四川汶川—茂縣河谷地區(qū)土地質(zhì)量地球化學(xué)評價

摘要 對四川汶川—茂縣河谷地區(qū)優(yōu)選耕地區(qū)開展了土地質(zhì)量地球化學(xué)評價工作，結(jié)果表明，研究區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量總體以無風(fēng)險土壤為主，占研究區(qū)總面積的95.47%。土壤養(yǎng)分總體呈豐富和較豐富狀態(tài)，僅磷和鉀在局部地區(qū)較缺乏；土壤環(huán)境質(zhì)量整體良好；研究區(qū)土壤質(zhì)量以優(yōu)質(zhì)土壤為主，占研究區(qū)總面積的86.69%；研究區(qū)綠色食品產(chǎn)地、綠色富硒土地資源較豐富，分別有4 971.7和238.3 hm2。土地質(zhì)量地球化學(xué)評價成果對土地利用、規(guī)劃布局、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、耕地保護(hù)等方面具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 土地質(zhì)量；地球化學(xué)評價；富硒土地；汶川—茂縣河谷地區(qū)

中圖分類號 X825 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2024）15-0076-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.15.017

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Geochemical Evaluation on Land Quality in Wenchuan-Maoxian Valley of Sichuan

LIU Xiao-bo SHI Zhang-liang XU Zhou1，2 et al

（1. Sichuan Provincial Institute of Comprehensive Geological Survey and Research， Chengdu，Sichuan 610081;2. Evaluation and Utilization of Strategic Rare Metals and Rare Earth Resource Key Laboratory of Sichuan Province， Chengdu，Sichuan 610081）

Abstract The geochemical evaluation of land quality was carried out in Wenchuan-Maoxian valley of Sichuan. The results showed that the overall soil environmental quality in the study area was mainly composed of risk-free soil， accounting for 95.47% of the total area of the study area.The soil nutrients were generally abundant and relatively abundant， with only phosphorus and potassium being lacking in some areas;the overall quality of soil environment was good.The soil quality in the study area was mainly high-quality soil， accounting for 86.69% of the total area of the study area;the research area had abundant green food production areas and green selenium rich land resources， with 4 971.7 and 238.3 hm2 respectively.The results of geochemical evaluation of land quality had important guiding significance for land use， planning and layout， development of modern agriculture， and protection of cultivated land.

Key words Land quality;Geochemical evaluation;Selenium rich land;Wenchuan-Maoxian valley area

土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查是為全面了解土地質(zhì)量現(xiàn)狀而開展的。以地球化學(xué)為手段的地質(zhì)調(diào)查工作，主要以地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過土壤養(yǎng)分地球化學(xué)評價和土壤環(huán)境地球化學(xué)評價，對土地質(zhì)量級別進(jìn)行評定，掌握土地質(zhì)量地球化學(xué)現(xiàn)狀，從而為土地利用規(guī)劃與管護(hù)提供依據(jù)［1-2］。我國土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查工作起步晚，自2008年中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)布《DD2008-06土地質(zhì)量地球化學(xué)評估技術(shù)要求（試行）》以來，全國大部分地區(qū)開展了多級大比例尺土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價工作，并取得了系列成果［3-17］，但對于成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用方面的系統(tǒng)研究相對較少。

四川汶川—茂縣地區(qū)是“5.12”地震重災(zāi)區(qū)。2018年中國地質(zhì)調(diào)查局布署土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查工作時，為滿足四川阿壩州政府需求，優(yōu)選了汶川—茂縣地區(qū)河谷及半山耕地區(qū)開展1∶5萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查。該研究總結(jié)了四川汶川—茂縣河谷地區(qū)土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評價成果，指出了影響調(diào)查區(qū)局部土壤環(huán)境質(zhì)量較差的關(guān)鍵因素，并優(yōu)選了綠色食品產(chǎn)地和綠色富硒等特色農(nóng)業(yè)基地區(qū)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品安全性評價，以期為當(dāng)?shù)赝恋刭Y源保護(hù)利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局優(yōu)化、永久基本農(nóng)田保護(hù)、現(xiàn)代特色農(nóng)業(yè)和綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況 研究區(qū)為四川省阿壩州東部的茂縣、汶川縣境內(nèi)，其優(yōu)選耕地區(qū)主要位于兩縣的河谷及中半山地區(qū)，地理位置為103°32′～103°53′E、31°26′～31°42′N，總面積11 545.2 hm2，見圖1。研究區(qū)位于岷江和雜谷腦河兩岸，屬于中山地貌，海拔一般為900～3 200 m。土壤類型以棕壤、草甸土和褐土為主，土地利用類型主要為旱地、園地、林地、草地。研究區(qū)地層主要為馬爾康分區(qū)地層和龍門山分區(qū)地層，自震旦系到二疊系和第四系均有出露。

