朱 青，郭 熙?，韓逸，江葉楓，余慧敏，傅聰穎

南方丘陵區(qū)土壤硒空間分異特征及其影響因素*——以豐城市為例

朱 青1，2，郭 熙1，2?，韓逸1，2，江葉楓1，2，余慧敏1，2，傅聰穎1，2

（1. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源與環(huán)境學(xué)院，南昌330045；2. 江西省鄱陽(yáng)湖流域農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，南昌330045）

江西省豐城市是典型的富硒土壤分布區(qū)，基于豐城市2015—2016年采集的699個(gè)表層（0～20 cm）土壤樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)性分析、地理探測(cè)器等方法，系統(tǒng)分析了豐城市土壤硒的含量、空間分異特征及其影響因素，以期為土壤硒的涵養(yǎng)與富硒土地的生產(chǎn)功能提供有價(jià)值的參考。結(jié)果表明：豐城市土壤硒含量在0.13～0.69 mg?kg–1之間，平均值為0.33 mg?kg–1，是全國(guó)土壤硒元素背景值（0.29 mg?kg–1）的1.14倍，變異系數(shù)為27.27%，呈中等程度變異性。經(jīng)半方差函數(shù)分析，土壤硒變程為12.86 km，空間自相關(guān)范圍較大；塊金效應(yīng)值為44.30%，表明土壤硒空間變異主要受結(jié)構(gòu)性因素影響。在空間分布上，熱點(diǎn)區(qū)（高值聚集）主要分布在泉港鎮(zhèn)西部、董家鎮(zhèn)東南部、尚莊街辦中部、上塘鎮(zhèn)西南部、曲江鎮(zhèn)西北部、洛市鎮(zhèn)中部和南部以及秀市鎮(zhèn)西南部。砷、銅、汞、氧化鉀、氧化鈣、pH、成土母質(zhì)和高程對(duì)土壤硒空間變異均有顯著影響（<0.05），但影響程度不一。其中，砷的獨(dú)立解釋能力最高，為29%，對(duì)豐城市表層土壤硒的富集與遷移起到重要作用。

土壤硒；聚類(lèi)特征；空間變異；影響因素；豐城市

硒是土壤微量元素之一，是植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的營(yíng)養(yǎng)元素，在參與維持植物體內(nèi)養(yǎng)分和離子平衡、增強(qiáng)植物抵抗重金屬污染、提高植物環(huán)境脅迫的抗逆性等方面發(fā)揮著重要作用[1]。更為重要的是，土壤中的硒主要是通過(guò)植物吸收轉(zhuǎn)移至食物鏈而進(jìn)入人體，其豐缺程度與人體健康密切相關(guān)[2]，如人體缺硒會(huì)引起大骨節(jié)病、克山病等疾病發(fā)生，而攝入過(guò)量硒則會(huì)引起脫發(fā)脫甲病、高畸胎率等疾病[3]。我國(guó)是世界上缺硒嚴(yán)重的國(guó)家之一，72%的縣（市）表現(xiàn)出不同程度缺硒，缺硒省份多達(dá)22個(gè)，只有極少部分地區(qū)有較高的硒儲(chǔ)備量，被稱(chēng)為足硒區(qū)或富硒區(qū)[4-5]。因此，了解土壤硒空間分布的內(nèi)在規(guī)律，以充分發(fā)揮富硒地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)顯得尤為重要。近年來(lái)，關(guān)于土壤中硒的含量、分布特征及影響因素等研究工作已廣泛開(kāi)展[6-11]。但前人研究?jī)H局限于了解土壤硒含量的空間分布特征[12-13]，對(duì)土壤硒的空間聚類(lèi)特征研究較為缺乏，而了解土壤硒在空間上的聚集情況，對(duì)目前富硒產(chǎn)業(yè)規(guī)?；陌l(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。此外，目前學(xué)者們對(duì)土壤硒在空間分布影響因素的探究多停留在相關(guān)性分析[6-9，14-15]、經(jīng)典回歸模型[10]等傳統(tǒng)分析方法，對(duì)于多因子影響及其交互作用的定量分析相對(duì)薄弱。而地理探測(cè)器是研究空間分異，以及揭示其背后驅(qū)動(dòng)力的一組統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[16]，可以全面地分析和評(píng)估影響因子對(duì)土壤硒空間分異的影響程度及交互作用，彌補(bǔ)了以往研究方法的不足。

