1 不同地質(zhì)時(shí)代地層對(duì)土壤中銅、鈷、鉬和鋅含量影響

為研究地層巖性與上覆表土中Cu、Co、Mo和Zn含量關(guān)系，繪制了不同地質(zhì)時(shí)代地層上覆表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量分布圖（圖4）。研究區(qū)窩頭山組（K1w）主要出露于江津區(qū)南部，巖性主要為磚紅色砂巖和粉砂巖，其上覆表土中Cu、Co、Mo和Zn中 值 含 量 分 別 為18.9×10-6、28.1×10-6、0.5×10-6和178.4×10-6，低于或略高于研究區(qū)表土樣本總體中值。蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）巖性主要為紫紅色泥巖和砂巖，其上覆表土中Cu、Co、Mo和Zn中值含量分別為35.2×10-6、14.5×10-6、0.6×10-6和113.8×10-6，Cu和Mo高 于 研 究 區(qū) 表土總體中值，而Co和Zn低于研究區(qū)表土總體中值。遂寧組（J3sn）巖性為鮮紅色泥巖和粉砂巖，上覆表土中Cu、Co、Mo和Zn中值含量分別為26.1×10-6、19.1×10-6、0.4×10-6和248.5×10-6，可知，Cu和Zn高于研究區(qū)表土總體中值，而Co和Mo略高于和等于研究區(qū)表土總體中值。沙溪廟組（J2s）在研究區(qū)分布面積最廣，是研究區(qū)主要耕作區(qū)（圖1），巖性為暗紫色砂巖、泥巖、紫紅色泥巖和砂巖，上覆表土中Cu、Co和Mo 含量中值分別為28.0×10-6、20.2×10-6和0.45×10-6，略高于研究區(qū)表土中值，而Zn中值含量（160.2 ×10-6）略低于研究區(qū)表土總體中值。自流井群（J1-2zl）地層巖性為雜色泥巖、砂巖和介殼灰?guī)r，其上覆表土Cu、Co、Mo和Zn含量均值分別為11.4×10-6、13.6×10-6、0.4×10-6和85.0×10-6。須家河組（T3xj）地層巖性為砂巖、頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖夾薄煤層，上覆表土Cu（22.7×10-6）和Mo（0.3×10-6）含量中值小于研究區(qū)中值，而Co（19.4×10-6）和Zn（238.2×10-6）含量中值高于研究區(qū)中值和中國(guó)表土背景值（秦勇軍等，2019；Cheng et al., 2019）。嘉陵江組（T1j）地層巖性為白云巖、石灰?guī)r和鹽溶角礫巖，上覆表土Cu、Co、Mo和Zn含量中值分別為42.3×10-6、31.6×10-6、1.7×10-6和450.0 ×10-6，均遠(yuǎn)高于研究區(qū)中值。飛仙關(guān)組（T1f）地層巖性為暗紫色泥巖、泥灰?guī)r和灰?guī)r，上覆表土Co（19.6×10-6）含量略高于研究區(qū)中值，而Cu、Mo和Zn都低于研究區(qū)中值。 經(jīng)Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)，研究區(qū)不同地質(zhì)時(shí)代地層上覆表土中Zn（p=0.029＜0.05）和Co（p=0.001＜0.01）具有顯著性差異，而表土中Cu（p=0.064＞0.05）和Mo（p=0.147＞0.05）顯著性差異弱。有研究表明（張富貴等，2020；Marina et al., 2015），碳酸鹽巖發(fā)育的表土中Cu、Co、Mo、Zn含量相對(duì)于碎屑巖上覆表土較高。江津區(qū)T1j巖性主要為碳酸鹽巖，而其它地質(zhì)時(shí)代的地層巖性主要泥巖、頁(yè)巖和砂巖（圖1）。因此，T1j上覆表土中Cu、Co、Mo、Zn含量相對(duì)于其它地質(zhì)時(shí)代地層的上覆表土都較高（圖4）。

圖4 不同地層上覆表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量對(duì)比圖Fig. 4 The content of Cu, Co, Mo and Zn in surface soil from different strata in the Jiangjin district, Sichuan Basin

3.2 土壤性質(zhì)與銅、鈷、鉬和鋅含量關(guān)系

研究區(qū)表土pH與Cu（r=0.071, p＞0.05）、Co（r=-0.088, p＞0.05）、Mo（r=-0.056, p＞0.05）和Zn（r=0.054, p＞0.05）無(wú)顯著性相關(guān)關(guān)系（表1），表明土壤pH對(duì)Cu、Co、Mo和Zn含量影響較弱。多數(shù)研究表明（綦崢等，2019；王子騰等，2019；溫心怡等，2019；Zhang et al., 2003），土壤pH主要影響土壤中Cu、Co、Mo和Zn的有效態(tài)含量，而對(duì)總量影響較弱。

