昂正嬌，阮傳貴

（安徽省地質礦產勘查局第二水文工程地質勘查院，安徽蕪湖241000）

0 引言

土壤質量（sοil quality）通常被定義為“特定類型土壤在自然或者農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)邊界內保持動植物生產力，保持或者改善大氣和水的質量以及支持人類健康與居住的能力[1]”。隨著社會的發(fā)展和人口的增多，土壤資源受到日益增長的壓力[2]。開展土壤質量地球化學調查與研究是樹立節(jié)約集約循環(huán)利用的資源觀的具體實踐和行動。本文基于土壤指標選取，土壤質量評價方法篩選，通過對研究區(qū)范圍內表層、深層土壤取樣調查、樣品測試和綜合研究等進行土壤質量地球化學綜合評價[3～10]，為土壤環(huán)境的保護、治理及土地資源的節(jié)約集約循環(huán)利用提供數(shù)據(jù)基礎。

1 研究區(qū)概況

1.1 自然地理概況

研究區(qū)位于安徽省東南部，長江中下游。地貌主要包括河谷平原和丘陵。境內地勢總體特征是：東西低中間高、北低南高，地形起伏較大。區(qū)內主要水系有長江等，平均年徑總流量28700m3/s。土壤類型包括黃棕壤土、水稻土和砂壤土等。

1.2 區(qū)域地質概況

研究區(qū)地層區(qū)劃屬揚子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)，主要出露第四紀地層。包括河流相更新統(tǒng)青弋江組（Qpqy）、大橋鎮(zhèn)組（Qpd）、全新統(tǒng)蕪湖組（Qhw）以及山麓相更新統(tǒng)戚家磯組（Qpq）和下蜀組（Qpx）。新構造運動以升降運動為主，長江西側新構造運動不甚明顯，屬地殼穩(wěn)定的區(qū)域。東側則十分突出，不僅于中更新世青弋江河谷部分地段出現(xiàn)沉降洼地，全新世其沉降范圍和幅度均有增大的趨勢。

2 樣品采集與分析

嚴格按照《土地質量地球化學評價規(guī)范》（DZ/T0295—2016）相關要求對研究區(qū)開展1:50000土地質量地球化學調查評價工作。采用網(wǎng)格加圖斑的原則布設，網(wǎng)格數(shù)量原則上與采樣密度相一致。土壤樣品點主要采自農田、菜地、林地、建筑用地中。表層土壤采樣密度為1點/km2，采樣深度0～20cm，共送檢加工分析樣品571個；深層土壤采樣密度為1點/4km2，采樣深度1.5～2.0m，共送檢加工分析樣品142個。

土壤樣品經(jīng)自然風干、人工磨碎后過10目尼龍篩，稱取200g正樣裝牛皮紙袋內送至“安徽省地質實驗研究所（原國土資源部合肥礦產資源監(jiān)督檢測中心）”進行檢測分析，稱取450g副樣裝塑料瓶內，留存。測試指標包括氮(N)、磷(P)、鉀(K)、硒(Se)、碘(Ⅰ)、氟(F)、硼(B)、氧化鎂(MgO)、全鐵(TFe)、鈷(Cο)、釩(Ⅴ)、鍺(Ge)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、氧 化 鈣(CaO)、鉬(Mο)、硫(S)等。

3 評價單元劃分

本次研究單元劃分根據(jù)1:50000土壤質量地球化學評價的土樣采集網(wǎng)格為基礎進行劃分，按1km×1km的方里網(wǎng)大小，即1km2為評價單元。每個單元網(wǎng)格的指標屬性定義為評價單元的指標評價等級。同時，結合地形地貌特征以及地質條件類型予以修整和約束。評價單元劃分方法符合《土地質量地球化學評價規(guī)范》（DZ/T0295—2016）的單元劃分要求。

4 土壤質量地球化學評價與空間分布

4.1 土壤pH地球化學等級劃分與空間分布

4.1.1 評價標準與方法

土壤酸堿度（pH）分級標準見表1。評價單元的pH值所在的范圍對應的土壤酸堿度等級即確定該評價單元為相應的等級。

表1 土壤酸堿度（pH）分級標準Table 1.Sοil acidity and alkalinity(pH)grading criteria

4.1.2 劃分結果

根據(jù)土樣分析數(shù)據(jù)：pH值范圍為3.92～8.88。研究區(qū)土壤以堿性為主，中性次之，強酸強堿占比極小。中性-堿性土壤占比約為86.1%，強酸性、強堿性僅占1%。詳見圖1。

圖1 研究區(qū)土壤酸堿度評價等級圖Figure 1.Assessment grade map of soil acidity and alkalinity in the study area

4.2 土壤養(yǎng)分元素地球化學等級劃分與空間分布

4.2.1 土壤養(yǎng)分元素種類

研究區(qū)選取氮(N)、磷(P)、鉀(K)、硒(Se)、碘(Ⅰ)、氟(F)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鈷(Cο)、釩(Ⅴ)、鍺(Ge)、硼(B)、錳(Mn)、鋅(Zn)、鈣(Ca)、鉬(Mο)、硫(S)等作為養(yǎng)分元素的評價指標。

4.2.2 評價標準與方法

土壤養(yǎng)分元素等級劃分標準依據(jù)《土地質量地球化學評價規(guī)范》（DZ/T0295—2016）規(guī)定標準。參照土壤養(yǎng)分元素等級分級標準，劃分出土壤養(yǎng)分元素等級。