江西省豐城市是我國(guó)富硒產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。近年來(lái)，馬迅等[17]以豐城市生態(tài)硒谷為研究區(qū)，發(fā)現(xiàn)全硒較高的土壤能夠向作物提供較多的有效硒；韓笑等[18]以豐城市為例，系統(tǒng)闡述了農(nóng)田土壤中硒含量與土壤理化性狀之間的關(guān)系。但在涉及不同類(lèi)型土壤硒的含量、空間分異特征及影響因素等綜合信息仍未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。為此，本研究基于豐城市2015—2016年采集的699個(gè)表層（0～20 cm）土壤樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)性分析、地理探測(cè)器等方法，結(jié)合土地利用方式、距離因子、成土母質(zhì)、地形因子、土壤重金屬、堿性氧化物、土壤pH和有機(jī)質(zhì)，對(duì)豐城市土壤硒空間分異特征及其影響因素進(jìn)行研究，以期為調(diào)節(jié)土壤硒水平、開(kāi)發(fā)利用富硒土地資源、預(yù)測(cè)和防止硒環(huán)境問(wèn)題提供強(qiáng)有力的地球化學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，為當(dāng)?shù)馗晃厣a(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供有力保障。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究以豐城為案例區(qū)，研究區(qū)位于江西省中部、贛江中下游，鄱陽(yáng)湖盆地南端，地理坐標(biāo)介于115°25′～116°27′E、27°42′～28°27′N(xiāo)之間，總面積2 845 km2。2017年末，全市人口總數(shù)為129.8萬(wàn)人。豐城地勢(shì)南高北低，由西南向東北逐漸傾斜。南部為低山區(qū)，約占總面積的17%；中部相對(duì)低平，為河谷沖擊平原，約占總面積的24%；西北和東南地形起伏，為丘陵地區(qū)，約占總面積的59%，是典型的南方丘陵區(qū)。豐城地處亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和，四季分明，雨量充沛，光照充足，霜期較短，生長(zhǎng)期長(zhǎng)，是全國(guó)主要糧食生產(chǎn)基地，享有“煤海糧倉(cāng)金豐城”之稱(chēng)。2018年，全市完成生產(chǎn)總值達(dá)到382.22億元，財(cái)政總收入達(dá)到70.47億元。

豐城市富硒土地資源豐富，土地利用類(lèi)型以耕地、林地和園地為主（圖1a），多數(shù)水田土層深厚，土壤滲而不漏、漬面不滯，富有較多的有機(jī)質(zhì)，土質(zhì)良好。成土母質(zhì)主要是泥質(zhì)巖類(lèi)風(fēng)化物、第四紀(jì)紅色黏土、紅砂巖類(lèi)風(fēng)化物和河流沖積物（圖1b）。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與測(cè)定方法

研究區(qū)表層（0～20 cm）土壤樣點(diǎn)（共699個(gè)）于2015—2016年采用網(wǎng)格法（1 km×1 km）完成土樣采集（圖1c）。豐城市成土母質(zhì)類(lèi)型來(lái)自于第二次土壤普查數(shù)據(jù)。豐城市土地利用類(lèi)型來(lái)自于2015年1︰10 000土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)。土壤樣品主要分析了硒（Se）、砷（As）、汞（Hg）、銅（Cu）、鎘（Cd）、氧化鉀（K2O）、氧化鈣（CaO）、pH、有機(jī)質(zhì)（Soil Organic Matter，SOM）等元素指標(biāo)。Se采用原子熒光法測(cè)定；K2O、CaO等采用X射線熒光光譜法測(cè)定；pH采用玻璃電極法測(cè)定；As、Hg采用原子熒光法測(cè)定；Cd采用火焰原子吸收法測(cè)定；Cu采用X熒光法測(cè)定；SOM采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定。所有測(cè)試結(jié)果均滿(mǎn)足（DD2005-3）《生態(tài)地球化學(xué)評(píng)價(jià)樣品分析技術(shù)要求》所規(guī)定分析方法的精密度和準(zhǔn)確度要求，所有樣品合格率均超過(guò)85%，檢測(cè)結(jié)果可信。

