雞東縣土壤鍺元素富集特征調查與分析

李紹銅，王美玉

(1.黑龍江省生態地質調查研究總院，黑龍江 哈爾濱 150080； 2.黑龍江大學 水利電力學院，黑龍江 哈爾濱 150080)

1 調查區選定與分析

1.1 調查區范圍

調查區位于雞西市雞東縣，坐標：東經130°45′18.9″～131°39′26.0″；北緯44°59′14.0″～45°40′20.2″，面積2180 km2，占雞東縣總面積的80%。調查區境內有雞虎高速、方虎公路、林密鐵路、雞西興凱湖機場，構成了公路、鐵路、航空立體式的交通網絡。柏油路及砂石路可通各鄉鎮、農場等，簡易公路可通各自然村屯，交通便利見圖1。

圖1 調查區位置圖

1.2 水文

雞東縣屬于穆棱河河系，境內地表水系較發育，干流為穆棱河，其有八大支流：黃泥河、哈達河、大石頭河、滴道河、鍋盔河、半堆截河和水曲柳河。全縣大小河流及水溪總長1136.0 km，河流密度0.35 km/km2。穆棱河由西向東流，經密山、虎林匯入烏蘇里江流域內，河流水位流量季節性變化大，每年的汛期為7～9月，12月～翌年3月為枯水期，汛期水位上漲0.9～1.4 m，凈流量占全年凈流量的56%，豐、枯水期年凈流量相差近4倍，枯水年穆棱河縣內流量僅為0.028 m3/s，甚至斷流。境內最大水體為興安泡和明德蓮花泡。

1.3 地形地貌

雞東縣地處長白山系老爺嶺東段和完達山脈小丘陵地帶，南北為山區，中間為穆棱河河谷平原區，整體上呈南北高中間低的地勢。南部山區以波格拉尼池內山脈的西大翁最高，海拔高程880.6 m。北部山區以那丹哈達嶺的雙芽出最高，海拔763.0 m。南北山區平均海拔高程300～400 m，山體廣闊，山頂渾圓，大部分被次生樺林覆蓋。境內群山屏立南北，中間穆棱河兩岸的沖積平原區西高東低，平原區和山區之以山前臺地相接，組成了低山丘陵、山前臺地和河谷平原三種地貌類型。

1.4 土壤類型特征

調查區土壤類型主要有白漿土、沼澤土、草甸土、暗棕壤、水稻土。

(1)白漿土。主要分布在丘陵至平原地區，在微度傾斜崗地的上輕下黏母質上，經過白漿化等成土過程形成的具有暗色腐殖質表層、灰白色的亞表層—白漿層及暗棕色的黏化淀積層的土壤。一般具有腐殖層、白漿層、淀積層和母質等4個層次。Ah層：腐殖質層，一般厚度為10～20 cm，E層：白漿層，厚度一般在20 cm左右，Bt層：淀積層，厚度120～160 cm，C層：母質層，一般在200 cm以下有這層土，質地黏重，為第四紀河湖黏土沉積物。

(2)草甸土。主要分布于河漫灘中，它是在地下水、地表水和草甸植被作用下，經過潛育化與腐殖過程形成的。自上而下可分腐殖質層(A)、過渡層(AB)、銹斑層(CW)。0～30 cm為A層，暗灰色，粒狀結構，重壤土，根系多；30～49 cm為AB層，灰色，小塊狀結構，輕黏土，有銹斑；49～50 cm為CW層，棕黃色，輕黏土，有大量銹斑。

(3)暗棕壤。主要分布坡度較陡之崗地、低山丘陵，屬森林土壤系列，成土過程主要是黏化和棕化。剖面分化明顯，腐殖質層(A層)厚一般在10～15 cm左右，最厚可達40 cm以上，土質疏松，肥力最高；棕黃色淀積層(B層)厚50～60 cm；母質層(C層)一般出現在1 m以下，母質為巖石或砂、石、土相摻，土體質地較粗。[1]

(4)水稻土。主要分布在丘陵坡麓及谷溝上部和平原中地勢較高的地區，水稻土的形成受人為的水耕熟化和自然成土因素的雙重作用影響，是一種人為土。剖面自上而下為：水耕熟化層(W),土層疏松，以團粒結構為主；犁底層(AP2)較緊實，片狀，有鐵、錳斑紋及膠膜；滲育層(Be)是季節性灌溉水滲淋下形成的；水耕淀積層(Bshg)含有較多的黏粒，有機質等；潛育層(Br)經潛育化作用而形成的黏土或亞黏土層。