1.2 樣品采集與測試

此次工作土壤樣品采集密度為4～6點(diǎn)/km2，深度為0～20 cm。采樣以GPS定位點(diǎn)為中心，采用“S”或“X”型向四周輻射20～50 m布設(shè)子樣點(diǎn)，各子樣等量組合成一個混合樣品。采樣時除去雜草、草根、礫石和磚塊等雜物，避開施肥點(diǎn)、肥料團(tuán)塊等［17］。土壤樣品原始重量大于1 kg，經(jīng)風(fēng)干、敲碎、10目尼龍篩分后混合均勻，送成都巖礦測試中心測試。各元素測試方法及檢出限滿足《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）［18］要求。每種元素的分析準(zhǔn)確度和精密度合格率均高于98%；每種元素檢測率除Ni為99.9%外，其余均為100%。

1.3 評價方法

此次評價依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）［18］和《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB 15618—2018）［19］，基于Excel、MapGIS和GeoExpl平臺進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖件繪制［20］。

1.3.1

評價指標(biāo)、評價單元和圖斑賦值。依據(jù)主導(dǎo)性、系統(tǒng)性、獨(dú)立性、穩(wěn)定性、空間變異性和實(shí)用性原則選擇評價指標(biāo)，包括土壤環(huán)境指標(biāo)As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn；土壤養(yǎng)分指標(biāo)總氮、總磷、總鉀和有機(jī)質(zhì)；健康元素Se。

此次評價單元采用第二次土地調(diào)查形成的土地利用現(xiàn)狀圖斑。當(dāng)１個圖斑中有２個以上數(shù)據(jù)時，用平均值進(jìn)行評價單元的指標(biāo)賦值。當(dāng)圖斑中沒有評價數(shù)據(jù)時，采用指數(shù)加權(quán)插值法賦值。

1.3.2

評價等級劃分。按照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）［18］要求，依據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)對研究區(qū)進(jìn)行土壤養(yǎng)分地球化學(xué)等級、土壤酸堿度分級、土壤環(huán)境地球化學(xué)等級和土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)評價

客觀評價土壤養(yǎng)分現(xiàn)狀，摸清土壤肥力水平，對于指導(dǎo)科學(xué)合理施肥十分必要［3］。研究區(qū)土壤養(yǎng)分單指標(biāo)評價結(jié)果見表1，研究區(qū)總氮含量主要以豐富和較豐富為主，面積共10 127.6 hm2，占研究區(qū)總面積的87.72%；總磷含量主要以豐富和較豐富為主，面積分別為5 432.2和3 006.1 hm2，分別占研究區(qū)總面積的47.05%和26.04%；總鉀含量主要以豐富和較豐富為主，面積分別為7 568.9和3 202.9 hm2，分別占研究區(qū)總面積的65.56%和27.74%；有機(jī)質(zhì)較豐富土壤面積最大，占研究區(qū)總面積的40.86%，豐富和中等土壤面積分別占研究區(qū)總面積的22.26%和32.76%。土壤養(yǎng)分綜合評價結(jié)果（圖2）表明，表層土壤養(yǎng)分綜合等級以豐富和較豐富為主，面積分別為5 399.5和5 016.4 hm2，分別占研究區(qū)總面積的46.77%和43.45%，廣泛分布于全區(qū)；較缺乏和缺乏面積共59.4 hm2，占研究區(qū)總面積的0.51%，散布于汶川縣的青坡村、索橋村、蘿卜寨村一帶，主要是總磷和總鉀的缺乏引起的，所以這一區(qū)域內(nèi)應(yīng)針對性增施磷肥和鉀肥。