注：壤質(zhì)河流沖積物；砂質(zhì)河流沖積物；石英巖類(lèi)風(fēng)化物；碳酸鹽類(lèi)風(fēng)化物；泥質(zhì)巖類(lèi)風(fēng)化物；紅砂巖類(lèi)風(fēng)化物；第四世紀(jì)紅色黏土；酸性結(jié)晶巖類(lèi)風(fēng)化物Note：Loamy river alluvial，Sandy river alluvial，Weatherings of quartzite，Weatherings of carbonate，Weatherings of argillaceous rock，Weatherings of red sandstone，Quaternary red clay，Weatherings of acidic crystalline rock

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析方法

為確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，本文采用拉依達(dá)準(zhǔn)則進(jìn)行異常值和缺失值的剔除，剔除后土壤樣點(diǎn)為667個(gè)?；谘芯繀^(qū)30 m分辨率的數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）數(shù)據(jù)（圖1c），通過(guò)Arc GIS 10.5 軟件提取出高程、坡度、坡向、曲率、地形起伏度等地形因子，具體計(jì)算公式見(jiàn)文獻(xiàn)[19]。借助IBM SPSS Statistic 24.0 軟件對(duì)土壤樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析和相關(guān)性分析，并在地理探測(cè)器軟件進(jìn)行因子探測(cè)和交互探測(cè)分析。運(yùn)用半方差函數(shù)在GS+7.0軟件進(jìn)行空間結(jié)構(gòu)分析。普通克里格插值、全局空間自相關(guān)和熱點(diǎn)分析均在Arc GIS 10.5 軟件平臺(tái)上進(jìn)行。

由于地理探測(cè)器輸入的自變量要求為類(lèi)別數(shù)據(jù)，需要對(duì)連續(xù)性變量做離散化處理。本文結(jié)合前人研究[16，20]及先驗(yàn)知識(shí)，將坡度按照<5°、5°～10°、10°～15°、15°～20°、20°～25°、25°～30°、30°～35°、>35°劃分為8類(lèi)；坡向以45°為間隔劃分為8類(lèi)。其他連續(xù)變量通過(guò)自然斷點(diǎn)法劃分為8類(lèi)，以確保在同樣空間分層條件下，結(jié)果具有可比性。

2 結(jié)果與討論

2.1 豐城市土壤硒描述性統(tǒng)計(jì)

研究區(qū)土壤硒含量描述性統(tǒng)計(jì)特征如表1所示，豐城市土壤硒含量平均值為0.33 mg?kg–1，是全國(guó)土壤硒元素背景值[21]（0.29 mg?kg–1）的1.14倍，變幅處于0.13～0.69 mg?kg–1；變異系數(shù)為27.27%，呈中等程度變異性。整體數(shù)據(jù)分布呈偏左態(tài)，經(jīng)自然對(duì)數(shù)變換后，土壤硒服從正態(tài)分布，符合地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的要求。

根據(jù)我國(guó)對(duì)硒元素安全閾值的劃分[22]，從表2可看出，98.20%的土壤硒采樣點(diǎn)含量高于0.125 mg?kg–1，不存在缺硒和硒過(guò)量的現(xiàn)象。總體來(lái)看，豐城市土壤硒含量普遍處于較高水平，足硒和富硒土地資源豐富。

表1 土壤硒含量描述性統(tǒng)計(jì)特征

表2 豐城市土壤硒含量不同級(jí)別面積比例

2.2 豐城市土壤硒空間結(jié)構(gòu)特征

半方差函數(shù)可研究土壤硒空間分布格局的隨機(jī)性和結(jié)構(gòu)性特征[23]。從半方差函數(shù)擬合結(jié)果可以看出（表3），土壤硒空間分布的最優(yōu)模型為球狀模型，決定系數(shù)2為 0.953，殘差RSS為8.316×10–5，趨近于0，表明其擬合精度較高，能夠較好地反映土壤硒的空間結(jié)構(gòu)特征。硒的塊金效應(yīng)為44.30%，屬于中等空間變異性，表明硒具有較強(qiáng)空間相關(guān)性，主要受結(jié)構(gòu)性因素影響。土壤硒變程為12.86 km，說(shuō)明硒的空間自相關(guān)范圍較大。

表3 土壤硒的半方差函數(shù)模型及相應(yīng)參數(shù)

