衛(wèi)曉鋒,孫厚云,2,張 競(jìng),李 霞,樊劉洋,何澤新
(1.北京礦產(chǎn)地質(zhì)研究院有限責(zé)任公司,北京 100012;2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)水資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100083;3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局天津地質(zhì)調(diào)查中心,天津 300170;4.中國(guó)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,北京 100081)
研究發(fā)現(xiàn)特色林果產(chǎn)品的品質(zhì)除了與作物遺傳特征、種植技術(shù)、氣候條件等因素有關(guān),與特殊的地質(zhì)環(huán)境具有密切的相關(guān)性[1-2],尤其是巖石和土壤中特定的地球化學(xué)元素,通過(guò)基巖層-土壤層-作物之間的元素遷聚過(guò)程影響林果生長(zhǎng)發(fā)育和果實(shí)品質(zhì)[3-5],對(duì)提升果實(shí)品質(zhì)具有重要實(shí)踐意義。徐小磊等[6]研究發(fā)現(xiàn)安徽寧國(guó)市優(yōu)質(zhì)山核桃產(chǎn)區(qū)的土壤中富集Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B微量元素,黃霄等[7]認(rèn)為江蘇的優(yōu)質(zhì)“白玉”枇杷產(chǎn)區(qū)土壤中N、Mg、Fe、P和Na元素含量高,王萍等[8]發(fā)現(xiàn)成土母質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素與天寶香蕉品質(zhì)有顯著關(guān)聯(lián)。
承德南部興隆—寬城一帶處于燕山山地中北部,屬于“九山半水半分田”的山區(qū),具有發(fā)展林果經(jīng)濟(jì)的自然條件優(yōu)勢(shì)。該地區(qū)種植大量的山楂、板栗、核桃、山杏等果林,其中“京東板栗”“興隆山楂”是當(dāng)?shù)孛貎?yōu)農(nóng)產(chǎn)品,先后獲得“國(guó)家地理標(biāo)志產(chǎn)品”認(rèn)證。通過(guò)對(duì)“京東板栗”“興隆山楂”的野外調(diào)查,發(fā)現(xiàn)其生長(zhǎng)分布具有明顯的地域性,以密云—喜峰口區(qū)域性斷裂為界,“京東板栗”集中分布在斷裂以南片麻巖變質(zhì)巖區(qū),“興隆山楂”集中分布在斷裂以北白云巖碳酸鹽巖區(qū)。
本文從地質(zhì)建造和生態(tài)地球化學(xué)視角,研究片麻巖變質(zhì)巖建造區(qū)和白云巖碳酸鹽巖建造區(qū)的巖石-土壤元素含量,分析元素遷聚和生物富集的生態(tài)地球化學(xué)過(guò)程,探討不同地質(zhì)建造的生態(tài)地質(zhì)化學(xué)特性對(duì)山楂、板栗的品質(zhì)影響,建立控制品質(zhì)的產(chǎn)地地質(zhì)模型,提出農(nóng)業(yè)種植規(guī)劃與地質(zhì)資源適宜性優(yōu)化建議方案。
研究區(qū)區(qū)域大地構(gòu)造位置處于華北陸塊北緣,地塊北緣可以劃分為4個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元:興蒙造山、內(nèi)蒙古隆起(內(nèi)蒙地軸)、燕山構(gòu)造帶和華北克拉通。研究區(qū)屬于燕山構(gòu)造帶,其位于內(nèi)蒙古隆起與華北克拉通的過(guò)渡位置,是中新生代陸內(nèi)造山的產(chǎn)物,在中三疊世以前是整個(gè)華北穩(wěn)定克拉通盆地的一部分[9-10]。研究區(qū)主要出露古太古代遵化群的小關(guān)莊組(Ar2Xgn)和秋花峪組(Ar2Q)片麻巖,中元古代長(zhǎng)城群的常州溝組(Chch)、串嶺溝組(Chch)、大紅峪組(Chd)和高于莊組(Chg)白云巖、灰?guī)r和含鐵錳白云巖[11]。