從不同土地利用類型土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級面積統(tǒng)計（表2）可以看出，不同土地利用類型養(yǎng)分豐缺程度明顯不同。養(yǎng)分豐富土壤，園地中的面積最大，其次為林地；養(yǎng)分較豐富和中等土壤，各土地利用類型差別不大；養(yǎng)分缺乏土壤均在園地中，有5.5 hm2。

2.2 土壤環(huán)境質(zhì)量地球化學(xué)評價

研究區(qū)土壤重金屬單指標(biāo)環(huán)境質(zhì)量等級均以無風(fēng)險為主（表3）。土壤環(huán)境質(zhì)量綜合分級結(jié)果（圖3）表明，研究區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量以無風(fēng)險為主，面積為11 022.1 hm2，占研究區(qū)總面積的95.47%；風(fēng)險可控面積512.8 hm2，占研究區(qū)總面積的4.44%，連片分布在汶川縣的芤山村、青坡村、索橋村和蘿卜寨村一帶；風(fēng)險較高的面積10.3 hm2，占研究區(qū)總面積的0.09%，點(diǎn)狀分布在汶川縣的青坡村和索橋村。土壤環(huán)境質(zhì)量整體良好，風(fēng)險較高的土壤受As元素影響，主要與二疊系灰?guī)r的次生富集有關(guān)［15］。

從不同土地利用類型土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級面積統(tǒng)計（表4）可以看出，研究區(qū)內(nèi)無風(fēng)險土壤中，園地中的面積最大，為3 219.7 hm2，其次為林地，為3 045.9 hm2；風(fēng)險可控土壤中，旱地中面積最大，為164.7 hm2，園地中面積為130.7 hm2，草地中面積為117.7 hm2，林地中面積為45.9 hm2；風(fēng)險較高的土壤全部為草地，面積為10.3 hm2。

2.3 土壤質(zhì)量綜合地球化學(xué)評價 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級與土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級疊加最終形成土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級（圖4）。評價結(jié)果表明：研究區(qū)以優(yōu)質(zhì)土壤為主，占研究區(qū)總面積的86.69%；良好土壤占研究區(qū)總面積的8.39%，零星分布于全區(qū)；中等土壤占研究區(qū)總面積的4.78%，主要分布在汶川縣的芤山村、青坡村、索橋村、蘿卜寨村；差等和劣等土壤較少，分別占研究區(qū)總面積的0.05%和0.09%，零星分布在汶川縣的青坡村、索橋村。

2.4 綠色食品產(chǎn)地適宜性評價

根據(jù)《綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》（NY/T 391—2013）標(biāo)準(zhǔn)［21］，對研究區(qū)農(nóng)用地（指旱地和園地）綠色食品產(chǎn)地適宜性進(jìn)行評價，綠色食品產(chǎn)地分布見圖5。研究區(qū)有綠色AA級農(nóng)用地4 968.3 hm2，占研究區(qū)農(nóng)用地總面積的86.16%，研究區(qū)可供開發(fā)的綠色土地資源豐富。

2.5 富硒農(nóng)用地評價

根據(jù)《綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量》（NY/T 391—2013）［21］、《無公害農(nóng)產(chǎn)品 種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境條件》（NY/T 5010—2016）［22］對富硒農(nóng)用地（0.4≤Se≤3.0）進(jìn)行評價，結(jié)果表明（圖6），研究區(qū)共有富硒農(nóng)用地406.7 hm2，其中達(dá)到綠色級標(biāo)準(zhǔn)的富硒農(nóng)用地面積為238.3 hm2，占富硒農(nóng)用地總面積的58.60%；剩余富硒農(nóng)用地達(dá)到無公害食品產(chǎn)地條件的面積為50.8 hm2，占富硒農(nóng)用地總面積的12.49%。根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)等情況，可以開發(fā)適合經(jīng)濟(jì)發(fā)展的富硒產(chǎn)業(yè)。根據(jù)富硒農(nóng)用地的分布（圖6），此次調(diào)查共圈定出3塊可供連片開發(fā)的富硒綠色無公害開發(fā)區(qū)，分別為茂縣的甘青村—坪頭村一帶、茂縣的殼殼村一帶、汶川縣的牛腦寨村—白水村一帶。結(jié)合觀光旅游、休閑采摘等項(xiàng)目，發(fā)展富硒特色農(nóng)業(yè)具有較好前景。