①Spherical model，②Exponential model，③Gaussian model，④Linear model

2.3 豐城市土壤硒空間分異特征

為直觀反映土壤硒的空間分布特征，在半方差函數(shù)模型擬合的基礎(chǔ)上，對(duì)土壤硒進(jìn)行普通克里格插值，得出豐城市土壤硒含量的空間分布圖。由圖2可知，豐城市整體土壤硒含量較高，部分地區(qū)硒含量超過(guò)0.40 mg?kg–1（富硒土壤劃分值[22]），主要呈塊狀分布在洛市鎮(zhèn)北部、麗村鎮(zhèn)西南部、橋東鎮(zhèn)西南部、尚莊街辦北部、泉港鎮(zhèn)西北部和董家鎮(zhèn)南部。

本研究為進(jìn)一步探測(cè)土壤硒在整個(gè)研究區(qū)域的空間聚集狀態(tài)與相關(guān)程度，采用全局統(tǒng)計(jì)量Moran’s指數(shù)對(duì)土壤硒含量分布進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析；利用熱點(diǎn)分析指標(biāo)（Getis-OrdGi）進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析。分析結(jié)果表明，研究區(qū)土壤硒具有顯著空間自相關(guān)性，其Moran’s指數(shù)值為0.32，<0.05，score為12.01>1.96，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明研究區(qū)土壤硒具有顯著的空間自相關(guān)性，這與半方差函數(shù)分析結(jié)果（表3）一致。在對(duì)研究區(qū)土壤硒進(jìn)行熱點(diǎn)分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)Gi（）值<0.05以下共有81個(gè)行政村（如表4），其中熱點(diǎn)區(qū)（高值聚集）為秀市鎮(zhèn)座山村、尚莊街辦侯塘崗村等57個(gè)行政村，比例達(dá)10.84%（共有526個(gè)行政村），占研究區(qū)總面積的12.63%，平均硒含量為0.49 mg?kg–1；冷點(diǎn)區(qū)（低值聚集）有鐵路鎮(zhèn)青峰村、石江鄉(xiāng)上舍村等24個(gè)行政村，比例達(dá)4.56%，占研究區(qū)總面積的5.61%，平均硒含量為0.21 mg?kg–1。

為直觀顯示研究區(qū)土壤硒面積分布的熱點(diǎn)區(qū)域空間位置，繪制了Gi（）值<0.05的空間分布圖（圖3）。土壤硒在空間分布上呈現(xiàn)出顯著的聚集特征，其中在泉港鎮(zhèn)西部、董家鎮(zhèn)東南部、尚莊街辦中部、上塘鎮(zhèn)西南部、曲江鎮(zhèn)西北部、洛市鎮(zhèn)中部和南部以及秀市鎮(zhèn)西南部均有較大面積的熱點(diǎn)區(qū)分布，而冷點(diǎn)區(qū)行政村主要分布在蕉坑鄉(xiāng)、石江鄉(xiāng)南部和袁渡鎮(zhèn)東北部、段潭鄉(xiāng)西北部。

圖2 研究區(qū)土壤硒含量空間分布

圖3 研究區(qū)冷熱點(diǎn)區(qū)分布

表4 土壤硒熱點(diǎn)分析結(jié)果

2.4 豐城市土壤硒空間變異的影響因素

本文在結(jié)合前人研究[7-8，11，24-26]的基礎(chǔ)上，選取土地利用方式、距離因子、成土母質(zhì)、地形因子、土壤理化性質(zhì)指標(biāo)等因素對(duì)影響研究區(qū)土壤硒的空間變異展開(kāi)分析與討論。

2.4.1 土地利用方式 通過(guò)對(duì)研究區(qū)667個(gè)表層土壤硒含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析（表5）可知，不同土地利用方式的土壤硒平均含量大小依次為：林地（0.34 mg?kg–1）=園地（0.34 mg?kg–1）>旱地（0.33 mg?kg–1）>水田（0.32 mg?kg–1）?？煽闯隽值睾蛨@地土壤硒含量最高，水田硒含量最低，這主要是因?yàn)榱值嘏c園地生態(tài)系統(tǒng)受到人為干擾要小于水田，長(zhǎng)期耕作的水田使土壤中有機(jī)質(zhì)被大量消耗，有機(jī)結(jié)合態(tài)的硒在土壤中的遷移和吸收速率增加，導(dǎo)致硒含量相對(duì)較低[27]。但在不同土地利用方式下，土壤硒含量的差異較小，這與以往研究結(jié)果基本一致[9,14]。

