吳冬妹

(湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034)

土地質(zhì)量地球化學(xué)評價中評價單元的劃分
——以宣恩縣曉關(guān)鄉(xiāng)為例

吳冬妹

(湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,湖北 武漢 430034)

土地質(zhì)量地球化學(xué)評價工作中評價單元是最基礎(chǔ)的評價單位,對工作區(qū)評價單元進行劃分是核心內(nèi)容。以宣恩縣曉關(guān)鄉(xiāng)為例,采用評價區(qū)的土地利用現(xiàn)狀圖和地質(zhì)背景圖相疊加為主要方法,并按照采樣單元格進行進一步分割和合并,能更合理真實地反映評價區(qū)的土地地球化學(xué)質(zhì)量,為土地規(guī)劃和農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供準(zhǔn)確的地球化學(xué)依據(jù)。

評價單元;地質(zhì)界線;土地質(zhì)量;圖斑;宣恩曉關(guān)鄉(xiāng)

土地質(zhì)量地球化學(xué)評價以評價單元為基礎(chǔ)[1],但對比較大的土地利用圖斑的分割目前仍無明確的標(biāo)準(zhǔn)和固定的評價方法,但是無論評價方法如何,首先都要對工作區(qū)進行評價單元劃分。合理劃分評價單元會直接影響土地質(zhì)量地球化學(xué)評價的最終效果。目前,“金土地”工程項目基本采用1/4 km2的方里網(wǎng)格線對大圖斑分割形成評價單元,王洪翠等[2]在分析了影響山西忻州盆地土地地球化學(xué)質(zhì)量主要因素后,采用利用類型圖和土壤類型圖相疊加的方法劃分評價單元。陳桂華等[3]研究了武漢市的土地質(zhì)量評價,按地貌與地表組成物質(zhì)的差異劃分評價的基本單元。呂巧靈等[4]在鄭州市郊區(qū)土地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價中,將土地利用現(xiàn)狀圖、地貌圖、坡度圖、土壤肥力圖、植被圖、大氣質(zhì)量圖、灌溉水質(zhì)量圖和土壤環(huán)境質(zhì)量圖疊加,形成綜合的單元評價圖。以上評價單元劃分方法主要是針對平原或丘陵地區(qū),土壤成因較單一,主要為沖洪積土壤。恩施地區(qū)以山地為主,土壤主要為殘坡積物,一般為基巖風(fēng)化形成,搬運距離短,從土壤地球化學(xué)圖的趨勢來看,各元素的區(qū)域分布特征與地層、巖性密切相關(guān),因此,以上評價單元的分割方法均不太適宜,有必要對評價單元的分割和合并方法開展進一步研究。本文所論述的劃分方法是以地層界線和1 km2方里網(wǎng)格線共同劃分大圖斑(超過1 km2),以該方法劃分的評價單元進行評價,能更真實地反映山區(qū)土地質(zhì)量現(xiàn)狀,很好地解決山區(qū)土地質(zhì)量評價難的問題。

1 評價區(qū)概況

宣恩縣地處武陵山和齊岳山的交接部位,位于恩施州南部,屬山區(qū),以中山為主。出露地層從震旦系至第四系均有分布(圖1),成土母巖主要為灰?guī)r、砂巖、泥巖、頁巖、硅質(zhì)巖等,調(diào)查成果顯示,黑色炭質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖及炭質(zhì)灰?guī)r分布區(qū)的表層土壤均較為富硒。評價區(qū)內(nèi)土壤類型主要為黃壤、黃棕壤、棕壤(表1,圖2)。土地利用類型主要為林地,其次為茶園和旱地(表2,圖3)。種植的農(nóng)作物主要為茶葉,其次為玉米和水稻。

2 評價單元的分割

2.1 評價單元及其影響因素

評價單元是土地質(zhì)量地球化學(xué)等級劃分的基礎(chǔ)單元,也是土地質(zhì)量地球化學(xué)評價的核心,評價單元的劃分決定了土地質(zhì)量的評價是否合理,要根據(jù)評價的目的來確定評價單元。根據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》(DZ/T 0295—2016)[5],1∶50 000、1∶10 000～1∶2 000土地質(zhì)量地球化學(xué)評價單元同土地利用現(xiàn)狀單元,及評價工作實際需求,在土地利用現(xiàn)狀單元基礎(chǔ)上,可疊加地形地貌、地質(zhì)背景、土壤類型等不同圖層產(chǎn)生新的評價單元;本文以宣恩縣曉關(guān)鄉(xiāng)為例,對其進行市縣級評價,要求圖件比例尺為 1∶50 000,采樣平均密度為4.77點/km2[6],林地放稀至1.5點/km2,耕地加密至17.3/km2,進而探討單元劃分的方法。

