卢楠李刚

(1.陕西省土地工程建设集团有限责任公司，陕西 西安 710075；2.陕西地建-西安交大土地工程与人居环境技术创新中心，陕西 西安 712000；3.自然资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室，陕西 西安 710075；4.陕西省土地整治工程技术研究中心，陕西 西安 710075；5.陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，陕西 西安 710075)

引言

我国的金矿资源丰富，且分布广泛，除上海市、香港特别行政区外，全国各个省(区、市)都有金矿产出。中国黄金协会发布的《中国黄金年鉴2021》显示，截至2020年底，全国黄金查明资源储量为14131.06万t，比上年净增596.1t，同比增长4.22%。仅2020年我国黄金产量为365.345t，较去年同期减少14.881t，同比下降3.91%[1]。我国黄金生产和消费量连年上升。金矿这一重要资源，不但对发展国民经济具有重要意义，还对保障国防安全、规避金融风险、发展高新技术产业等方面起到重要作用[2,3]。

陕西省潼关县北濒黄河，因盛产黄金远近闻名。习近平总书记多次强调，要将生态环境保护和生态文明建设作为重点工作，也对黄河流域生态保护和高质量发展提出了具体要求[4]。矿区多数分布有农田、林地等不同土地利用形式，开展金矿区土壤环境质量调查，掌握土壤环境质量状况，改善土体耕层质量，推动矿区农业生产恢复，促进产能提升，也是坚定贯彻习近平生态文明思想，坚持生态优先、绿色发展的工作落实。

1 研究区概况

研究区域位于陕豫交界的小秦岭金矿区内，地理坐标E34°30′56″～34°31′21″，N110°19′23″～110°19′56″。小秦岭金矿区是我国4大黄金产区之一[5]，主要开采石英脉型金矿，家庭作坊式提金一度非常盛行，高投入、高消耗、低效益、粗放式的生产方式，导致提金尾矿渣多数未经处理，直接排弃，导致河流和土壤受到重金属不同程度的污染，研究区内土壤类型属黄墡土亚类。研究区位置示意图如图1所示。

2 试验材料与方法

2.1 土壤样品采集

为全面掌握潼关金矿区不同土地利用现状表层(0～30cm)养分状况，采集了土壤样品，对其有机质、有效钾、全氮、pH等指标含量进行监测，进而开展分级评价。在潼关金矿区具有典型尾渣堆存状况的某村开展采样工作，分别在尾渣区、农田区和林地区采用梅花采样法，随机采集0～5cm、5～15cm和15～30cm等不同土层深度土壤样品合计9个，经四分法选取不少于1kg去除砾石、杂物及植物根系等进行自然风干。采样时应详细记录每一采样点的GPS信息、土地利用现状、有无施肥情况等信息。

2.2 样品的处理及测定

风干后的土壤样品研磨后分别过直径2mm、1mm和0.149mm的尼龙筛，完成所采土壤样品的前处理工作。土壤pH测定方法参照NY/T 1377-2007，有机质测定方法参照LY/T 1237-1999，速效钾测定方法参照NY/T 889-2004，速效钾测定方法参照NY/T 53-1987。

2.3 数据处理

土壤pH、有机质、全氮、速效钾含量分级评价标准采用全国第二次土壤普查，见表1。

表1 全国第二次土壤普查分级标准

3 结果与讨论

3.1 研究区表层土壤pH、电导率

研究区不同土地利用现状表层(0～30cm)土壤pH、电导率见表2。由表2可知，研究区不同土地利用现状表层土壤中pH的变化范围为7.48～8.17，pH最小值出现于尾渣样品，最大值则出现在金矿区土地利用现状为林地的表层土壤样品。对pH的平均值进行分析发现，尾渣样品pH值低于林地表层土壤样品，农田表层土壤样品pH值最高，可能与原生矿物类型以黄铁矿居多有关，所以尾渣的酸碱度会普遍低于农田土壤和林地土壤。土壤样品电导率平均值农田高于尾渣，高于林地，在138.50～1171μS·cm-1波动，以农田土壤样品电导率的变异系数最大，这个结果与农田存在施肥、灌溉等管护措施等直接相关。尾渣和林地土壤样品电导率值的变化范围则相对要小，进一步说明人为管护对数值变化的重要影响。与全国第二次土壤普查分级标准相比，不论是尾渣、农田或林地表层土壤均属弱碱性土壤。