2.4.2 距離因子 本研究從土壤采樣點(diǎn)到河流距離、道路距離（公路、鐵路、農(nóng)村道路）和農(nóng)村居民點(diǎn)距離三個(gè)方面進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析。土壤硒與農(nóng)村居民點(diǎn)距離呈顯著正相關(guān)關(guān)系（0.05），為0.090。說(shuō)明硒的含量隨著農(nóng)村居民點(diǎn)的距離增大而提高，從側(cè)面反映出人類(lèi)活動(dòng)對(duì)土壤硒的含量具有一定的影響。土壤硒與河流距離和道路距離遠(yuǎn)近無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明研究區(qū)表層土壤硒的分布與水的流動(dòng)以及交通流的關(guān)系不大。

表5 不同土地利用方式土壤硒描述性統(tǒng)計(jì)特征

2.4.3 成土母質(zhì) 成土母質(zhì)是表層土壤硒含量的主要來(lái)源[10]，在本次研究的八種成土母質(zhì)類(lèi)型中（表6），從變異系數(shù)來(lái)看，研究區(qū)中不同成土母質(zhì)類(lèi)型的土壤硒變異系數(shù)在6.25%～32.14%之間，處于弱變異和中等變異程度。從平均含量來(lái)看，紅砂巖類(lèi)風(fēng)化物（0.37 mg?kg–1）>石英巖類(lèi)風(fēng)化物（0.36 mg?kg–1）>泥質(zhì)巖類(lèi)風(fēng)化物（0.34 mg?kg–1）>第四世紀(jì)紅色黏土（0.33 mg?kg–1）>碳酸鹽類(lèi)風(fēng)化物（0.32 mg?kg–1）>壤質(zhì)河流沖積物（0.30 mg?kg–1）>砂質(zhì)河流沖積物（0.29 mg?kg–1）>酸性結(jié)晶巖類(lèi)風(fēng)化物（0.28 mg?kg–1），不同成土母質(zhì)類(lèi)型土壤硒含量呈現(xiàn)出較大差異，其中紅砂巖類(lèi)風(fēng)化物最高，酸性結(jié)晶巖類(lèi)風(fēng)化物最低，兩者相差0.09 mg?kg–1，說(shuō)明成土母質(zhì)是土壤硒含量的重要影響因素，這與前人研究保持一致[10,13,25]。江西省豐城地區(qū)以紅壤居多，其主要由泥質(zhì)巖類(lèi)風(fēng)化物、紅砂巖類(lèi)風(fēng)化物發(fā)育而來(lái)[19]，而這類(lèi)母質(zhì)形成的土壤硒含量會(huì)顯著高于碳酸鹽類(lèi)土壤[28]，因此在開(kāi)發(fā)富硒產(chǎn)品中具有巨大潛力和利用前景。

2.4.4 地形因子 地形條件是引起地表水熱條件、成土母質(zhì)和土壤養(yǎng)分含量重新分配的重要因素，其對(duì)土壤硒含量有一定的影響[26]。Pearson相關(guān)性分析結(jié)果表明，研究區(qū)土壤硒與高程呈顯著正向相關(guān)性（0.05），為0.065，這與商靖敏等[7]研究結(jié)果相一致，表明海拔較高處土壤的整體硒含量較低海拔處高。究其原因：①豐城市海拔相對(duì)較高處多為丘陵和低山地區(qū)，約占總面積的76%，植被覆蓋密集，其枯枝落葉經(jīng)腐殖化和礦化等過(guò)程循環(huán)作用后，形成土壤硒富集[25]；②在海拔較高處的氣溫較低，有機(jī)質(zhì)分解速率緩慢，利于有機(jī)結(jié)合態(tài)的硒累積，硒不易被淋溶和植被吸收[8,24]。但在圖3中發(fā)現(xiàn)相對(duì)較高處海拔的南部為低值聚集區(qū)，硒含量相對(duì)較低，平均含量為0.20 mg?kg–1。原因可能是：①該地區(qū)成土母質(zhì)主要以酸性結(jié)晶巖類(lèi)風(fēng)化物為主，其形成的土壤硒含量相對(duì)偏低，與本文研究結(jié)果一致；②該地為玉華山風(fēng)景帶，處在揚(yáng)子板塊和華夏板塊的結(jié)合部位，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地球化學(xué)特征異常明顯[29]，土壤硒易發(fā)生變化和轉(zhuǎn)移。