圖1 曉關(guān)鄉(xiāng)地質(zhì)背景圖Fig.1 Geological background map of Xiaoguan Town,Xuan’en County1.石門組;2.嘉陵江組上段;3.嘉陵江組中段;4.嘉陵江組下段;5.大冶組;6.龍?zhí)督M、下窯組、大冶組并層;7.茅口組、孤峰組并層;8.梁山組、棲霞組并層;9.石炭系、大埔組并層;10.云臺觀組、黃龍組、寫經(jīng)寺組并層;11.紗帽組;12.羅惹坪組;13.龍馬溪組;14.寶塔山組;15.大灣組、牯牛潭組并層;16.南津關(guān)組、紅花園組并層;17.婁山關(guān)組上段;18.婁山關(guān)組下段;19.覃家廟組;20.天河板組、石龍洞組并層;21.石牌組。

圖2 曉關(guān)鄉(xiāng)土壤類型圖Fig.2 Soil type map of Xiaoguan Town,Xuan’en County1.水稻土;2.石灰土;3.黃壤;4.黃棕壤;5.棕壤。

圖3 曉關(guān)鄉(xiāng)土地利用現(xiàn)狀圖Fig.3 Present landuse map of Xiaoguan Town,Xuan’en County1.水田;2.旱地;3.果園;4.茶園;5.其他園地;6.裸地;7.灌木林;8.有林地;9.其他林地;10.其他草地;11.內(nèi)陸灘涂;12.采礦用地;13.水工建筑用地;14.村莊。

圖4 曉關(guān)鄉(xiāng)鎘含量等值線圖Fig.4 Cadmium content contour map of Xiaoguan Town,Xuan’en County

表1 各類土壤所占面積百分比Table 1 Percentage of all types of soil area

表2 土地利用類型面積百分比Table 2 Percentage of land use type area

由于影響土地質(zhì)量的因素分為自然因素和人為因素[7],因此需要從這 2 個方面考慮一些有益、有害元素對土地的影響。屬于自然成因范疇的有土壤類型、地形地貌、地質(zhì)背景等[8],屬于人類影響范疇的主要是土地利用類型。而土壤類型來源于其成土母質(zhì),尤其是本評價區(qū)內(nèi)成土母質(zhì)基本為殘坡積物,土壤類型空間分布特征受成土母質(zhì)控制強烈,且土壤元素含量分布(圖4)與地質(zhì)背景高度相關(guān),土地利用現(xiàn)狀和地質(zhì)背景是影響土地質(zhì)量的主要因素。

2.2 評價單元劃分的基本要求

單元之間的土地特征差異明顯,不同地貌部位的土地不能劃為同一單元,地表水、土壤條件、元素含量值等因素指標(biāo)有明顯差異的不劃為同一單元(圖4),土地利用類型不同的不劃為同一單元,市縣級評價單元面積≤0.25 km2。單元內(nèi)部的土地特征相似,單元邊界應(yīng)采用控制區(qū)域格局的地貌走向線、分界線,河流、溝渠、道路、堤壩等線狀地物和有明顯標(biāo)志的權(quán)屬界線。

2.3 評價單元的分割與合并

將地質(zhì)背景圖和土地利用現(xiàn)狀圖轉(zhuǎn)化成比例尺為1∶50 000的mapgis圖,將地質(zhì)界線套合到土地利用現(xiàn)狀圖上,把>0.25 km2土地利用圖斑挑選出來另存文件,再分別用地質(zhì)界線和1 km2的方里網(wǎng)格線分割>0.25 km2的土地利用圖斑,然后把分割后形成的微小圖斑,優(yōu)先土地利用類型合并,再按地質(zhì)單元類型合并,最后綜合考慮其他元素進行合并,以此方法劃分的評價單元圖形作為土地分等定級的基礎(chǔ),用相關(guān)的軟件對未布設(shè)采樣點的評價單元進行賦值,賦值后即形成各類土地質(zhì)量地球化學(xué)評價圖(圖5)。

