寧夏利通區(qū)土壤地球化學(xué)特征研究

桑 立

寧夏回族自治區(qū)國(guó)土資源調(diào)查監(jiān)測(cè)院，寧夏銀川 750001

1 研究方法

寧夏利通區(qū)土壤地球化學(xué)特征研究數(shù)據(jù)采用寧夏吳忠市1:50000富硒土地質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià)成果數(shù)據(jù)，樣品采集參照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）內(nèi)容。評(píng)價(jià)指標(biāo)參照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）給出的評(píng)價(jià)指標(biāo)，本次研究進(jìn)行“土壤養(yǎng)分單指標(biāo)等級(jí)”評(píng)價(jià)的指標(biāo)有：有機(jī)質(zhì)、N、P、K、B、Mn、Se、Mo、Ca、Mg、S、Fe、I、F、Cu、Zn、Co；“土壤養(yǎng)分綜合等級(jí)”評(píng)價(jià)的指標(biāo)有：全氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)；進(jìn)行“土壤環(huán)境單指標(biāo)等級(jí)”評(píng)價(jià)的指標(biāo)有：pH、As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn；進(jìn)行“土壤環(huán)境綜合等級(jí)”評(píng)價(jià)的指標(biāo)有：As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn。土壤地球化學(xué)特征研究在對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值剔基礎(chǔ)上進(jìn)行背景值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、極值以及變異系數(shù)等地球化學(xué)參數(shù)計(jì)算，從而描述各元素或指標(biāo)的分布特征。在對(duì)研究區(qū)進(jìn)行土壤元素地球化學(xué)特征研究的基礎(chǔ)上進(jìn)一步針對(duì)土壤類(lèi)型以及土地利用類(lèi)型進(jìn)行地球化學(xué)指標(biāo)參數(shù)計(jì)算。

2 研究區(qū)土地質(zhì)量評(píng)價(jià)及分布

土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)是以土地利用類(lèi)型（主要為農(nóng)業(yè)用地）圖斑為基本評(píng)價(jià)單元，基于圖斑內(nèi)的表層土壤樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行土壤養(yǎng)分、環(huán)境評(píng)價(jià)。最終疊加養(yǎng)分、環(huán)境、大氣環(huán)境以及灌溉水環(huán)境評(píng)價(jià)結(jié)果形成土地質(zhì)量綜合等級(jí)評(píng)價(jià)。

2.1 土壤養(yǎng)分等級(jí)

2.1.1 土壤單指標(biāo)養(yǎng)分等級(jí)

利通區(qū)土壤氮、堿解氮、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)養(yǎng)分等級(jí)劃分情況根據(jù)《寧夏測(cè)土配方施肥技術(shù)》（2009年）中自流灌區(qū)糧食作物土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)劃分為三等（豐富、中等、缺乏），我地區(qū)按照土壤磷、鉀、硼、鈣、鈷、銅、氟、鐵、碘、鎂、錳、鉬、硫、鋅、硒養(yǎng)分等級(jí)劃分情況有很大不同。

氮元素在土壤中較為缺乏，“豐富”區(qū)僅為41.03km2，占比為8.17%，主要分布于金積鎮(zhèn)—馬蓮渠鄉(xiāng)—高閘鎮(zhèn)一線以及波浪湖村—樣馬湖村一線，此外，在金積鎮(zhèn)以西、金銀灘鎮(zhèn)以西及新華橋村零星分布，雖然“豐富”區(qū)面積很小，分布規(guī)律明顯，主要分布于灌淤土之中，且均為耕地區(qū)；相比土壤“全氮”土壤堿解氮“豐富”區(qū)面積有所增加，為68.06km2，占比為13.56%，主要分布于金積鎮(zhèn)以西，金銀灘鎮(zhèn)以東，高閘鎮(zhèn)以北的大部分區(qū)域，此外在研究區(qū)北部，東塔寺鄉(xiāng)北部的部分地塊也有分布；土壤磷元素“豐富”區(qū)面積為107.91km2，占比為21.50%；“較豐富”區(qū)面積為223.16km2，占比為44.45%；“豐富”區(qū)及“較豐富”區(qū)在研究區(qū)中北部大面積分布，在高閘鎮(zhèn)—扁擔(dān)溝鎮(zhèn)一線亦有大面積的“較豐富”區(qū)分布。此外，由于涉及元素和相關(guān)數(shù)據(jù)、占比等數(shù)量巨大，不再一一解釋。

2.1.2 土壤養(yǎng)分綜合等級(jí)