研究區(qū)地勢(shì)總體呈現(xiàn)北高南低,地形中等,較深切割,海拔高度一般為500~1 200 m,最高山峰為西北部的霧靈山,高達(dá)2 116 m,相對(duì)高差一般為100~700 m,最大高差可達(dá)1 800 m。區(qū)域?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候,春、夏、秋、冬四季分明,夏季炎熱,每年7—8月為雨季,年降雨量平均700 mm左右,無(wú)霜期 150~200 d。水系發(fā)育,河谷寬闊,800~1 000 m,分屬潮河、灤河,植被發(fā)育,覆蓋面積可占總面積的40%~50%。
“京東板栗”集中分布在斷裂以南片麻巖變質(zhì)巖區(qū)和“興隆山楂”集中分布在斷裂以北白云巖碳酸鹽巖區(qū)(圖1),即片麻巖和白云巖建造集中分布區(qū),選擇天然或者人工露頭自下而上分層采集基巖層、風(fēng)化層、土壤層、作物樣品(圖2),共計(jì)調(diào)查14個(gè)垂向剖面,采集基巖土壤樣品61件,作物樣品24件。
圖1 承德燕山山地特色林果種植分布圖Fig.1 Distribution of characteristic forest fruit in Yan Mountains, Chengde
圖2 典型剖面及采樣示意圖Fig.2 Typical sections and sample plotsP—植被;S—土壤層;R—風(fēng)化層;B—基巖
①基巖層樣品的采集:在同一巖性基巖新鮮面5~10 m內(nèi)采集3~5處巖石樣品,組合成1個(gè)樣品,樣品重量一般為200~300 g。②風(fēng)化層樣品的采集:根據(jù)巖石的破碎和風(fēng)化強(qiáng)度,在風(fēng)化殼的中間位置5~10 m 內(nèi)采集3~5處風(fēng)化物樣品,組合成1個(gè)樣品,樣品重量一般為200~300 g。采集過(guò)程中,盡量采集風(fēng)化程度相似的樣品,確保樣品的粗粒和細(xì)粒物質(zhì)保持均勻性。基巖樣品和風(fēng)化層樣品除去雜物后送樣。③土壤層樣品的采集:由于樣品分布區(qū)多為人工種植區(qū),為了減少人為施肥等干擾,將頂部腐殖層10~20 cm和外層的黏土剝離,分別在心土層和底土層的新鮮層5~10 m內(nèi),采集3~5處土壤樣品,混合為1個(gè)樣品,樣品原始重量大約1 kg,土壤樣品在自然風(fēng)干后過(guò)篩-10目后送樣。④農(nóng)作物樣品采集:為了研究片麻巖建造區(qū)和白云巖建造區(qū)優(yōu)質(zhì)林果品的元素富集特征,本次研究配套采集了板栗、山楂和少量核桃作物樣品。分別在采樣單元內(nèi)選取5~10棵果樹(shù),每株果樹(shù)縱向四分,從其中一份的上、中、下、內(nèi)、外各側(cè)均勻采摘,裝入聚乙烯自封袋混合成樣,樣品鮮重為1 000~2 000 g。
巖石土壤分析元素N、P、K2O、CaO、MgO、S、Fe2O3、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、SiO2、Na2O、Co、Ni、Se、Ge、Al2O3和Ti共20項(xiàng)。作物分析元素為B、Ni、Cu、Zn、Mo、Se、Ge、Fe、Mn。分析測(cè)試在承德華勘五一四地礦測(cè)試研究有限公司進(jìn)行,Cl、Ti、SiO2、Al2O3采用粉末壓片X射線熒光光譜法,Co、Cu、Mo采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法,Mn、Ni、P、Zn、Fe2O3、K2O、CaO、Na2O、MgO采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法,B采用交流電弧發(fā)射光譜法,Se、Ge采用原子熒光光譜法,N采用凱氏定氮法,S采用燃燒-碘量法。