江津區(qū)表土中有機(jī)質(zhì)（OM）與Cu（r=0.237,p＜0.01）、Mo（r=0.386, p＜0.01）呈顯著性正相關(guān)關(guān)系（表1），而與Co（r=-0.054, p＞0.05）和Zn（r=-0.053, p＞0.05）無(wú)顯著性相關(guān)關(guān)系?；谥袊?guó)第二次土壤普查（王怡雯等，2020），土壤有機(jī)質(zhì)被劃分為極缺乏（OM＜0.6%）、缺乏（0.6%≤OM＜1%）、邊緣（1%≤OM＜2%）、中等（2%≤OM＜3%)、豐富（3%≤OM＜4%）和極豐富（OM≥4%）。研究區(qū)表土中Cu含量隨著OM升高而升高（p=0.033＜0.05,Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)）（圖5）?？傮w上，OM較高的土壤中Mo含量也較高（p=0.03＜0.05,Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)）。前人研究表明（Deng et al., 2019；Wang et al., 2018），土壤OM主要通過(guò)絡(luò)合作用和吸附作用固定土壤中Cu和Mo。表土中Co隨著OM含量增高，總體趨勢(shì)呈不顯著性升高（p=0.074＞0.05, Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)），說(shuō)明土壤有機(jī)質(zhì)對(duì)Co的含量影響較弱，與羅澤嬌等研究結(jié)果相同（羅澤嬌等，2019）。

圖5 表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn均值含量與土壤OM等級(jí)關(guān)系圖Fig. 5 Relationships between content of Cu, Co, Mo, and Zn and soil OM content

土壤中Fe與Co、Cu和Mo具有顯著正相關(guān)關(guān)系，而土壤中Mn與Co和Zn具有顯著正相關(guān)關(guān)系（表1）。從整體空間分布看，研究區(qū)表土中總Fe和Mn含量呈北部和中西部高（圖3e，f），而南部偏低的空間分布特征，與Cu、Co、Mo和Zn含量分布特征相似（圖3）。有研究表明（陳文軒等，2020；趙靚等，2020；綦崢等，2019；李明輝等，2019；王怡雯等，2020），土壤中鐵錳氧化物對(duì)Cu、Co、Mo和Zn的吸附性較強(qiáng)于土壤中有機(jī)質(zhì)。土壤中P與Zn呈顯著性正相關(guān)（表1），這與其他學(xué)者研究結(jié)果相反（Zhang et al.,2017）。

表1 土壤理化性質(zhì)與表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 1 Correlation coefficient matrix between content of Cu, Co, Mo and Zn and soil physicochemical properties in top soil

3.3 土壤類型對(duì)土壤中銅、鈷、鉬和鋅含量影響

不同土壤類型中Cu均值含量由高至低為36.9×10-6（石 灰 土）、27.8×10-6（紫 色 土）、26.0×10-6（水 稻 土）和25.2×10-6（黃 壤）（p=0.288＞0.05, Kruskal-Wallis非參 數(shù) 檢 驗(yàn)）（圖6）；Co均 值含 量依 次 為27.6×10-6（石灰 土）、27.5×10-6（黃壤）、18.6×10-6（紫色土）、和17.8×10-6（水稻土）（p=0.001＜0.05, Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)）；Mo均值含量依次為1.2×10-6（石灰土）、0.7×10-6（黃壤）、0.5×10-6（紫色土）和0.4×10-6（水稻土）（p=0.003＜0.05, Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)）；Zn均值含量依次為354.5×10-6（石灰土）、216.7×10-6（水稻土）、212.1×10-6（紫色土）和179.8×10-6（黃 壤）（p=0.549＞0.05, Kruskal-Wallis非參數(shù)檢驗(yàn)）。

結(jié)合前文，發(fā)育于灰?guī)r上的石灰土Co和Mo含量最高，發(fā)育于砂巖和頁(yè)巖上的紫色土和水稻土Co和Mo含量最低，間接反映研究區(qū)土壤中Co和Mo含量受到成土母巖及成土過(guò)程因素控制。研究區(qū)海拔較低和地形濕度指數(shù)較高地區(qū)主要土壤類型為紫色土和水稻土，相反，土壤類型為黃壤，而土壤中Mo和Zn含量隨土壤類型、海拔和地形濕度指數(shù)的變化而有顯著性差異（圖6，表2）。

表2 海拔、坡度和地形濕度指數(shù)與Cu、Co、Mo和Zn的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 2 Correlation coefficient matrix between content of Cu, Co,Mo and Zn and elevation, slope and topographic humidity index

圖6 不同類型土壤下表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量對(duì)比圖Fig. 6 The content of Cu, Co, Mo and Zn in surface soil from different soil types in the Jiangjin district, Sichuan Basin

