孔琳琳 劉夢翔

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三五隊）

硒Se 元素是世界衛(wèi)生組織確定的人體必需微量元素，在適量范圍內(nèi)攝入硒對人體有保健作用，攝入量不足則導(dǎo)致克山病、大骨節(jié)?。?］。通常將硒含量在0.4～3.0 mg/kg 的土壤稱為富硒土壤［2］。隨著人類生活品質(zhì)的提高，自身健康越來越成為社會關(guān)注的熱點，富硒土壤的開發(fā)和利用也得到了社會的廣泛關(guān)注，富硒農(nóng)產(chǎn)品將會有更大的市場需求，并帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

近年來，不少學(xué)者在廣東省珠江三角洲開展了富硒土地的調(diào)查和研究，劉子寧等［3-4］提出臺山地區(qū)巖漿活動為其提供硒源，區(qū)域淺變質(zhì)活化富集及黏土礦物吸附保留造成土壤富含硒元素，同時地區(qū)40%農(nóng)作物硒含量已滿足富硒農(nóng)產(chǎn)品要求；另外建立了適合當(dāng)?shù)氐母晃寥绖澐謽?biāo)準(zhǔn)，低硒區(qū)＜0.2 mg/kg，硒正常含量區(qū)0.2～0.6 mg/kg，富硒區(qū)0.6～3.0 mg/kg，硒過剩區(qū)＞3.0 mg/kg。李婷婷［5］基于廣東省多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查，統(tǒng)計研究了珠三角地區(qū)的土壤硒富集區(qū)，指出珠三角地區(qū)表層土壤Se 含量為0.102～1.886 μg/g，平均值為0.789 μg/g，山丘、坡地硒含量高于地勢平坦地區(qū)。陳玉川［6］對珠江三角洲富硒土壤區(qū)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)生作用硫化物礦化、表生作用褐鐵礦化對巖石中硒顯著富集，為硒自然來源提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

前人對富硒土地的調(diào)查研究集中在珠江三角洲黑色巖系、巖石樣品，但在惠州市表層土壤開展富硒調(diào)查研究較少?；葜菔凶鳛閺V東省城市地質(zhì)試點城市，金山新城規(guī)劃區(qū)是惠州政府定位的惠城新副中心，本文在金山新城規(guī)劃區(qū)進(jìn)行表層土壤樣品采集及測試分析，然后參照規(guī)范進(jìn)行Se 元素的地球化學(xué)特征進(jìn)行分析，最后根據(jù)Se 元素的含量特征分析其影響因素，為將來大灣區(qū)尋找富硒土地資源提供一定的理論參考。

1 規(guī)劃區(qū)概況

金山新城規(guī)劃區(qū)位于惠州市中心城區(qū)，交通便利，地理坐標(biāo)為東經(jīng)114°23'27.12″～114°32'02.97″，北緯22°57'12.30″～23°04'48.74″，所涉研究區(qū)面積為118.29 km2。規(guī)劃區(qū)地勢總體南西高、北東低，地貌類型主要為丘陵和沖積平原，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，陽光充足，年平均氣溫23.2 ℃，年平均降雨量1 862.4 mm，夏季多東風(fēng)和東南風(fēng)，冬季多北風(fēng)和西北風(fēng)。區(qū)內(nèi)水網(wǎng)縱橫，發(fā)育東江第二大支流西枝江，與淡水河、金山湖流域河流在平原區(qū)匯流，由西向東注入東江。

金山新城規(guī)劃區(qū)在構(gòu)造單元上屬華南褶皺系湘桂粵拗陷帶的永梅—惠陽拗陷，區(qū)內(nèi)分布有泥盆系、二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、第四系地層（圖1），區(qū)內(nèi)巖漿巖中侵入巖發(fā)育，三棟鎮(zhèn)一帶發(fā)育較大面積的晚白堊世鉀長花崗巖巖體（樟頂巖體K2γπ）。地質(zhì)構(gòu)造以斷裂為主，北東向樟木頭斷裂和北西向惠州斷裂斜貫本區(qū)，局部還有東西向斷裂分布。

根據(jù)廣東省第二次土壤普查成果資料，規(guī)劃區(qū)內(nèi)土壤類型主要為水稻土、赤紅壤和潮土，其中水稻土以潴育型水稻土為主。

根據(jù)惠城區(qū)2018 年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)，金山新城規(guī)劃區(qū)土地用地情況見表1。

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2 地球化學(xué)樣品與方法

2.1 地球化學(xué)樣品采集

規(guī)劃區(qū)野外工作遵循《土壤地球化學(xué)測量規(guī)程》（DZ/T 0145—2017）的要求，每1 km2土壤設(shè)置樣品基本采樣點4 個，共采集原始土壤樣品585 件，重采樣15 件。采樣位置根據(jù)土地利用類型、地形地貌、土壤類型等實際情況進(jìn)行調(diào)整，利用手持GPS 進(jìn)行定點，并進(jìn)行航跡監(jiān)控。