地質(zhì)建造泛指在地殼發(fā)展的某一構(gòu)造階段中,在一定的大地構(gòu)造條件下所產(chǎn)生的具有成因聯(lián)系的一套巖石的共生組合[12]。在相同或相似的光、熱、氣環(huán)境等條件下,不同地質(zhì)建造類(lèi)型(如碳酸鹽巖建造和花崗巖建造),其土壤地質(zhì)化學(xué)、地貌景觀、工程巖組特性、水文地質(zhì)特征等背景特征和分布規(guī)律不同,同類(lèi)地質(zhì)建造多具有相同或相似的水土、地質(zhì)環(huán)境條件,形成一定的生態(tài)地質(zhì)環(huán)境[13-14]。
根據(jù)1∶25萬(wàn)承德幅、青龍幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查成果,重新編制了研究區(qū)地質(zhì)建造圖(圖3)。以近東西向興隆—喜峰口斷裂為界,北部主要為中元古代的碳酸鹽建造,南部主要為太古代的片麻巖建造。碳酸鹽建造呈近東西向展布于寬城縣化皮溜子一帶,面積為 516 km2,占26.4%,主要包括常州溝組(Chch)、串嶺溝組(Chchl)、大紅峪組(Chd)和高于莊組(Chg)白云巖、白云石灰?guī)r和含鐵錳白云巖,局部夾泥巖、黑色粉砂質(zhì)頁(yè)巖組合。片麻巖建造呈東西—北東向分布于寬城縣板城鎮(zhèn)—大東鄉(xiāng),面積為535 km2,占27.4%,主要包括小關(guān)莊組(Ar2Xgn)和秋花峪組(Ar2Q)黑云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、磁鐵石英巖巖石組合[11]。
片麻巖建造的礦物成分主要為斜長(zhǎng)石(PI)、鉀長(zhǎng)石(K)、石英(Q)、黑云母(Bi)、角閃石(Hb)、石榴石(Cr)等,副礦物為磁鐵礦、鈦鐵礦、磷灰石等,風(fēng)化區(qū)土壤的礦物成分為綠泥石(5%~15%)、蒙脫石(5%~15%)和高嶺石(5%~10%),鎂鋁鎂鐵礦物含量較高。碳酸鹽建造的礦物主要成分為白云石(Do)、石英(Q),副礦物為磁鐵礦和磷灰石等,風(fēng)化區(qū)土壤的礦物成分為粉晶白云石(20%~25%),泥晶白云石(70%~75%)。
圖3 研究區(qū)地質(zhì)建造圖Fig.3 Geological formation map of the study area
片麻巖建造和白云巖建造元素地球化學(xué)分析結(jié)果(表1)顯示:兩類(lèi)建造巖石礦物成分不同,基巖層及土壤層的元素含量差異明顯。
片麻巖建造的原巖為花崗巖類(lèi),長(zhǎng)石類(lèi)和云母類(lèi)礦物成分高,巖石層SiO2、Al2O3、K2O、Fe2O3、P2O5、Na2O、Cu、Zn、Ni、Co元素含量高于白云巖建造,相應(yīng)片麻巖建造的土壤層中Al2O3、Fe2O3、P2O5、Mn、Cu、Zn、Ni、Co元素含量高于白云巖建造區(qū)。白云巖建造的礦物成分主要白云石,巖石層CaO、MgO、B、Ge元素含量高于片麻巖建造,相應(yīng)的土壤層中MgO、CaO含量較高,表明不同地質(zhì)建造(成土母巖)與土壤之間元素具有一定的繼承性。
為了更好地分析基巖、土壤元素繼承性和變異性,利用主成分分析和Pearson 相關(guān)性系統(tǒng)聚類(lèi)分析對(duì)巖石風(fēng)化過(guò)程中元素的相關(guān)關(guān)系變化進(jìn)行分析(圖5)。