(5)沼澤土。主要分布在排水不暢的平原洼地和山間溝谷。土體上部含大量有機質或泥炭，下部為潛育層，中間有的具銹色過渡層，是有機質積累及還原作用強烈的土壤[2]。土壤經過潛育化過程、腐泥化過程或泥炭化過程后形成沼澤土。泥炭層(H)厚度10余厘米至數米，但超過50 cm時即為泥炭土，腐泥層(Hh)一般厚度在20～50 cm。調查區土壤類型見圖2。

圖2 調查區土壤類型分布圖

2 調查方案

本次調查工作的實施嚴格執行中華人民共和國國土資源部頒發的《土地質量地球化學評價規范》[3](DZ/T 0295—2016)和《多目標區域地球化學調查規范》[4](DZ/T 02258—2014)。

2.1 采樣點位的設計

根據1∶50 000地形圖上表層土壤采樣點編號設計采樣點位，以網格為基礎，兼顧二調圖斑進行布設。

野外測量面積為2180 km2。表層土壤基本采樣密度為4個點每平方公里。總計取土壤樣品個9623個，其中重復樣193個，標樣770個。

2.2 定點與標繪

以標有采樣點的1∶50 000地形圖為野外工作手圖，實際采樣點參照地形地物結合GPS確定采樣點位。表層土壤樣每一個采樣點要在50 m范圍內采集3～5個子樣組合而成。定點測定中央子樣點的位置。定點誤差在圖上不大于2 mm，在可做標記的地方(如有電線桿、大樹、墻等)要用紅布條或紅油漆做標記，以便于質量檢查。

2.3 采樣方法及技術要求

采樣時，需刮去地表植物凋落物，采集地表至20 cm深處的土柱(要采用刻槽方式取樣，以保證土樣上下的均勻性)，并去除雜草、草根、礫石、磚塊、肥料團塊等雜物。在每處采樣點，要在垂直壟溝50 m范圍內至少采集3處以上土壤樣品組合成一件樣，采樣點坐標記錄中間采樣點GPS顯示的坐標。

濕地地區，需去掉濕地表層尚沒有腐爛的凋落物后，采集地表至20 cm深處的腐植土柱，并要求在50 m范圍內至少采集3處以上濕地腐植土樣組合成一件樣品。

3 土壤鍺元素地球化學特征分析

3.1 土壤鍺元素地球化學背景值

根據雞東縣土壤樣品鍺元素地球化學指標的分析結果，對耕作層土壤樣品分析結果進行元素分布形態檢驗，統計了土壤算術平均值、標準離差、變異系數、中位數、最大值、最小值、統計樣本數等一系列地球化學參數，其中以耕層土壤元素反復剔除離群數據后統計的平均值確定為該元素背景值，研究區土壤地球化學參數統計結果詳見表1。

表1 雞東縣土壤鍺元素地球化學參數特征統計

Ge元素地球化學指標的變化系數小于0.3，反映地球化學指標在調查區內表生環境條件下，在土壤中分布相對較均勻。元素的富集貧化程度與表生地球化學環境密切相關，包括地形地貌、植物覆被狀況等。

3.2 土壤鍺元素富集程度對比

雞東縣表層土壤背景值與全國A層土壤元素背景值相比(表2)，測區Ge元素為全國土壤背景值的0.81倍。雞東縣土壤鍺元素含量分布情況見圖3。

圖3 雞東縣鍺元素含量分布圖

表2 雞東縣表層土壤鍺元素富集程度對比

根據分析數據成圖后可以發現鍺元素高背景區主要分布在調查區中部的臺地、丘陵及低山一帶，南北部低山區則表現為低背景。

4 結論與建議

(1)本次特征調查取得了大量的化驗數據，分析結果確定雞東縣存在土壤鍺元素富集情況，查明調查區內富鍺土地面積約76.92 km2(Ge≥1.5 mg/kg)，占調查區面積的3.53%，足鍺土地面積約638.27 km2(1.5 mg/kg>Ge≥1.4 mg/kg)，占調查區面積的29.28%。

(2)根據分析數據結果得出，調查區鍺元素呈現中部臺地、丘陵及低山一帶富集程度較高，南北部低山區富集較少的分布特征。

(3)富鍺農產品具有廣闊的市場前景，通過雞東縣富鍺土壤地球化學調查，有助于開發富鍺農產品，適應新形勢下特色農業經濟的發展，促進地方農業經濟結構調整，為特色農業區劃提供重要科學依據。