蔡有兄,孫斌,鄭麗爽
(山東省地礦工程勘察院,山東 濟南 250014)
山東省東營市廣饒縣水資源及土地資源基礎條件較好,有利于當?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展??山鼛啄觌S著工業(yè)化和城市化發(fā)展,水、土壤環(huán)境質(zhì)量逐漸惡化,并遭受不同程度污染,當污染物被蔬菜吸收,不但破壞產(chǎn)品品質(zhì),還間接威脅到人類健康,不利于當?shù)鼐G色生態(tài)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。為保證蔬菜質(zhì)量安全,保障人民飲食健康,引導當?shù)馗咝鷳B(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,在全縣范圍尤其針對蔬菜基地開展生態(tài)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查研究是十分必要的,它對于了解生態(tài)環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀,促進綠色蔬菜基地建立及生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義[注]①山東省地礦工程勘察院,山東省廣饒縣農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究報告,2006年。。
廣饒縣位于泰沂山北麓山前沖積平原與黃河三角洲交接地帶,地勢由西南向東北傾斜,絕大部分地區(qū)的地面標高為3.5~15m,地形起伏不大。地貌以微地貌為主,分為緩崗、微斜平地、淺平洼地、濱海灘地、河流階地等地貌類型。
淺部地層主要為新近紀明化鎮(zhèn)組和第四系。新近系頂板埋深170~300m,中部巖性以粉質(zhì)粘土、粘土為主,砂層主要為中細砂和中粗砂,北部巖性以粘土和粉質(zhì)粘土為主,砂層主要為粉細砂,局部見中砂。第四系厚度由東南向西北逐漸增大,最大達300m左右,巖性以粉質(zhì)粘土、粉土為主,砂層以粉細砂和細砂為主。
區(qū)內(nèi)具開發(fā)利用價值的地下水主要為松散巖類孔隙水。含水層組可劃分為淺層潛水-微承壓水含水巖組、中深層承壓水含水巖組和深層承壓水含水巖組。淺層潛水-微承壓水,由南部全淡水向北逐漸過渡為淡—咸—淡和咸水;中深層承壓水以淡水為主,只有北部陳官莊—丁莊一線由微咸水向咸水過渡;深層承壓水在區(qū)內(nèi)全為淡水。
區(qū)內(nèi)地表水資源較為豐富,主要分布于北部的小清河、織女河、支脈溝、引黃干渠等諸多河流、溝渠中,是北部地下咸水區(qū)農(nóng)田灌溉用水的主要來源,其水質(zhì)的優(yōu)劣直接對作物品質(zhì)產(chǎn)生影響。區(qū)內(nèi)地表水體均遭受不同程度污染(表1),主要污染物為石油類、COD、和重金屬元素Cd,其他元素雖有檢出,但不超過地表水Ⅴ類或Ⅳ類水標準,作為灌溉用水的適宜性為基本適宜。
表1 廣饒縣地表水環(huán)境質(zhì)量
為了解土壤環(huán)境本底值及淺表層土壤環(huán)境采用分層取樣。第Ⅰ環(huán)境樣品采集深度為150~200cm,此深度基本屬于未受人類活動影響的原始環(huán)境。第Ⅱ環(huán)境樣品采集深度為0~20cm,該環(huán)境是蔬菜物賴以生存的重要層位,同時也受人類活動影響最大[1]。
該區(qū)土壤中地球化學元素含量與壽光蔬菜基地土壤環(huán)境相比,F(xiàn)e,Mg,Ca,Mo元素含量均較高,尤其Se元素在淺表層土壤中含量明顯高于壽光蔬菜基地[2]。該區(qū)表層土壤與環(huán)境背景值(第Ⅰ環(huán)境)相比,土壤中Se,Sr,Zn,B,Mo,Cu元素含量明顯較高。表層土壤微量元素中鐵、鈉、鎂等達豐富水平,硒、銅為一般—豐富水平,鉬、硼、錳、鈣、鋅元素呈一般水平(表2)。
根據(jù)該區(qū)土壤環(huán)境特征及蔬菜生長所需的元素,選取有效氮、速效磷、速效鉀及有機質(zhì)進行土壤肥力綜合評價,評價結果如圖1所示。
(1)土壤肥力良好區(qū):主要分布在廣饒縣域西側及東側地區(qū)涵蓋廣饒鎮(zhèn)、李鵲鎮(zhèn)、石村鎮(zhèn)、花官鄉(xiāng)部分地區(qū),還有丁莊鎮(zhèn)、西劉橋鄉(xiāng)、碼頭鄉(xiāng)、稻莊鎮(zhèn)、大王鎮(zhèn)大部地區(qū)。
