和县土地质量地球化学调查评价及开发建议

2021-03-03董旭姜明亮汤明昂正娇

安徽农学通报 2021年3期

董旭　姜明亮　汤明　昂正娇

摘要：为了解和县土地质量现状，明确有益元素、有害元素等指标含量水平其及对土地质量的影响程度，开展1∶50000土地质量地球化学调查评价，采集表层土壤样品5161件，测定土壤样品中25项元素指标，综合评价得到土地质量综合等级。结果表明，研究区内土地质量总体良好，一等（优质级）土地143.50km2;二等（良好级）土地576.04km2;三等（中等级）土地为150.55km2;四等（差等级）土地10.79km2;五等（劣等级）土地为1.43km2。富硒土壤资源分布面积为11979hm2;其中有2个绿色无公害富硒土壤区，面积为2683hm2;有2个富硒土壤潜力区，面积为9296hm2。

关键词：和县;土地质量;富硒;开发建议

中图分类号 F301文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）03-0104-04

随着人们生活水平的提高，农产品的质量安全越来越受到重视，土壤作为农产品生产的基本资源，为农作物提供了养分和根基空间[1]。土地质量地球化学调查评价是土壤调查为主，并辅以大气干湿沉降物、农作物及灌溉水等地球化学调查，通过对土地中有益、有害元素等指标含量水平及对土地质量的影响程度，对土地质量进行科学量化评价及级别划分（DZ /T 0295-2016）[2]。目前，我国在土地质量地球化学调查与评价方面已取得了大量的研究成果，如：黄祖波等[3]对信宜县油山区土地质量进行量化评价，并提出了土地开发建议;皱勇军等[4]对崇义县上堡梯田土地质量地球化学进行了评估，并提出了土地开发建议;吴辉明等[5]对都县盘古山地区土地质量进行了量化评价;范薇等[6]对新疆若羌县土壤质量地球化学进行了定量评价;刘冰权[7]对江西丰城董家-尚庄地区土地质量地球化学进行了评价方法的研究;魏静等[8]对坝上地区土地质量地球化学进行了评估;王文俊等[9]对福建省寿宁县土地质量进行了评估;陶春军等[10]对安徽省滁州地区土地质量地球化学进行了评估;于广成等[11]对于土地质量地球化学调查评估方法进行了研究。

和县素有“鱼米之乡”之称，是中国蔬菜之乡，年产各种蔬菜110万t，销往全国100多个大中城市，并出口至港澳台、韩国、日本、阿联酋等地。对和县进行土地质量地球化学调查评价，及时了解土壤状况，对土地管护、特色土地资源开发利用等具有重大意义。为此，本研究以和县为调查对象，开展1∶50000土地质量地球化学调查评价工作，基本查明土壤、大气干湿沉降物及灌溉水地球化学质量，划分土地质量地球化学等级，研究土壤有益、有害元素地球化学组成、分布分配特征及其影响因素，进行生态环境及土地利用适宜性评价及区划，以期为土地管护、特色土地资源开发利用等提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况和县位于安徽省东部，地处东经118°04′29″～118°29′52″，北纬31°22′31″～32°03′46″，国土总面积为1318km2。该区地势由西北向东南倾斜，南部及沿江一帶地势较为平坦，沟河港汊纵横交错，坑塘、水库星罗棋布;西北部多为丘陵、岗地。属北亚热带湿润气候区，多年平均气温15.8℃，多年平均降水量1067mm，多年平均蒸发量1487.8mm，光照充分，热量条件较好，无霜期长。夏季以偏南风为主，冬季以偏北风为主。和县主要经济作物有水稻、小麦、蔬菜等。沿长江一带土壤pH主要为碱性，其余地区以酸性为主。成土母质类型主要有长江冲积物、下蜀黄土、河流冲积物、湖积物、石灰岩残积坡积物、硅质岩残积坡积物、红色砂岩残积坡积物等。土壤类型主要有石灰土、黄棕壤、潮土、水稻土等。

1.2 样品采集与测试本次调查工作样品点布置采用1km×1km网格加图斑的方式，在网格内以耕地优先的原则下，并结合地质背景进行布设。本次土壤调查以农田为主，山地以了解为主适当部署少量样点。采集表层土壤样品5161件，采样深度为0～20cm，农田采样密度为5.18个/km2，山地局部采样密度为3.42个/km2，山地局部采样密度约为3.42个/km2。土壤样品经自然风干、人工磨碎后过20目尼龙筛，称取200g正样装牛皮纸袋内送至“安徽省地质实验研究所”进行检测分析，称取450g副样装塑料瓶内，放入库房留作备用。本次分析元素检测指标为：As、B、Cd、Cr、Cu、F、Hg、I、Mn、Mo、N、Ni、P、Pb、S、Se、Zn、TFe2O3、MgO、CaO、K2O、有机质、碱解氮、速效钾、有效磷共25项。