2.6 農(nóng)產(chǎn)品安全性評價

近年來汶川縣和茂縣特色水果的種植生產(chǎn)發(fā)展迅速，在地區(qū)經(jīng)濟(jì)中所占比例越來越大，甜櫻桃和羌脆李種植面積較大，為當(dāng)?shù)靥厣拇?。此次研究采集紅櫻桃、羌脆李和蓮花白各15件，所有農(nóng)產(chǎn)品樣品中重金屬均未超標(biāo)［《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》（GB 2762—2022）］［23］。紅櫻桃硒含量為0.001～0.005 mg/kg，羌脆李硒含量為0.001～0.004 mg/kg，蓮花白硒含量為0.011～0.026 mg/kg。根據(jù)《中國富硒食品硒含量分類標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（HB001T—2013）［24］，研究區(qū)15件蓮花白樣品均為富硒蔬菜（Se≥0.01 mg/kg）。因此，研究區(qū)農(nóng)產(chǎn)品（水果、蔬菜）安全無污染，產(chǎn)出的天然富硒高山蔬菜可用于開發(fā)安全富硒農(nóng)產(chǎn)品。

3 結(jié)論

（1）研究區(qū)土壤養(yǎng)分含量豐富，且園地面積占比最大。土壤環(huán)境清潔，土壤環(huán)境質(zhì)量綜合等級以無風(fēng)險為主，面積占比95.47%，園地面積占比最大，局部土壤環(huán)境質(zhì)量較差主要是由于二疊系地層中成土母質(zhì)As和Cd元素高背景值影響，風(fēng)險較高的土壤全部為草地，對農(nóng)產(chǎn)品安全無影響。土壤質(zhì)量優(yōu)良，土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級以優(yōu)質(zhì)為主，占研究區(qū)總面積的86.69%。

（2）研究區(qū)內(nèi)達(dá)到綠色AA級農(nóng)用地4 968.3 hm2，占研究區(qū)農(nóng)用地總面積的86.16%。綠色土地資源豐富，可供大面積開發(fā)綠色農(nóng)產(chǎn)品的前景十分樂觀，建議地方政府可根據(jù)調(diào)查成果，結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品種植情況，開發(fā)特色綠色農(nóng)產(chǎn)品，打造特色農(nóng)產(chǎn)品地理標(biāo)志知名品牌。

（3）研究區(qū)共有富硒農(nóng)用地406.7 hm2。根據(jù)富硒農(nóng)用地分布，此次調(diào)查共圈定出3塊可供連片開發(fā)的富硒綠色無公害開發(fā)區(qū)，分別為茂縣的甘青村—坪頭村一帶、茂縣的殼殼村一帶、汶川縣的牛腦寨村—白水村一帶。結(jié)合觀光旅游、休閑采摘等項(xiàng)目，發(fā)展富硒特色農(nóng)業(yè)具有較好前景。

（4）研究區(qū)農(nóng)產(chǎn)品（水果、蔬菜）安全無污染，產(chǎn)出的天然富硒高山蔬菜可用于開發(fā)安全富硒農(nóng)產(chǎn)品。

參考文獻(xiàn)

［1］ 李長志，米振華，李金燕，等.江西省于都縣黃麟地區(qū)土質(zhì)量地球化學(xué)評價及開發(fā)建議［J］.能源與環(huán)保，2019，41（12）：98-101.

［2］ 賀靈，劉占元，周國華，等.土地質(zhì)量地球化學(xué)評價成果與若干問題探討：以浙江省金華市湯溪鎮(zhèn)為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2019，33（1）：152-160.

［3］ 劉國棟，崔玉軍，劉立芬，等.土地質(zhì)量地球化學(xué)評價方法研究與應(yīng)用：以黑龍江省宏勝鎮(zhèn)為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2017，31（1）：167-176.