表6 不同成土母質(zhì)類(lèi)型土壤硒描述性統(tǒng)計(jì)特征

①Q(mào)uaternary red clay，②Weatherings of red sandstone，③Weatherings of argillaceous rock weathering，④Loamy river alluvial， ⑤Sandy river alluvial，⑥Weatherings of quartzite，⑦Weatherings of acidic crystalline rock，⑧Weatherings of carbonate

2.4.5 土壤理化性質(zhì) 土壤硒含量與土壤理化性質(zhì)有著密切的關(guān)系[14]。研究區(qū)土壤硒與土壤重金屬中的砷、銅含量具有顯著的正相關(guān)性（<0.01），分別為0.404和0.212。研究表明[15,30-31]，硒與砷、銅在來(lái)源、富集、遷移等方面具有相似的地球化學(xué)行為，存在伴生關(guān)系，且砷對(duì)硒具有吸附作用。Tao等[32]在研究影響綿陽(yáng)市土壤硒分布的控制因素時(shí)，發(fā)現(xiàn)砷、銅、汞等元素和硒有著相似的空間分布，認(rèn)為硒在土壤形成過(guò)程中與這些元素密切相關(guān)，并指出硒和砷、銅、鎘之間有著密切的共生關(guān)系。但本研究發(fā)現(xiàn)硒與汞、鎘之間沒(méi)有顯著的正相關(guān)性，這可能與研究區(qū)地理環(huán)境和采樣點(diǎn)數(shù)量有關(guān)。

土壤硒與有機(jī)質(zhì)呈現(xiàn)顯著正相關(guān)關(guān)系（< 0.01），為0.141。根據(jù)研究[35-36]可知，有機(jī)質(zhì)在腐質(zhì)化過(guò)程中可促進(jìn)硒的活化，使土壤硒能夠與腐殖質(zhì)結(jié)合為有機(jī)復(fù)合體的難溶化合物，對(duì)土壤硒的吸附與固定起到了重要作用。但值得一提的是，有機(jī)質(zhì)對(duì)硒的生態(tài)效應(yīng)具有雙重性，當(dāng)它作為陰離子的環(huán)境宿體時(shí)，則會(huì)抑制硒的遷移能力和傳輸，植物便難以吸收[33]。因此在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，合理科學(xué)施肥，改善有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤硒元素的影響是提高經(jīng)濟(jì)效益和維持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。

2.4.6 各影響因子影響程度 為定量分析各影響因素對(duì)土壤硒空間變異的獨(dú)立解釋能力和交互作用狀況，本研究利用地理探測(cè)器對(duì)土地利用方式、距離因子、地形因子、成土母質(zhì)、土壤重金屬（As、Cd、Cu、Hg）、堿性氧化物（K2O、CaO）、pH、有機(jī)質(zhì)進(jìn)行因子探測(cè)和交互探測(cè)分析。由因子探測(cè)分析（表7）可知，砷、銅、汞、氧化鉀、氧化鈣、pH、成土母質(zhì)和高程對(duì)土壤硒空間變異的影響程度均顯著（<0.05），但影響程度不一。在所有因素中，砷對(duì)土壤硒的空間變異獨(dú)立解釋能力最高，為29%；銅和汞的獨(dú)立解釋能力分別為11%和6%。堿性氧化物中，氧化鉀的獨(dú)立解釋能力為14%，氧化鈣次之，為8%。高程、pH和成土母質(zhì)對(duì)土壤硒空間變異的獨(dú)立解釋能力較低，分別為8%、7%、6%。

從交互探測(cè)結(jié)果（表7）可看出，影響因子兩兩交互作用均會(huì)大于各單因子對(duì)土壤硒變異的影響，但不同因子之間交互作用強(qiáng)度有所不同。其中，砷與pH的交互作用影響最強(qiáng)，為44%；與高程的交互作用次之，為43%。此外，砷的疊加可大大增加單因子對(duì)土壤硒空間變異的解釋力。這在一定程度上表明砷與土壤硒的分布具有緊密的關(guān)聯(lián)性，對(duì)土壤硒的富集與遷移起到重要作用。這與2.4.5一節(jié)分析結(jié)果相一致，論證了砷對(duì)硒具有較強(qiáng)的吸附作用。