4.2.3 土壤養(yǎng)分元素豐缺現(xiàn)狀

土樣分析結果表明：鉀、氟元素豐富，中等以上等級分別為94.7%和95.4%。磷(P)、硒(Se)、鎂(Mg)、鐵(Fe)、鈷(Cο)、釩(Ⅴ)、鍺(Ge)、硼(B)、錳(Mn)、鋅(Zn)元素較豐富。其中，磷(P)元素中等及以上等級為72.7%，硒適量以上等級82.5%。氮(N)、碘(Ⅰ)、鈣(Ca)、鉬(Mο)、硫(S)缺乏。其中，氮(N)、碘(Ⅰ)中等以上等級分別占62.8%、21.8%。

4.2.4 劃分結果

按照公式（1）計算土壤養(yǎng)分地球化學綜合得分f養(yǎng)綜。

式中：f養(yǎng)綜—土壤氮、磷、鉀評價總得分，1≤f養(yǎng)綜≤5；ki—氮、磷、鉀權重系數(shù)，分別為0.4、0.4和0.2；fi—土壤氮、磷、鉀的單元素等級得分。

fi得分分別為1分、2分、3分、4分、5分所對應的單指標評價結果為五等、四等、三等、二等、一等。

劃分結果如下：研究區(qū)養(yǎng)分等級以三等為主，為40.3%，二、四等樣點比例分別為29.8%、24.5%，一、五等樣點比例不足6%。養(yǎng)分元素等級空間分布見圖2。

圖2 研究區(qū)土壤養(yǎng)分綜合等級分區(qū)圖Figure 2.Comprehensive grade zoning map of soil nutrients in the study area

4.3 土壤環(huán)境元素地球化學等級劃分與空間分布

4.3.1 土壤環(huán)境元素種類

選擇土壤中鎘(Cd)、汞(Hg)、砷(As)、銅(Cu)、鉛(Pb)、鉻(Cr)、鋅(Zn)、鎳(Ni)重 金 屬 元 素 作 為 評 價指標。

4.3.2 評價標準與方法

采用單因子指數(shù)法，指標評價標準參照《土壤環(huán)境質量-農用地土壤污染風險管控標準（試行）》（GB15618—2018）。參照土壤環(huán)境元素等級分級標準，劃分出土壤環(huán)境地球化學元素等級（表2）。

表2 土壤環(huán)境地球化學等級劃分Table 2.Geοchemical single-index gradingοf sοil envirοnment

4.3.3 土壤環(huán)境元素質量現(xiàn)狀

結合土樣分析結果和評價參照標準，研究區(qū)土壤環(huán)境元素質量整體良好，土壤樣點各評價指標等級為一級的均在95%以上（除鎘以外）。

汞(Hg)、砷(As)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)一級樣點數(shù)占總樣點數(shù)比例分別為98.9%、98.2%、88.09%、99.65%、100%。

4.3.4 劃分結果

土壤環(huán)境地球化學綜合等級由汞(Hg)、砷(As)、鎘(Cd)、鉛(Pb)、鉻(Cr)五種重金屬元素環(huán)境地球化學等級疊加產生，綜合等級等于單指標元素等級中的最差等級。

研究區(qū)大部分土壤環(huán)境地球化學綜合等級為一級。其中，一級（無風險）84.4%，二級（風險可控）13.3%，三級（風險（較）高）1.1%。土壤環(huán)境綜合評價等級空間分布見圖3。

圖3 研究區(qū)土壤環(huán)境綜合評價圖Figure 3.Comprehensive assessment map of soil environment in the study area

4.4 土壤質量地球化學綜合評價等級劃分與空間分布

4.4.1 劃分原則及等級

土壤質量地球化學綜合等級由評價單元的土壤養(yǎng)分綜合等級與土壤環(huán)境綜合等級疊加產生，其綜合等級及含義見表3。

表3 土壤質量地球化學綜合等級與含義Table 3.Geοchemical cοmprehensive gradingοf sοil quality and its implicatiοn

4.4.2 劃分結果

由劃分結果可知，研究區(qū)土壤總體質量良好。如圖4所示，根據(jù)土壤質量地球化學綜合等級劃分：研究區(qū)內土壤質量地球化學綜合等級以三等為主，二、一等次之；三級及以上等級占94.7%，其中一等22.4%、二等35.9%、三等36.4%；四等樣點占總樣點4.29%，五等樣點占總樣點1.1%。土壤地球化學綜合等級空間分布見圖5。

圖4 研究區(qū)土壤地球化學綜合等級百分比條狀圖Figure 4.Percentage bar chart of geochemical comprehensive grading of soils in the study area

圖5 研究區(qū)土壤地球化學綜合等級分區(qū)圖Figure 5.Geochemical comprehensive grade zoning map of the soils in the study area

5 結論及建議

（1）研究區(qū)土壤酸堿性以堿性為主，中性次之。區(qū)內總體土壤質量良好，土壤質量地球化學綜合等級以三等為主，三等及三等以上占比達94.7%。少數(shù)土壤質量差主要表現(xiàn)在養(yǎng)分元素缺乏及土壤環(huán)境污染，其中以氮元素缺乏以及工業(yè)活動重金屬污染尤為突出。

（2）土壤質量差的零星地區(qū)可采取施用酸性或生理酸性化肥、堿性土壤改良劑、施固態(tài)有機肥、施用土壤抑制劑、改變耕種方式等達到調節(jié)平衡土壤pH值、增加土壤養(yǎng)分，修復重金屬污染的目的[11～13]。

（3）針對本次調查評價技術方法，建議將氣候、成土母質、成土過程、土地利用現(xiàn)狀、土壤類型以及人類活動等影響因素納入土壤質量評價的研究體系，從成因角度研究土壤質量動態(tài)變化。

（4）本次研究未細化硒、碘等有益元素的等級劃分與允許誤差范圍，可通過開展土壤有益元素資源分布特征的研究實現(xiàn)區(qū)域內土壤天然硒、碘資源的合理利用，促進經(jīng)濟發(fā)展。