1.3 数据处理采用重复样的相对误差及其合格率，评价地球化学样品采集的质量水平。计算相对偏差的公式为RD（%）=|（A1-A2）|/（A1+A2）×100。本次采用阈值RD≤33%为合格，小于此值的为合格的分析数据，要求各元素或指标相对误差合格率≥85%。标准控制物进行质量控制，要求标准样品符合《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-2016）（以下简称“评价规范”）的误差要求，内检样品合格率不低于90%。数据处理采用《土地质量地球化学调查与评价数据管理与维护（应用）子系统》、GeoChem Studio1.5.8等进行整理与统计分析，剔除异常值后统计地球化学特征参数，采用ArcMap 10.2软件中Kring泛克里格法网格化模型绘制土地质量地球化学综合等级图。

2 土地质量地球化学调查评价标准

2.1 土壤养分等级划分标准本文评价以评价规范及相关的行业规范为评价依据，将调查评价区内B、Cu、Mn、Mo、N、P、S、Zn、TFe2O3、K2O、CaO、MgO、Se、I、F、有机质、碱解氮、速效钾、有效磷等19种有益元素作为本次的评价指标，含量划分为5个等级，分别为：1等（丰富）、2等（较丰富）、3等（中等）、4等（较缺乏）、5等（缺乏）。土壤养分地球化学综合等级划分，是在N、P、K土壤指标养分地球化学等级划分的基础上，采用加法模型，利用下面公式逐层计算评价单元各评价指标综合的指数，计算土壤养分地球化学综合得分[f养综]：

式中：f养综为综合指数，[1≤f养综≤5];ki为N、P、K权重系数，分别为0.4、0.4、0.2;fi为土壤N、P、K的单元素等级得分，单指标评价结果为1等、2等、3等、4等、5等时所对应的fi得分分别为5分、4分、3分、2分、1分。土壤养分地球化学综合等级划分为：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 土壤环境等级划分标准土壤中As、Cd、Cr、Pb、Hg、Ni、Cu、Zn的环境质量等级划分按照公式[Pi=Ci/Si]计算土壤中污染物指标i的单项污染指数[Pi]，[Ci]为土壤中i指标的实测浓度;[Si]为污染物i在《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618）[12]中给出的二级标准值。综合等级划分是在单指标土壤环境地球化学等级划分的基础上，每个评价单元的土壤环境地球化学综合等级等同于单指标划分出的环境等级最差的等级。具体划分为5个等级，分别为：1等清洁（P≤1）、2等尚清洁（1

3 土地质量地球化学等级评价结果

3.1 土壤养分化学评价等级和县地区土壤养分地球化学综合等级以2等和3等为主，面积之和为778.20km2，两者比例占到了评价区面积的88.2%;其次是4等面积为93.14km2，占到了评价区面积的10.56%;1等和5等最少，面积之和为10.99km2，两者比例占到了评价区面积的0.75%。总体来说，调查区土壤中N、P、K组成的土壤养分综合含量适宜，丘陵岗地缺乏，土壤肥力情况较好。Mn、Mo、S以及有效磷总体上适中，但部分地区存在缺乏;Se、I含量宜，F含量较丰富，且部分地区存在F过剩。

3.2 土壤环境地球化学评价等级和县地区土壤环境地球化学综合等级划分以1等（清洁）为主，面积为814.34km2，占到了評价区总面积的92.29%;2等（较丰富）面积为60.66km2，占评价区总面积的6.87%;存在极少量的3等（轻度污染）、4等（中度污染）的评价区，占评价区总面积的不到1%。从空间分布来看，土壤3等（轻度污染）、4等（中度污染）环境质量评价区主要分布于西北部丘陵地局部地区。

3.3 土地质量地球化学综合评价等级土地质量地球化学综合等级评价结果见表1和图1。1等（优质）面积为143.50km2，占评价区总面积的16.26%;2等（良好）面积为576.04km2，占评价区总面积的65.29%;3等（中等）面积为150.55km2，占评价区总面积的17.06%;4等（差等）和5等（劣等）较少，两者总面积为12.22km2，仅占评价区总面积的1.38%。从空间上看，1等（优质）土壤主要分布在沿江一带及石杨镇的北部，其他地区存在零星分布;2等（良好）土壤分布在县域内的大部分地区，3等（中等）土壤主要分布在西北部的丘陵区和功桥镇北部的长建村-考塘村一带，4等（差等）和5等（劣等）零星分布在县域内。