利通區(qū)“土壤養(yǎng)分綜合等級(jí)”情況是基于土壤全氮、速效磷、速效鉀及有機(jī)質(zhì)的單指標(biāo)等級(jí)而進(jìn)行劃分。參與評(píng)價(jià)的環(huán)境指標(biāo)包括：砷、鎘、鉻、銅、鋅、汞、鎳、鉛、pH。

研究區(qū)養(yǎng)分“豐富”區(qū)面積為103.43km2，占比為20.6%，分布于漢渠以北及以東的大部分地區(qū)，主要為東塔寺鄉(xiāng)北部的新華橋村及新接堡村、金積鎮(zhèn)西北部、馬蓮渠鄉(xiāng)、波浪湖村—楊馬湖村一線、高閘鎮(zhèn)以東、馬家湖村等；“中等”區(qū)面積為251.19km2，占比為50.04%，在研究區(qū)中北部與“豐富”區(qū)穿插分布，在研究區(qū)南部主要分布于漢渠以南-東干渠以北的區(qū)域，此外，在扁擔(dān)溝鎮(zhèn)東部也有分布；“缺乏”區(qū)面積為147.39km2，占比為29.36%，廣泛分布于研究區(qū)中南部，在研究區(qū)北部則零星分布。

2.2 研究區(qū)土壤環(huán)境等級(jí)評(píng)價(jià)及分布

利通區(qū)內(nèi)存在一定的土壤污染問(wèn)題：“一等”的清潔土地面積為499.52km2，占比99.6%；“二等”的輕微污染土地面積為1.92km2，占比0.4%，輕微污染地塊位于東塔寺鄉(xiāng)東部、銀西高速與秦渠交叉點(diǎn)向東約2km處、金積鎮(zhèn)城區(qū)一帶、高閘鎮(zhèn)城區(qū)西向約2km處以及344國(guó)道與東干渠交匯處向南約1km處，共7個(gè)污染區(qū)域。

2.3 研究區(qū)土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)及分布

利通區(qū)土地質(zhì)量綜合等級(jí)情況：“優(yōu)質(zhì)”土地面積為102.51km2，占比20.42%，主要分布于漢渠以北及以東的區(qū)域及調(diào)查區(qū)最北端新華橋村—新接堡村一帶。“良好”土地面積為249.84km2，占比49.77%，在調(diào)查區(qū)中北部大面積分布；“中等”土地面積為149.19km2，占比29.72%，分布于調(diào)查區(qū)中南部，此外，在調(diào)查區(qū)北部的金積鎮(zhèn)—板橋鄉(xiāng)一帶以及調(diào)查區(qū)東部金銀灘鎮(zhèn)一帶亦有分布。

3 利通區(qū)土壤地球化學(xué)特征

3.1 利通區(qū)土壤元素地球化學(xué)特征

由調(diào)查數(shù)據(jù)可知，氮、磷、硫及有機(jī)質(zhì)這4項(xiàng)變異性較強(qiáng)的指標(biāo)在不同土壤類(lèi)型中的含量表現(xiàn)出較大的差異性，其他指標(biāo)除了在灌淤土中顯著富集之外，在不同土壤類(lèi)型中含量較為均一。灌淤土中各元素指標(biāo)含量較其他土壤類(lèi)型顯著富集，灰鈣土則相對(duì)貧乏。研究區(qū)土壤營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)含量總體趨勢(shì)表現(xiàn)為：灌淤土＞潮土＞新積土＞鹽土＞風(fēng)沙土＞灰鈣土。并且對(duì)于不同土地利用類(lèi)型元素地球化學(xué)特征也呈現(xiàn)出不同，研究區(qū)不同土地利用類(lèi)型營(yíng)養(yǎng)元素含量分布差異較大，水田中土壤營(yíng)養(yǎng)元素整體含量較高，水澆地及果園土壤營(yíng)養(yǎng)元素含量差別不大且顯著低于水田。

利通區(qū)環(huán)境指標(biāo)主要從不同土壤類(lèi)型和不同土地利用類(lèi)型進(jìn)行研究。根據(jù)獲得數(shù)據(jù)可知，研究區(qū)土壤酸堿度最小值為7.96，最大值為9.07，整體處于堿性環(huán)境。全鹽量平均含量為0.79mg/kg，總體處于“非鹽漬區(qū)”，僅個(gè)別采樣點(diǎn)達(dá)到“微鹽漬區(qū)”標(biāo)準(zhǔn)。重金屬元素相對(duì)于寧夏土壤背景值較為富集，但與“土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩查值”相比，整體處于較低水平。從變異程度來(lái)看，重金屬元素變異系數(shù)總體上較低，分布較為均勻。Cd、Hg及SSC變異系數(shù)分別達(dá)到32.24%、45.93%及36.91%，表現(xiàn)出較強(qiáng)的離散性。