為保證采樣物質(zhì)具有代表性，1 個表層土壤樣品通常由1 個主樣和多個副樣混合而成。選擇具有代表性的地塊中央，在采樣點位利用不銹鋼鏟向下垂直挖深度大于20 cm 的采樣坑，將其中1 面垂直削平，利用采樣工具采集0～20 cm 的土柱，去除植物根系、石塊等雜物后裝入樣袋，并套上聚乙烯塑料袋。在采樣點中心30～50 m 的范圍內(nèi)采集3～5 個副樣，將主樣和多個副樣均勻混合成1 個樣品，將大于1 500 g 的土壤樣品裝袋。當(dāng)采樣小格中水域面積超過2/3時，需要采集原始重量大于2 000 g 的水底沉積物樣品。野外采回的樣品在日光下干燥，及時揉搓或用木棒敲打防止結(jié)塊，干燥后過10目篩，縮分稱重后裝入塑封袋。

2.2 地球化學(xué)樣品分析測試

由四川省冶金地質(zhì)勘查局六〇五大隊分析測試中心進(jìn)行土壤樣品分析測試，定量分析有機(jī)質(zhì)、U、Th、N、P、K、As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、pH、Se 共16項指標(biāo)，包含本文研究所需的Se、pH 和有機(jī)質(zhì)。Se的含量采用原子熒光光譜法（AFS）測定，pH 采用玻璃電極法，有機(jī)質(zhì)采用重鉻酸鉀容量法。

3 結(jié)果與討論

3.1 規(guī)劃區(qū)表層土壤Se的地球化學(xué)背景值

據(jù)統(tǒng)計，規(guī)劃區(qū)表層土壤Se 含量范圍為0.1～1.48 mg/kg，平均值為0.37 mg/kg，變異系數(shù)（CV）＜0.5（表2），然后利用全區(qū)表層土壤元素數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗，按照算術(shù)平均值加減3 倍標(biāo)準(zhǔn)離差進(jìn)行剔除，最后用算術(shù)平均值代表該區(qū)域的土壤地球化學(xué)背景值，即規(guī)劃區(qū)表層土壤Se 背景值為0.35 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)離差S為0.15 mg/kg，變異系數(shù)CV＜0.5，為中等強(qiáng)度變異，分布較均勻。為評價規(guī)劃區(qū)元素的富集與貧化，分別以中國土壤A 層、廣東土壤A 層的元素背景值為評價標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果見表3。相對于廣東省土壤背景值，Se元素相對富集，pH值與廣東省土壤背景值相當(dāng)；相對于全國土壤背景值，有機(jī)質(zhì)和Se元素相對富集（圖2）。

注：X 為項目含量或者pH 值，有機(jī)質(zhì)含量單位為g/kg，其余為mg/kg，pH的量綱為1。

3.2 規(guī)劃區(qū)土壤Se含量空間分布特征

根據(jù)表層土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)，利用一體化軟件基于網(wǎng)格數(shù)據(jù)采用15級累頻方法繪制了Se元素的地球化學(xué)圖，Se 元素在規(guī)劃區(qū)西部、南部丘陵山區(qū)及東部的連片魚塘區(qū)以背景—高背景分布為主（局部為異常分布），在中、東部大片第四系沖洪積區(qū)域以背景—低背景分布為主。

3.3 不同成土母質(zhì)Se含量特征

地表巖石風(fēng)化物質(zhì)是形成表層土壤的來源，前人發(fā)現(xiàn)成土母質(zhì)對土壤硒含量分布存在顯著影響［7-8］。在規(guī)劃區(qū)三大成土母質(zhì)單元中，土壤Se 含量背景值呈現(xiàn)特征：侵入巖類＞沉積巖類＞第四系松散沉積物（表4），在侵入巖類和第四系松散沉積物中Se 元素為中等程度的變異，分布較為均勻，而在沉積巖類中表現(xiàn)為分布不均勻的特征。規(guī)劃區(qū)主要發(fā)育晚白堊世的花崗巖，說明Se 元素容易在花崗巖表土層聚集，且分布更均勻。

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3.4 有機(jī)質(zhì)、pH影響下的Se含量特征

Se 元素是作為親生物元素，易在富含有機(jī)質(zhì)的土壤中累積［9］。劉健等［10］研究發(fā)現(xiàn)土壤有機(jī)質(zhì)通過離子交換吸附和絡(luò)合作用影響土壤中的Se元素含量及其形態(tài)，其含量與有機(jī)質(zhì)呈正相關(guān)的關(guān)系。規(guī)劃區(qū)表內(nèi)層土壤有機(jī)質(zhì)平均值為15.9 g/kg，變異系數(shù)CV為0.52，分布較不均勻，根據(jù)相關(guān)性分析，表層土壤有機(jī)質(zhì)和Se元素具有顯著的正相關(guān)關(guān)系（圖3），有機(jī)質(zhì)含量越高，其土壤中硒含量越高。一般情況下，在土壤有機(jī)質(zhì)含量的較低的階段，增加土壤有機(jī)質(zhì)可有效提高Se 含量，但增加土壤有機(jī)質(zhì)會抑制植物吸收Se元素［9］。