表2 土壤化學元素含量表(10-6)
圖1 廣饒縣土壤肥力評價結果圖
(2)土壤肥力較差區(qū):主要分布在廣饒縣域的中部地帶,呈條帶狀分布,兩側為肥力較好區(qū)。
(3)土壤肥力差區(qū):主要分布在廣饒縣域的陳官鄉(xiāng)南、花官鄉(xiāng)東以及廣饒縣城東南部一帶。
人類生產(chǎn)、經(jīng)濟活動極易干擾土壤環(huán)境,增加土壤中污染物的含量,為了解土壤污染現(xiàn)狀,選取鋅、汞、鉻、砷、銅、鉛、鎘、六六六、滴滴涕作為評價因子進行綜合評價。評價結果如圖2所示。
(1)良好區(qū):主要分布于陳官鄉(xiāng)—石村鎮(zhèn)—廣饒縣城一線以西和東青高速(廣饒境內(nèi))中段兩側4km范圍內(nèi),其面積占全區(qū)總面積的34.57%。大蒜種植、西紅柿種植、胡蘿卜種植主要集中在該區(qū)。
(2)較好區(qū):呈南北條帶狀分布于東青高速(廣饒境內(nèi))西、陳官鄉(xiāng)—石村鎮(zhèn)—廣饒縣城一線東的狹長地帶和東部大碼頭鄉(xiāng)以東、以北地區(qū),其面積占全區(qū)總面積的36.29%。大蒜種植、西紅柿種植、芹菜種植在該區(qū)也有較大面積的分布,其中芹菜種植集中分布于該區(qū)。
(3)較差區(qū):主要分布于北部丁莊鎮(zhèn)一帶、石村鎮(zhèn)南和東南大王鎮(zhèn)一帶,其面積占全區(qū)總面積的10.53%。該區(qū)目前尚未有蔬菜種植基地分布。
(4)差區(qū):主要分布于東北部的廣大區(qū)域和東南大王鎮(zhèn)一帶,其面積占全區(qū)總面積的18.61%。其中東北部為鹽堿地的主要分布區(qū)和廣饒鹽場所在地。該區(qū)目前尚未有蔬菜種植基地分布。
圖2 廣饒縣土壤環(huán)境質(zhì)量評價結果圖
花官鄉(xiāng)大蒜種植區(qū)的淺層地下水屬咸水,不適宜農(nóng)田灌溉,灌溉用水來源主要引黃河水,黃河水質(zhì)完全符合《無公害食品蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件》對灌溉水質(zhì)量的要求,適宜農(nóng)田灌溉。土壤環(huán)境整體背景較好,土壤重金屬元素指標均符合無公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量要求。土壤中Mo,Se,Ca,Mg及Sr元素及CEC含量較高,尤其是Se元素在種植區(qū)有一塊較富集區(qū)域(圖3),含量大于0.28mg/kg。土壤中的Se,Ca,Mg,Sr元素與大蒜、蒜薹中相關元素呈正相關。大蒜和蒜薹絕大多數(shù)可達到無公害標準;但Pb指標超標,未達到綠色蔬菜標準。
圖3 淺層土壤硒元素分布圖
大王鎮(zhèn)西營村西紅柿種植區(qū)地表水資源貧乏,灌溉用水主要開采淄河沖積扇地下水,地下水質(zhì)完全符合《無公害食品蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件》對灌溉水質(zhì)量的要求,適宜農(nóng)田灌溉。土壤環(huán)境整體背景良好,土壤重金屬元素指標均符合無公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量要求,無一超標。該區(qū)所取西紅柿樣品絕大多數(shù)可達到無公害標準;但Cd指標超標,大部分未能達到綠色蔬菜標準。
廣饒鎮(zhèn)西十里鋪村胡蘿卜種植基地地表水資源較貧乏,灌溉用水以開采地下水為主,地下水質(zhì)完全符合《無公害食品蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件》對灌溉水質(zhì)量的要求,適宜農(nóng)田灌溉。土壤重金屬元素指標均符合無公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量要求。胡蘿卜中的有益元素Ca和Mg含量較高,微量元素中Si和Fe含量較高。該次所取胡蘿卜樣品達到無公害標準;但Pb指標超標,未能達到綠色蔬菜標準。
稻莊鎮(zhèn)閻口村芹菜種植區(qū)灌溉用水以開采地下水為主,地下水質(zhì)完全符合《無公害食品蔬菜產(chǎn)地環(huán)境條件》對灌溉水質(zhì)量的要求,適宜農(nóng)田灌溉。土壤重金屬元素指標均符合無公害蔬菜產(chǎn)地土壤環(huán)境質(zhì)量要求,無一超標。芹菜中有益元素Ca和Mg含量最高,微量元素Si元素含量最高。本次所取芹菜樣品達到無公害標準;但Hg指標超標,未能達到綠色蔬菜標準。