表2 研究区表层土壤pH、电导率含量情况

3.2 研究区表层土壤总碳(TC)、总有机碳(TOC)和有机质

研究区表层土壤总碳(TC)、总有机碳(TOC)和有机质含量不仅代表土壤的碳储量，碳的活跃状态，也是土壤供应养分能力以及肥力的主要表征指标之一[6]。研究区表层土壤总碳(TC)、总有机碳(TOC)和有机质含量情况见表3。不同土地利用现状表层土壤中总碳(TC)、总有机碳(TOC)和有机质平均含量与种植情况、种植类型、种植周期等相关。农田、林地表层土壤总碳(TC)平均含量高于无任何植被覆盖的尾渣16.0%～34.5%，总有机碳(TOC)和有机质含量是尾渣样品平均含量的2.68～4.03倍。尤其是林地表层土壤有机质平均含量高于农田表层土壤有机质含量50%以上，这个结果可能是由于天然林地表层土壤往往累积大量枯落物，是进行生物降解的主要发生层，而农田土壤因种植作物及收获等原因需经常翻旋，进而导致农田表层土壤有机质平均含量可能略低于林地表层土壤有机质含量。参照全国第二次土壤普查分级标准，尾渣有机质含量极缺乏、农田表层土壤有机质含量范围均处于很缺乏水平，即最大值也处于很缺乏水平。

表3 研究区表层土壤总碳(TC)、总有机碳(TOC)和有机质含量情况

3.3 研究区表层土壤全氮和速效钾

研究区不同土地利用现状表层(0～30cm)土壤中全氮和速效钾含量见表4。土壤速效钾是植物可以直接利用的形态，因而，评价土壤表层速效钾含量对于表征土壤钾肥丰缺情况具有重要意义。研究区内速效钾平均含量范围为19.86～85.85mg·kg-1，与有机质平均含量趋势相一致，速效钾、全氮等指标最小值均为尾渣样品，含量最大值均为林地表层土壤样品。主要原因是尾渣在生产过程中经研磨、洗选、药物浸提等工艺，主要成分以二氧化硅等为主，不具备土壤的吸附、胶结等功能，导致所含养分元素含量下降。从变异系数大小情况来看，农田表层土壤各土层深度测定指标含量变化范围显著小于尾渣和林地表层土壤样品。参照全国第二次土壤普查分级标准，尾渣全氮、速效钾含量均处于极缺乏水平；农田表层土壤全氮含量均处于极缺乏水平，速效钾含量均处于很缺乏水平；林地表层土壤全氮含量均处于很缺乏水平，速效钾含量均处于缺乏水平。

表4 研究区表层土壤全氮和速效钾含量情况

曾有学者按照冬小麦相对产量的55%、75%、85%和95%为临界值，将土壤养分分为极高、高、中、低、极低5个级别，建议土壤速效钾临界值表分别为>190mg·kg-1、150～190mg·kg-1、110～150mg·kg-1、70～110mg·kg-1、<70mg·kg-1[7]，建议矿区农田按照此建议量合理施用肥料。

4 结论

研究区土壤属弱碱性，但要防止受尾渣所含黄铁矿成分影响，在堆存缺氧情况下酸化的情况发生。农田土壤主要养分指标均处于很缺乏-极缺乏水平，亟需加强水肥管理，提高土壤肥力水平，同时应注意提高化学肥料的利用效率，改进施肥方式，避免因施肥引起环境污染问题。