［4］ 成杭新，楊忠芳.土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查支撐服務(wù)土地資源管理［J］.中國地質(zhì)調(diào)查成果快訊，2016，32（8）：5-7.

［5］ 滕龍妹，金艷花，梁邦利，等.多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查成果在土地規(guī)劃中的應(yīng)用探索：以嘉善縣為例［J］.浙江國土資源，2016（1）：25-26.

［6］ 徐宏林，胡紹祥，曾明中，等.仙桃市土地質(zhì)量地球化學(xué)評價成果推廣思路與建議［J］.資源環(huán)境與工程，2016，30（6）：839-842.

［7］ 陳銘，關(guān)濤，滕龍妹.土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查成果在浙江省土地利用規(guī)劃編制中的應(yīng)用研究［J］.上海國土資源，2018，39（1）：39-43.

［8］ 鮑麗然，李瑜，賈中民，等.耕地質(zhì)量地球化學(xué)評價及應(yīng)用研究：以重慶市榮昌區(qū)為例［J］.地球與環(huán)境，2018，46（1）：96-105.

［9］ 雷天賜，鮑波，徐宏林，等.粵桂湘鄂土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查服務(wù)優(yōu)質(zhì)土地資源規(guī)劃利用［J］.中國地質(zhì)調(diào)查，2020（132/133）：24-27.

［10］ 康鵬宇，劉傳朋，劉同，等.土地質(zhì)量地球化學(xué)評價方法研究與應(yīng)用：以山東省沂南縣東部地區(qū)為例［J］.山東國土資源，2022，38（7）：55-62.

［11］ 武春林，成歡，王瑞廷，等.陜西省西咸新區(qū)窯店鎮(zhèn)土地質(zhì)量地球化學(xué)評價及合理開發(fā)建議［J］.地質(zhì)調(diào)查與研究，2019，42（3）：225-234.

［12］ 于成廣，楊忠芳，楊曉波，等.土地質(zhì)量地球化學(xué)評估方法研究與應(yīng)用：以盤錦市為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2012，26（5）：873-878，909.

［13］ 何建剛.基于農(nóng)業(yè)地質(zhì)的福建光澤耕地質(zhì)量評價及其利用建議［J］.福建地質(zhì)，2021，40（2）：165-173.

［14］ 魏靜，李宏亮，羅建美，等.壩上地區(qū)土地質(zhì)量地球化學(xué)評估：以河北省尚義縣為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2014，28（3）：531-536.

［15］ 劉國棟，楊澤，戴慧敏，等.黑龍江省海倫市長發(fā)鎮(zhèn)土地質(zhì)量地球化學(xué)評價及開發(fā)建議［J］.地質(zhì)與資源，2020，29（6）：533-542.

［16］ 張傳華，王鐘書，劉力，等.地質(zhì)高背景區(qū)土壤-玉米重金屬綜合質(zhì)量評價［J］.環(huán)境科學(xué)，2023，44（7）：4142-4150.

［17］ 郭敏.地球化學(xué)方法在耕地質(zhì)量評價中的應(yīng)用及其意義［J］.四川地質(zhì)學(xué)報，2021，41（2）：326-329.

［18］ 中華人民共和國國土資源部.土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范：DZ/T 0295—2016［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

［19］ 生態(tài)環(huán)境部，國家市場監(jiān)督管理總局.土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）：GB 15618—2018［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2018.

［20］ 徐克全，趙禁，廖超.奧維卡片功能及ExceI技術(shù)在土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查中的應(yīng)用［J］.四川地質(zhì)學(xué)報，2021，41（3）：504-507.

［21］ 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.綠色食品 產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量：NY/T 391—2013 ［S］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2014.

［22］ 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部.無公害農(nóng)產(chǎn)品 種植業(yè)產(chǎn)地環(huán)境條件：NY/T 5010—2016［S］.北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2016.

［23］ 國家衛(wèi)生健康委員會，國家市場監(jiān)督管理總局.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量：GB 2762—2022［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2023.

［24］ 中國食品工業(yè)協(xié)會花卉食品專業(yè)委員會.中國富硒食品硒含量分類標(biāo)準(zhǔn)（試行）：HB001T—2013［S］.［出版地不詳］：［出版者不詳］，2013.