3.2 土壤垂直剖面元素分布特征

本項(xiàng)目在研究區(qū)內(nèi)主要土壤類(lèi)型中共部署了12條土壤垂向剖面，根據(jù)垂向剖面元素分布特征，本文選取較為典型的4條進(jìn)行研究。

3.2.1 沖、洪積母質(zhì)灌於土

該土壤剖面深3m，在深度1.5m處水分含量較大，野外觀察記錄顯示剖面垂向沒(méi)有明顯的土壤結(jié)構(gòu)分層特征。其中，鐵、鋅、銅、鉬及硼在整個(gè)剖面中始終較為穩(wěn)定，隨著剖面深度變化并沒(méi)有明顯波動(dòng)；灌於土中重金屬含量總體處于較低水平，鉻、砷、鉛、鎘并沒(méi)有隨著剖面深度變化而變化，總體含量較為平穩(wěn)，但是汞含量卻隨著深度加深逐漸減少。

3.2.2 洪積母質(zhì)新積土

洪積母質(zhì)新積土中所含鐵、鋅、銅、鉬及硼在整個(gè)剖面中始終較為穩(wěn)定，隨著剖面深度變化并沒(méi)有明顯波動(dòng)；氟、碘及硒含量在整個(gè)剖面中始終較為穩(wěn)定，并且硒含量處于較低水平，說(shuō)明山前洪積母質(zhì)硒含量較低，難以形成富硒土壤。

該土壤中重金屬含量總體處于較低水平，并沒(méi)有隨著剖面深度變化而變化，總體含量較為平穩(wěn)。

3.2.3 洪積母質(zhì)灰鈣土

洪積母質(zhì)灰鈣土中鐵、鋅、硼含量在整個(gè)剖面中始終較為穩(wěn)定，隨著剖面深度變化并沒(méi)有明顯波動(dòng)。硒含量雖然在表層相對(duì)較低，但是含量在0.2mg/kg以上，依然處于富集狀態(tài)，在20～40cm處硒含量明顯富集，達(dá)到0.4mg/kg，隨后則趨于穩(wěn)定，這可能說(shuō)明母質(zhì)層是主要的硒源。重金屬含量總體處于較低水平，且相對(duì)穩(wěn)定。

3.2.4 沖積母質(zhì)灰鈣土

該類(lèi)型土壤中氮及有機(jī)質(zhì)含量表現(xiàn)為表層富集，往下逐漸貧化（10～40cm），隨后則趨于穩(wěn)定；鉀、磷、硫含量在整個(gè)剖面中始終較為穩(wěn)定。其中，微量元素鐵、鋅、銅、硼、鉬含量在整個(gè)剖面中始終較為穩(wěn)定，隨著剖面深度變化并無(wú)明顯波動(dòng)；氟含量在剖面中始終較穩(wěn)定。碘、硒含量雖然在表層相對(duì)富集，但是隨著剖面加深含量逐漸降低。在鹽池縣石膏礦區(qū)的剖面數(shù)據(jù)顯示硒與硫元素含量隨著土壤層深度增加而增加，變土壤中的硫與硒主要來(lái)源于深層的石膏礦層。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)寧夏利通區(qū)的土壤化學(xué)元素含量及分布特征進(jìn)行數(shù)據(jù)上的收集和特征上的統(tǒng)計(jì)，分析了利通區(qū)土壤的養(yǎng)分情況和環(huán)境健康狀況，綜合確定出優(yōu)質(zhì)、良好、中等3個(gè)土地質(zhì)量綜合等級(jí)。研究結(jié)果顯示，寧夏利通區(qū)土地質(zhì)量整體狀況較好，土壤養(yǎng)分較好，土壤環(huán)境較清潔。本研究對(duì)利通區(qū)土壤元素地球化學(xué)組合特征及其差異性的分析和研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義，其次，有利于表層土壤中元素的共生組合特征及其差異性研究，有利于對(duì)研究區(qū)表層土壤不同垂直剖面元素分布研究也可以對(duì)化學(xué)元素含量分布情況進(jìn)行總結(jié)和歸納[1]。