3.4 土壤中銅、鈷、鉬和鋅空間分異的驅(qū)動(dòng)因子分析

前文研究了成土母巖、土壤類型、土壤理化性質(zhì)和地形等條件下，土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量具有一定差異性，但并不能判斷影響土壤中Cu、Co、Mo和Zn空間分異的主控因子是什么？各影響因子的獨(dú)立解釋能力如何？以及兩兩因子間交互作用狀況怎樣？為解決此問(wèn)題，本研究利用地理探測(cè)器對(duì)成土母巖、土壤類型、地形因子、土壤理化性質(zhì)（pH、OM、Fe、Mn等）和土地利用方式進(jìn)行定量性探測(cè)（Linhares et al., 2019）。從圖7a可看出，影響土壤中Cu、Co、Mo和Zn空間變異的主控因子分別為Mn(q=0.15)、Fe(q=0.41)、Fe(q=0.24)和OM(q=0.06)含量。整體而言，土壤性質(zhì)（包括土壤類型和土壤理化性質(zhì)）是土壤中Cu、Co、Mo和Zn空間變異的主控因子，其次為成土母巖和地形因子，而人為因子（土地利用方式）的獨(dú)立解釋能力最弱。

土壤中Fe和Mn含量很大程度上取決于成土母巖特性。有研究表明（王影影，2013），紫色碎屑巖發(fā)育的土壤中Fe和Mn含量小于碳酸鹽巖發(fā)育的土壤。本文數(shù)據(jù)也表明，下三疊統(tǒng)嘉陵江組石灰?guī)r發(fā)育的土壤中Fe（中值6.7%）和Mn（中值632.5×10-6）含量顯著高于侏羅系和白堊系紫紅色碎屑巖發(fā)育的土壤（Fe和Mn中值分別為：4.2%和452.2×10-6）。產(chǎn)生這種差異的原因可能是，紫紅色碎屑巖發(fā)育的土壤屬于初育土的紫色土，其土壤物化性質(zhì)在很大程度上取決于成土母巖特性。但石灰?guī)r發(fā)育的土壤以化學(xué)風(fēng)化為主，隨著土壤風(fēng)化程度加深，石灰?guī)r中的可溶成分淋溶而迅速減少，而Fe、Mn等氧化物元素遷移緩慢，相對(duì)聚積，進(jìn)而吸附和富集微量元素。因此，雖然Fe和Mn是控制土壤中Cu、Co、Mo和Zn含量分布的主控因子，但從根本上看，成土母巖的通過(guò)調(diào)控土壤中Fe和Mn的含量差異，而間接影響Cu、Co、Mo和Zn含量的空間分異。

自然狀態(tài)下，土壤濕潤(rùn)且通氣較差狀態(tài)下，有利于土壤有機(jī)質(zhì)積累（李東初等，2020）。研究區(qū)地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降水量充足，土壤水分含量高，研究區(qū)主要為低山丘陵地貌，溝壑較多易于土壤集水，研究區(qū)土壤pH主要呈弱酸性（4.3＜pH＜7.2, 均值6.0），也間接反映了土壤OM分解不徹底，致使研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)的積累。其次，農(nóng)業(yè)活動(dòng)，如施肥等（楊帆等，2017），也可能有利于土壤有機(jī)質(zhì)積累。研究區(qū)土壤中P與OM呈顯著性正相關(guān)（r=0.234，p＜0.01），表明了農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)研究區(qū)有機(jī)質(zhì)含量的影響。

從交互探測(cè)結(jié)果可知（圖7 b），兩兩因子間交互大于單個(gè)因子對(duì)土壤Cu、Co、Mo和Zn空間變異的影響，但不同因子間交互作用強(qiáng)度不同。不同因子間交互對(duì)土壤中Cu、Co、Mo和Zn空間變異解釋能力最強(qiáng)的分別為Mn∩P（32%）、Fe∩R（60%）、type∩P（43%）和OM∩P（25%）。從圖7b可知，F(xiàn)e和Mn與其它因子交互可大大增加單因子的解釋能力，說(shuō)明在一定程度上江津區(qū)土壤中Fe和Mn含量，對(duì)Cu、Co、Mo和Zn含量分布、富集與遷移起到重要作用。

圖7 因子探測(cè)所得前5位影響因子（a）和交互探測(cè)所得前5位影響因子（b）Fig. 7 The first five factor detection (a) and interaction detection (b)

4 結(jié)論

（1）江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo和Zn均值分別為27.0×10-6、18.5×10-6、0.4×10-6和216.8 ×10-6，分別是中國(guó)土壤背景值的1.19倍、1.45倍、0.20倍和2.17倍。

（2）研究區(qū)表層土壤中Cu、Co、Mo和Zn都呈中等變異，但表土中Zn和Mo空間分布的不均勻性更加顯著?？傮w上看，江津區(qū)表土中Cu、Co、Mo和Zn含量在南部地區(qū)相對(duì)較低，北部地區(qū)相對(duì)較高。

（3）導(dǎo)致土壤中Cu、Co、Mo和Zn空間變異的直接主控因子分別為Mn(q=0.15)、Fe(q=0.41)、Fe(q=0.24)和OM(q=0.06)。Fe和Mn與其它因子交互可大大增加單因子的解釋能力，表明土壤中Fe和Mn含量對(duì)表土中Cu、Co、Mo和Zn的含量分布和富集遷移起到重要作用。