片麻建造基巖和土壤元素含量分別提取2個(gè)主成分,土壤層PC1和PC2特征值方差分別48.94%和17.13%,基巖PC1和PC2特征值方差分別37.02%和17.63%,可有效解釋分析變量,代表性較高?;谠卦赑C1和PC2的正載荷和負(fù)載荷分區(qū)特征,基巖中Ti、Fe2O3、Mn、P、Zn、Cu和Mo可分為1組,Ge、MgO、CaO、Se和S可分為1組,B和K2O元素與其他變量相關(guān)性較弱。Pearson 相關(guān)性聚類(lèi)分析顯示 Fe2O3、Ti、Mn、Ni、P、Cu和Zn為系統(tǒng)聚類(lèi)第一組,Se和S為系統(tǒng)聚類(lèi)第二組,Ge、MgO和CaO為系統(tǒng)聚類(lèi)第三組,組內(nèi)元素相關(guān)性較高;Mo、B和K2O元素與其他變量相關(guān)性較弱。土壤樣品V、Fe2O3、Ti、Mn、Ni、Cu、Zn、Mo和P元素為1組,CaO、MgO、S和Ge為1組,B和K2O元素分布較為分散。聚類(lèi)分析樹(shù)狀圖中Fe2O3、Cu、Zn、Ti、Mn、Ni、Mo和P為第一組,Ge、MgO和CaO為第二組,S和B為第三組。
白云巖建造區(qū)土壤元素含量主成分分析提取的2個(gè)主成分PC1和PC2特征值方差分別32.69%和17.98%;基巖PC1和PC2特征值方差分別36.35%和19.65%,亦具有較高的代表性。主成分載荷圖中,基巖和土壤元素含量分別提取2個(gè)主成分,基巖Cu、Zn、MgO、Ge和K2O為1組,P、Ni、Ti、Mo、Mn和B為1組,Se和CaO較為分散。聚類(lèi)樹(shù)狀圖中,B和Mn為第一組,Zn、K2O、Mo、Ti、Ni、P和Cu為第二組,MgO和Ge為第三組。CaO和Se與其他元素相關(guān)性較弱。土壤層主成分載荷Cu、Ni、Se、Ge、V、Ti和Fe2O3為1組,Mo、Zn、CaO和MgO為1組,P和Mn為1組,K2O和B
表1 片麻巖和白云巖建造的基巖層和土壤層元素地球化學(xué)分析結(jié)果
圖4 基巖-土壤元素主成分載荷與系統(tǒng)聚類(lèi)樹(shù)狀圖Fig.4 Factor loading analysis and systematic clustering dendrogram of bedrock and soil samples
圖5 不同建造區(qū)基巖-土壤元素質(zhì)量遷移系數(shù)τ箱線圖Fig.5 Statistical boxplot of mass transfer coefficient in different geological constructions
元素較為分散。聚類(lèi)樹(shù)狀圖V、Fe2O3、Cu、Zn和為第一組,Mn、Ni、Mo、P、K2O和Se為第二組,Ge和MgO、CaO、S、B為第三組。
綜上所述,片麻巖建造風(fēng)化成壤過(guò)程中鐵族元素相關(guān)關(guān)系顯著,F(xiàn)e2O3、Ti、Mn、Ni和P呈明顯相關(guān)性,白云巖建造中Cu、Ni、V、Ti和Fe2O3相關(guān)性明顯,具有明顯繼承性。
化學(xué)損耗分?jǐn)?shù)(CDF)主要反映巖石風(fēng)化成土過(guò)程中巖石-土壤層元素的絕對(duì)含量變化,當(dāng)活動(dòng)性較強(qiáng)的元素發(fā)生淋濾流失作用后會(huì)使得樣品中“不活動(dòng)性元素”(或惰性元素)濃度相對(duì)增加,不能真實(shí)地反映巖石化學(xué)風(fēng)化過(guò)程中元素的淋失、富集狀態(tài),對(duì)活動(dòng)向較強(qiáng)元素的遷聚特征表征存在偏差。為消除這一影響,可以選用某種“不活動(dòng)元素參照系”來(lái)確定風(fēng)化巖土體元素成分相對(duì)于新鮮母巖的遷移活動(dòng)性,利用質(zhì)量平衡方程來(lái)計(jì)算元素的質(zhì)量遷移系數(shù)τ[15-17],其計(jì)算公式如下:
(1)
式中:[Xi]、[Xj]——元素濃度;
i、j——參照元素和待計(jì)算元素;
weathered、parent分別表示土壤和未風(fēng)化新鮮基巖。
若τij<0,表示元素j相對(duì)遷移淋失;τij=0,表示元素j既不發(fā)生淋失也不產(chǎn)生次生富集,為惰性元素;τij>0,表示元素j發(fā)生次生富集。τij值合理性取決于參照元素的選取和參照體成土母巖的確定,常用的參照元素有Ti、Zr、Sc、Al2O3、REE等[15-17]。本文選取惰性元素Ti進(jìn)行元素τij值的計(jì)算。
由圖5所示,以Ti為參照元素,片麻巖建造Se、B、V、S、Mn和Mo為相對(duì)強(qiáng)活動(dòng)元素,風(fēng)化過(guò)程中表現(xiàn)為于土壤層中富集,其他元素總體表現(xiàn)為相對(duì)Ti虧損,基巖-土壤質(zhì)量遷移系數(shù)τ值呈Se>B>V>P>Mo>Mn>CaO>S>Ni>Fe2O3>0>Cu>SiO2>Na2O>K2O>Ge>Al2O3>Zn>MgO特征,CaO、Cu和Fe2O3,V、Mn和Ni元素遷移系數(shù)τ值變異系數(shù)(Cv)較大,相對(duì)惰性元素Ti活動(dòng)差異波動(dòng)較大。白云巖區(qū)基巖-土壤質(zhì)量遷移系數(shù)τ值呈Na2O>P>Ni>0>V>K2O>Al2O3>Mn>S>Se>B>SiO2>Fe2O3>Ge>Mo>Zn>MgO>Cu>CaO特征,白云巖風(fēng)化成壤過(guò)程中元素分異特征弱于白云巖區(qū),但各元素間分散程度較大,Na2O、P、Ni元素相對(duì)Ti元素富集,其它元素相對(duì)Ti元素貧化虧損,可能與白云巖風(fēng)化過(guò)程中夾層黏土礦物釋放,Na2O含量升高;鐵錳質(zhì)白云巖鐵族元素Ni富集,難風(fēng)化的原巖巖石副礦物磷灰石原位聚集有關(guān)。Cu、Mo、Zn、Ge元素和Fe2O3主要以礦物晶格、鐵錳氫氧化物型態(tài)存在,在白云石風(fēng)化水解過(guò)程中礦物晶格破壞致Cu、Mo、Zn、Ge和Fe2O3元素與CaO和MgO協(xié)同淋濾流失,故白云巖中Fe2O3、Ge、Mo、Zn、MgO、Cu、CaO淋濾虧損程度依次增大。
片麻巖與白云巖風(fēng)化過(guò)程中元素質(zhì)量遷移特征存在較明顯差異,P和Ni元素在片麻巖與白云巖風(fēng)化成土過(guò)程中均表現(xiàn)為富集,且P在白云巖區(qū)土壤中富集程度較高,Ni在片麻巖區(qū)土壤中富集程度較高。Na2O在片麻巖區(qū)土壤中表現(xiàn)為淋濾流失,在白云巖區(qū)土壤中明顯富集,可能與白云巖區(qū)土壤中存在Na2O外源遷入有關(guān)。Se、B、V、S、Mn、Mo、Fe2O3與CaO在片麻巖區(qū)土壤中相對(duì)Ti富集;在白云巖中相對(duì)淋濾流失。Cu、SiO2、Ge、Zn、MgO、Al2O3和K2O在片麻巖和白云巖風(fēng)化過(guò)程中均相對(duì)Ti元素虧損,白云巖中Cu、SiO2、Ge、Zn和MgO淋濾流失程度高于片麻巖區(qū),片麻巖中Al2O3和K2O流失程度則強(qiáng)于白云巖,與片麻巖中長(zhǎng)石礦物含量較高,風(fēng)化過(guò)程中Al2O3和K2O淋濾流失有關(guān)。元素質(zhì)量遷移系數(shù)τ與CDF分析值得到的元素遷移損耗值大小順序基本一致,即τ的絕對(duì)值(負(fù)值越小或者正值越大)越大的元素,在成土母巖與土壤之間分異越明顯。
元素生物富集系數(shù)(Bcf)可表征土壤中元素含量分布對(duì)食物鏈影響程度,客觀反映了農(nóng)產(chǎn)品從土壤環(huán)境中吸收或攝取微量元素的能力[18-19]。其計(jì)算方法為:
(2)
式中:[Xi]plant,[Xi]soil——作物樣品和土壤樣品中元素i的含量。
按照生物富集系數(shù)的大小,可將作物對(duì)土壤元素的攝取強(qiáng)度分為4個(gè)等級(jí):Bcf>1.0時(shí)為強(qiáng)烈攝取,1.1 根據(jù)生物富集系數(shù)統(tǒng)計(jì)箱線圖(圖6)顯示,研究區(qū)板栗樣品中微量元素富集系數(shù)值Cu>B>Mo>Zn>Ni>Se>Mn>Fe>Ge,山楂樣品中Mo>B>Cu>Zn>Se>Fe>Ni>Mn>Ge,核桃樣品中Mo>Cu>Zn>Mn>Ni>Fe>Ge。板栗樣品相對(duì)山楂和核桃樣品具有較高的Cu、B、Ni、Se、Ge和Mn元素生物富集系數(shù),Cu、B元素屬于中等攝取,Ni、Se、Ge、Mn元素屬于微弱攝取,而山楂和核桃中的Cu元素屬于中等攝取,其余元素均為微弱攝取。但是核桃樣品Zn和Mo元素?cái)z取強(qiáng)度顯著高于板栗樣品和山楂樣品,山楂樣品Fe攝取強(qiáng)度高于核桃樣品和板栗樣品。不同的植物對(duì)元素的吸收攝取程度具有明顯差異,土壤本底養(yǎng)分含量和科學(xué)合理的人為施肥對(duì)作物的品質(zhì)具有重要的影響。 圖6 不同經(jīng)濟(jì)作物的元素含量(左)及生物富集系數(shù)(右)Fig.6 Contents of elements in different Cash crop (left) and enrichment coefficient (right) 已有研究表明,板栗是一種高錳作物,需錳量比其他果樹(shù)多,F(xiàn)e和Mn對(duì)板栗的生長(zhǎng)是不可或缺的[20]。山楂適宜于堿性土壤生長(zhǎng),Cu、Zn含量較高有利于提升其藥用功效[21],因此,土壤中富含特定的微量元素對(duì)林果資源的品質(zhì)具有較強(qiáng)的影響。根據(jù)承德南部一帶片麻巖建造和白云巖建造的生態(tài)地球化學(xué)過(guò)程,構(gòu)建了林果資源的生態(tài)地質(zhì)模型(圖7): 圖7 研究區(qū)板栗和山楂原產(chǎn)地生態(tài)地質(zhì)模型Fig.7 Eco-geological model of Chinese chestnut and Hawthorn in the study area (1)板栗的產(chǎn)地成土母巖以太古代片麻巖建造為最佳,山楂產(chǎn)地以中元古代白云巖碳酸鹽建造為最佳。 (2)片麻巖建造區(qū)地貌多以山崗地和丘陵地貌,坡向朝南,坡角小于15°,利于板栗生長(zhǎng);白云巖建造區(qū)的地貌多中低山,坡向超南,坡度多為15°~25°,滿足山楂生長(zhǎng)。 (3)片麻巖建造的黑云斜長(zhǎng)片麻巖、黑云母二長(zhǎng)變粒巖為最好,巖石風(fēng)化程度較強(qiáng),地表風(fēng)化后就地成壤,形成厚度較大的疏松母質(zhì)層,適宜深根板栗生長(zhǎng)。白云巖建造中碳酸鹽礦物易溶解,其巖石中的酸不溶物含量較低,成壤物質(zhì)比例較低,造成土壤層較薄,適宜淺根的板栗生長(zhǎng)。 呂凌子的意思是,既然索賠沒(méi)了指望,就是借錢(qián)也得把這個(gè)事情給結(jié)了。肇事者是她的丈夫,丈夫雖然不是故意所為,但畢竟對(duì)一個(gè)無(wú)辜女人造成了難以啟齒的傷害,這種傷害也許是無(wú)辜女人一輩子的心理陰影。錢(qián)不是萬(wàn)能的,然而除了錢(qián),呂凌子實(shí)在想不出比這更好的解決辦法。 (4)片麻巖建造區(qū)的土壤為褐土,屬于沙質(zhì)壤質(zhì),pH為5.31~6.59,屬于中酸性,適宜喜酸板栗生長(zhǎng);白云巖建造的土壤多為石灰性褐土,土壤質(zhì)地為壤土,pH為8.09~8.30,適宜偏堿性山楂生長(zhǎng)。 (5)片麻巖建造中,黑云母、角閃石等暗色礦物含量高,隨著礦物不斷風(fēng)化水解,F(xiàn)e、Mn等鐵族元素元素不斷被釋放出來(lái),使得土壤中富含F(xiàn)e、Mn元素,利于喜錳的板栗生長(zhǎng);白云建造區(qū)的土壤中Zn、Ca元素,利于優(yōu)質(zhì)山楂成長(zhǎng)。 在特色林果資源的開(kāi)發(fā)規(guī)劃中,充分利用土壤中作物的有益元素分布和酸堿度、有機(jī)質(zhì)含量差異,因地制宜地種植各種農(nóng)作物,合理施用各種肥料,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)管理,科學(xué)提升特色林果資源的品質(zhì)。因此根據(jù)板栗、山楂的生態(tài)地質(zhì)模型,進(jìn)行種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,對(duì)寬城縣一帶板栗、山楂等優(yōu)質(zhì)林果資源種植區(qū)規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化,初步提出山楂、板栗最適宜種植區(qū)(圖8)。山楂的最適宜區(qū)面積為497.2 km2,占寬城總面積的19.6%,板栗的最適宜區(qū)面積為499.01 km2,占總面積的19.7%。 圖8 研究區(qū)板栗和山楂最優(yōu)適宜區(qū)區(qū)劃圖Fig.8 The most suitable division map of Chinese chestnut and Hawthorn in study area (1)片麻巖建造巖石類(lèi)型為黑云斜長(zhǎng)變粒巖、黑云斜長(zhǎng)片麻巖、斜長(zhǎng)角閃巖、角閃斜長(zhǎng)片麻巖、磁鐵石英巖,礦物成分主要為斜長(zhǎng)石(PI)、鉀長(zhǎng)石(K)、石英(Q)、黑云母(Bi)、角閃石(Hb)、石榴石(Cr);白云巖建造白云巖、白云石灰?guī)r和含鐵錳白云巖,礦物主要成分為白云石(Do)、石英(Q)。 (2)片麻巖建造的Al2O3、Fe2O3、K2O、TiO2、P2O5、Mn、Cu、Zn、Ni、Co元素含量明顯高于白云巖建造,相應(yīng)白云巖建造MgO、CaO元素含量高于片麻巖建造。主成分分析和Pearson相關(guān)性系統(tǒng)聚類(lèi)分析顯示片麻巖Ti、Mn、Fe、Co、Ni與P呈相關(guān)關(guān)系明顯,白云巖Cu、Ni、Ti和Fe2O3相關(guān)性顯著。 (3)片麻巖建造的基巖-土壤元素質(zhì)量遷移系數(shù)τ值呈Se>B>V>P>Mo>Mn>CaO>S>Ni>Fe2O3>0>Cu>SiO2>Na2O>K2O>Ge>Al2O3>Zn>MgO,Se、B、V、S、Mn和Mo元素相對(duì)Ti元素富集;白云巖區(qū)基巖-土壤質(zhì)量遷移系數(shù)τ值呈Na2O>P>Ni>0>V>K2O>Al2O3>Mn>S>Se>B>SiO2>Fe2O3>Ge>Mo>Zn>MgO>Cu>CaO特征,Na2O、P、Ni元素相對(duì)Ti元素富集。 (4)生物富集系數(shù)BFC系數(shù)顯示:板栗富集系數(shù)為Cu>Zn>Mo>Ni>Mn>Ge>Fe,山楂富集系數(shù)為Cu>Zn>Ni>Mn>Ge>Fe>Mo。建立板栗、山楂的品質(zhì)控制生態(tài)地質(zhì)模型,篩選山楂的最適宜區(qū)面積為497.2 km2,板栗的最適宜區(qū)面積為499.01 km2。4.2 影響品質(zhì)的生態(tài)地質(zhì)模型
4.3 種植結(jié)構(gòu)優(yōu)化建議
5 結(jié)論