4 富硒资源开发与土地规划利用

4.1 富硒资源和和县地区经评价具有富硒（硒含量≥0.4mg/kg）土壤资源分布面积为11979hm2，其中优质的富硒资源为6803hm2，占全部富硒面积的57.79%。富硒士壤分布及开发建议图是依据土壤富硒集中连片且土壤环境等级均为清洁等级划分为绿色无公害富硒土壤区，其他富硒地区划分为富硒土壤区，为开发利用优质富硒资源提供建议（见图2）。依据以上富硒土壤划分原则，和县地区共划分2个绿色无公害富硒土壤区分别为：SY1（木林村富硒产业开发适宜区），面积1283hm2，可开发富硒产业有旅游开发、农产品种植、农牧业等;SY2（新塘村富硒产业开发适宜区），面积1400hm2，可开发富硒水稻、经济农作物熟菜瓜果等;2个富硒土壤潜力区分别为：QL1（半月湖富硒产业开发潜力区），面积8707hm2，可开发富硒产业有旅游开发、农产品种植、农牧业等;QL2（城东富硒产业开发潜力区），面积589hm2，可开发富硒水稻、经济农作物等。

4.2 土地利用规划

4.2.1 蔬菜基地建设区在江心洲及城南蔬菜区中水网发育、交通便利、养分适中等适合进一步扩大发展蔬菜种植基地分布面积;以碱性环境种植的辣椒各项重金属并未超标。经评价在蔬菜种植区已存在825hm2（占蔬菜种植面积的11%），轻微重金属及有机物污染的土壤，应加强土壤及农作物动态监测。

4.2.2 优质粮油分布区中东部沿功桥镇-西埠镇-香泉镇一线及沿滁河流域善厚镇-石杨镇的大片平原水稻主产区，交通便利，水源丰富，土壤养分适中，尚无重金属污染的广大地区均可以作为重要的粮食生产基地，部分区养分丰缺差异明显应参照调查成果合理施肥，实现提质增效的目的。

4.2.3 林业及旅游开发区西北部丘陵区土地质量相对较差，地势偏高，交通不便，建议在地势较高的地区种植林木，既可以防止水土流失，又可以作为工业原料林基地，可以发展富硒产业、经济林、果林。局部轻微镉污染与富硒同源，加强研究开发差异化择优吸收的农作物。结合生态城市建设和居民消费需求增长，区域与半月湖-鸡笼山生态环境保护区重叠生产具有较好的旅游和养生发展前景。

5 调查评价

（1）调查区土壤养分地球化学综合等级以2等和3等为主，面积之和为778.20km2，两者比例占到了评价区面积的88.2%;其次是4等，面积为93.14km2，占到了评价区面积的10.56%;1等和5等最少，面积之和为10.99km2，两者比例仅占评价区面积的0.75%。土壤中N、P、K综合含量适宜，丘陵岗地缺乏，土壤肥力总体情况较好。碱解氮、速效钾及有机质等较丰富;Mn、Mo、S及有效磷总体适中，但部分地区缺乏;Se、I含量适宜，F含量丰富，且少数地区过剩。

（2）调查区土壤环境地球化学综合等级划分以1等（清洁）为主，面积为814.34km2，占到了评价区总面积的92.29%;2等（较丰富）面积为60.66km2，占评价区总面积的6.87%;存在极少量的3等（轻度污染）、4等（中度污染）的评价区，占评价区总面积的不足1%。从空间分布来看，土壤3等（轻度污染）、4等（中度污染）环境质量评价区主要分布于西北部丘陵地局部地区。

（3）调查区土地质量地球化学综合等级评价结果表明，一等（优质级）土地143.50km2;二等（良好级）土地576.04km2;三等（中等级）土地为150.55km2;四等（差等级）土地10.79km2;五等（劣等级）土地为1.43km2，影响区内土地地球化学质量的主要环境因素以土壤环境镉元素为主，与养分缺乏，两者叠加后造成土地地球化学质量差等级和劣等级的出现。

（4）调查区富硒土壤资源分布面积为11979hm2，其中优质的富硒土地资源为6803hm2，占全部富硒面积接57.79%。富硒土地主要分布在石杨镇和善厚镇，其次是功桥镇。土地利用现状以林地和耕地为主，优质富硒资源多分布在耕地中。有2个绿色无公害富硒土壤区，面积为2683hm2;2个富硒土壤潜力區，面积为9296hm2。

参考文献

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