該區(qū)淺層土壤中硒元素含量為0.13~0.41mg/kg,平均含量為0.25mg/kg。目前我國尚未有土壤中硒含量劃分標準,結合國內(nèi)有關研究成果[3,4],將硒含量大于0.28mg/kg的區(qū)域劃定為較富集區(qū),其主要分布在花官鄉(xiāng)大蒜種植區(qū)、稻莊鎮(zhèn)和大王鎮(zhèn)大部區(qū)域及碼頭鄉(xiāng)南部地區(qū)(圖3),面積約為290km2。其中,花官鄉(xiāng)大蒜種植區(qū)硒元素尤為富集,含量大于0.38mg/kg,面積約為60.15km2,此區(qū)適宜高效生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。而稻莊鎮(zhèn)和大王鎮(zhèn)部分地區(qū),第二產(chǎn)業(yè)已成規(guī)模,工業(yè)園區(qū)密集,不利于高效生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
該區(qū)各蔬菜中硒含量也不盡相同(圖4),為0.006~0.076mg/kg。根據(jù)農(nóng)作物硒含量劃分標準[5],大蒜的硒含量達到了高硒等級,蒜薹的硒含量為足硒等級,西紅柿的硒含量為缺硒等級,胡蘿卜的硒含量為邊緣等級,芹菜的硒含量為足硒等級。
圖4 硒元素在蔬菜中的含量圖
從土壤及蔬菜硒含量特征看,花官鄉(xiāng)大蒜、蒜薹中硒元素和土壤中硒元素含量呈正相關,稻莊鎮(zhèn)芹菜中硒元素和土壤中硒元素含量也呈正相關。但統(tǒng)籌考慮人類活動影響,花官鄉(xiāng)大蒜種植基地具備高效綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎條件,在生態(tài)環(huán)境進一步改善之后,可以推進綠色富硒大蒜品牌建設,進一步推向國際市場;而稻莊鎮(zhèn)芹菜種植基地則需要投入更多生態(tài)環(huán)境保護措施,才能達到綠色蔬菜標準。
(1)廣饒縣地表水資源相對豐富,地表水受到不同程度污染,但作為農(nóng)業(yè)灌溉用水基本適宜,部分河流中個別污染物超標嚴重,灌溉適宜性差。
(2)廣饒縣土壤環(huán)境質(zhì)量總體較好,全縣70%以上面積屬于土壤環(huán)境良好區(qū)及較好區(qū),四大蔬菜基地土壤環(huán)境質(zhì)量基本屬于土壤環(huán)境良好區(qū),土壤環(huán)境差區(qū)主要分布于丁莊鎮(zhèn)東北及大王鎮(zhèn)東南一帶。
(3)四大蔬菜基地水土環(huán)境相對較好,種植的蔬菜達到了無公害標準;但蔬菜中Pb,Cd,Hg有不同程度超標,均未能達到綠色蔬菜標準。
(4)在花官鄉(xiāng)大蒜種植基地及稻莊鎮(zhèn)芹菜基地分別發(fā)現(xiàn)土壤硒元素富集區(qū),同時大蒜中硒含量達到了高硒級別,芹菜中硒含量也達到了足硒級別。
(5)加強對蔬菜基地生態(tài)環(huán)境保護與治理,尤其針對花官鄉(xiāng)大蒜種植基地應進步一提高生態(tài)環(huán)境質(zhì)量,推進綠色富硒大蒜基地建設,建立蔬菜生態(tài)環(huán)境保護區(qū),引導高效生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。
參考文獻:
[1] GB15618-1995.土壤環(huán)境質(zhì)量標準[S].
[2] 王俊蘭,曲建民,付恩光,等.壽光市蔬菜品質(zhì)與農(nóng)業(yè)地質(zhì)背景關系[J].山東國土資源,2008,24(3).
[3] 酈逸根,董巖翔,鄭潔,等.浙江富硒土壤資源調(diào)查與評價[J].第四紀研究,2005,25(3):323-330.
[4] 宋明義,蔡子華,黃春雷,等.杭嘉湖平原區(qū)富硒土壤特征與成因分析[J].廣東微量元素科學,2011,18(8):20-27.
[5] 席冬梅.云南省主要反芻家畜飼養(yǎng)基地土壤硒含量、分布及其影響因素研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學學報,2007,22(4):531-536.