表7 各影響因子對(duì)土壤硒的因子探測(cè)和交互探測(cè)分析結(jié)果

①Terrain factor，②Parent material

3 結(jié) 論

豐城市土壤硒平均含量為0.33 mg?kg–1，是全國(guó)土壤硒元素背景值（0.29 mg?kg–1）的1.14倍，不存在缺硒和硒過(guò)量的現(xiàn)象。其在空間分布上呈現(xiàn)出顯著的聚集特征，熱點(diǎn)區(qū)集中分布在泉港鎮(zhèn)西部、董家鎮(zhèn)東南部、尚莊街辦中部、上塘鎮(zhèn)西南部、曲江鎮(zhèn)西北部、洛市鎮(zhèn)中部和南部以及秀市鎮(zhèn)西南部，占總面積的12.63%，平均含量為0.49 mg?kg–1，屬于富硒土壤聚集區(qū)，可以考慮將該區(qū)發(fā)展為富硒產(chǎn)業(yè)基地，打造富硒產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，以有效推動(dòng)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。砷、銅、汞、氧化鉀、氧化鈣、pH、成土母質(zhì)和高程對(duì)土壤硒空間變異的影響程度均顯著（<0.05）。其中，砷的獨(dú)立解釋能力最高，與土壤硒的分布具有緊密的關(guān)聯(lián)性，對(duì)土壤硒的富集與遷移起到重要作用。

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Spatial Differentiation of Soil Selenium in Hilly Regions of South China and Its Influencing Factors: A Case Study in Fengcheng City

ZHU Qing1,2, GUO Xi1,2?, HAN Yi1,2, JIANG Yefeng1,2, YU Huimin1,2, FU Congying1,2

(1.,,330045,; 2.,330045,)

In Jiangxi Province, Fengcheng City is a typical area rich in soil selenium. Based on the data of the 699 soil samples collected from the surface layer (0-20 cm) of farmlands in Fengcheng City in 2015—2016, geostatistical analysis, correlation analysis and geographic detectors were applied to systematically analyze spatial differentiation of soil selenium in distribution and its influencing factors. The research was done in an attempt to provide certain valuable reference for conservation of soil selenium and the production function of the selenium-rich land. Results show that soil selenium contents of Fengcheng City ranged from 0.13 to 0.69 mg?kg–1with coefficient of variation being 27.27% or moderate in level and averaged 0.33 mg?kg–1, about 1.14 times as high as the soil selenium background value (0.29 mg?kg–1) of the country. Semi-variogram function analysis shows that the range of soil selenium was 12.86 km and quite large for spatial autocorrelation, and that its nugget effect value was 44.30%, which indicates that spatial variation of soil selenium was mainly affected by structural factors. In the spatial distribution, hot spot areas (area where high values concentrate) were distributed mainly in the west of Quangang Town, the southeast of Dongjia Town, the center of the Shangzhuang Neighborhood, the southwest of Shangtang Town, the northwest of Qujiang Town, the center and south of Luoshi Town and the southwest of Xiushi Town. Arsenic, copper, mercury, potassium oxide, calcium oxide, pH, soil parent material and elevation are factors affecting spatial variability of the soil selenium but vary in extent (<0.05). Arsenic is the highest in the effect, explaining 29% of the variability, and plays an important role in the enrichment and migration of selenium in the topsoil of Fengcheng City.

Soil selenium; Clustering characteristics; Spatial variation; Influencing factor; Fengcheng City

S158.5；S159.2

A

10.11766/trxb201904280083

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* 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃資助項(xiàng)目（2017YFD0301603）、江西省贛鄱英才“555”領(lǐng)軍人才項(xiàng)目（201295）Supported by the National Key R＆D Program of China（No. 2017YFD0301603），the Gan Po“555”Talent Research Funds of Jiangxi Province（No. 201295）

，E-mail：guoxi@jxau.edu.cn

朱青（1995—）男，江西都昌人，碩士研究生，主要從事土地資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)研究。E-mail：jzzc0504@163.com

2019–04–28；

2019–07–30；

2019–09–06

（責(zé)任編輯：檀滿(mǎn)枝）