圖5 評價單元的分割與合并過程Fig.5 Segmentation and merging process of evaluation unit

2.4 評價結(jié)果

用土地利用現(xiàn)狀圖與地質(zhì)背景圖疊加形成的評價單元對土地質(zhì)量地球化學(xué)進行分等定級(圖6),其土地地球化學(xué)質(zhì)量與元素地球化學(xué)含量等值線及地質(zhì)背景基本相吻合,能合理地反映評價區(qū)的土地質(zhì)量地球化學(xué)現(xiàn)狀。

土地質(zhì)量地球化學(xué)評價成果應(yīng)用范圍廣泛,既可以為土地管理和規(guī)劃服務(wù),也可以為土地整治、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、測土配方施肥等方面起指導(dǎo)作用。

3 結(jié)論與討論

(1) 在以殘坡積為主要土壤成因的地區(qū),評價單元分割和合并時,將地質(zhì)背景和土地利用作為主要因素考慮,其評價結(jié)果更符合實際情況,也使圖面更為協(xié)調(diào)美觀。

(2) 在沖積平原區(qū),由于土壤都是沖積形成,來源較為單一,與地質(zhì)背景關(guān)系不大,其評價單元分割和合并的效果沒有山區(qū)明顯。建議分割時考慮地形地貌、灌溉類型、種植方式等。

(3) 該類劃分方法是基于恩施州宣恩縣土地質(zhì)量地球化學(xué)評價基礎(chǔ)上提出的,目前建議適用于恩施地區(qū)土壤表層元素含量與成土母質(zhì)密切相關(guān)的區(qū)域,其他地區(qū)采用此方法時要進行論證。

(4) 此方法的優(yōu)點是能客觀真實地評價該類土壤成因的土地地球化學(xué)質(zhì)量,缺點是對地層劃分精度要求高,若地層界線劃分不準(zhǔn)確,同樣會導(dǎo)致評價單元劃分的誤差,進而影響評價結(jié)果。

圖6 土地地球化學(xué)質(zhì)量綜合等級圖Fig.6 Geochemical comprehensive grade of land quality map

[1] 徐康,金曉斌,吳定國,等.基于農(nóng)用地分等修正的土地整治項目耕地質(zhì)量評價[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2015,31(7):249-255.

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[3] 陳桂華,徐樵利.武漢市土地質(zhì)量評價研究[J].華中師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),1995,29(4):529-533.

[4] 呂巧靈,吳克寧.在鄭州市郊區(qū)土地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評價[J].農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境科學(xué),2007,23(1):118-122.

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[6] 吳冬妹,戴光忠,項劍橋,等.湖北省宣恩縣土地質(zhì)量地球化學(xué)評價報告[R].武漢:湖北省地質(zhì)科學(xué)研究院,2016.

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[8] 郝星耀,潘瑜春,唐秀美,等.基于空間聚類的平原旱作農(nóng)區(qū)土地平整單元區(qū)劃分方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2015,31(5):301-307.

(責(zé)任編輯：于繼紅)

Division of Evaluation Units in Land Quality Geochemical Assessment-ACase Study of Xiaoguan Town,Xuan’en County

WU Dongmei

(HubeiInstituteofGeosciences,Wuhan,Hubei430034)

In geochemical assessment of land quality,the evaluation unit is the most basic evaluation unit,and the work area evaluation unit division is the core content.In this paper,Xiaoguan Town,Xuan’en County,as an example,used that the present landuse map and the geological background map of the evaluation area are superimposed as the main method,and in accordance with the sampling cell for further segmentation and merging to reflect more rationally and truthfully the land geochemical quality of the evaluation area,and to provide accurate geochemical basis for land planning and agricultural planting structure adjustment.

evaluation unit; geological boundary; land quality; map spot; Xiaoguan Town; Xuan’en County

S159

A

1671-1211(2017)05-0558-05

2016-12-15;改回日期2017-03-27

吳冬妹(1968-),女,高級工程師,地球化學(xué)專業(yè),從事農(nóng)業(yè)地質(zhì)及富硒產(chǎn)業(yè)調(diào)查與研究工作。E-mail:497534072@qq.com

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20170824.1748.038.html數(shù)字出版日期2017-08-24 17:48

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.05.010