王月平等［11］提出土壤pH 是影響土壤Se 元素的存在形態(tài)的重要因素，在堿性土壤中Se易溶于水，生物活性強(qiáng)，易被植物吸收利用。規(guī)劃區(qū)土壤pH 變化范圍為3.6～8.4，平均值為5.9，整體土壤偏酸性。按《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）［12］土壤酸堿度分級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價統(tǒng)計，強(qiáng)酸性土壤（pH＜5.0）面積為15.18 km2，占總面積的13.36%，零星分布于全區(qū)；酸性土壤（pH=5.0～6.5）面積為68.13 km2，占比60.01%，在全區(qū)除城鎮(zhèn)建成區(qū)外廣泛分布；中性土壤（pH=6.5～7.5）面積為23.96 km2，占比21.11%，主要分布在規(guī)劃區(qū)北部和南部的城鎮(zhèn)建成區(qū)及東南部的坑塘區(qū)；堿性土壤（pH=7.5～8.5）面積為6.27 km2，僅占比5.52%，主要分布于東部城鎮(zhèn)建成區(qū)。

根據(jù)相關(guān)性分析，表層土壤Se 含量與pH 呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為-0.032 6，這與羅海怡等［7］、李曉慧等［13］的研究相一致，隨著土壤酸性減弱堿性增強(qiáng)，土壤中Se 含量逐漸減少（圖4）。推斷其可能原因是在堿性條件下，Se 以硒酸鹽形式存在，且易溶于水，使其在土壤中含量變低，而在中酸性條件下，Se 以亞硒酸鹽形式存在，遷移和淋溶作用較弱，易被土壤中的金屬氧化物和有機(jī)質(zhì)吸附和絡(luò)合［8］，故表現(xiàn)在中酸性土壤中含量較高。

3.5 表層土壤Se元素的含量分級

依據(jù)我國Se 的分布特點，《中華人民共和國地方病與環(huán)境圖集》中提到了土壤中硒的等級劃分標(biāo)準(zhǔn)［14］，共劃分為5 個等級。參照該等級標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)規(guī)劃區(qū)總體處于富硒區(qū)和硒適量區(qū)，不存在硒過剩的土壤。其中土壤硒適量（Se 含量0.175～0.400 mg/kg）占規(guī)劃區(qū)總面積比達(dá)到60.02%，在全區(qū)廣泛分布；富硒土壤（Se含量0.4～3.0 mg/kg）面積為43.38 km2，占比為38.21%，主要分布于規(guī)劃區(qū)西、南部的丘陵山區(qū)和淡水河兩側(cè)的水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，在城鎮(zhèn)建成區(qū)由于人工填土的帶入也存在部分富硒土壤，基巖主要為侏羅系、三疊系的砂、頁巖和晚白堊世的花崗巖；邊緣及缺乏等級的土壤（Se 含量＜0.175 mg/kg）合計僅占比1.77%，呈零星分布（圖5）。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié) 論

（1）規(guī)劃區(qū)表層土壤Se 含量范圍為0.1～1.48 mg/kg，Se 背景值為0.35 mg/kg。相對于廣東省土壤背景值，Se元素相對富集，pH與廣東省土壤背景值相當(dāng)；相對于全國土壤背景值，有機(jī)質(zhì)和Se元素相對富集，Se元素是全國土壤的背景值的1.74倍。

（2）數(shù)據(jù)分析表明，表層土壤Se 含量易受成土母質(zhì)、有機(jī)質(zhì)和土壤酸堿度（pH）影響?；◢弾r成土母質(zhì)單元均位于丘陵山區(qū)，為淺覆蓋區(qū)，Se 元素容易在花崗巖表土層聚集，且分布更均勻，且侵入巖類的土壤Se 含量背景值高于沉積巖類和第四系松散沉積物；表層土壤有機(jī)質(zhì)和Se 元素具有顯著的正相關(guān)關(guān)系，更好地解釋了坑塘或水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)土壤更易富硒，推斷可能是表層土壤中有機(jī)質(zhì)對Se 元素的吸附作用；表層土壤pH 和Se 元素具有顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，隨著土壤酸性減弱，土壤中Se含量逐漸減少，推斷Se元素在中酸性土壤中更易富集，而在堿性土壤中易被植物吸收利用，可在堿性富硒土壤區(qū)域中尋找富硒農(nóng)產(chǎn)品。

（3）規(guī)劃區(qū)富硒土壤資源較為豐富，富硒土壤主要分布在丘陵山區(qū)和坑塘區(qū)，土地利用多為耕地、果園和坑塘水面。富硒土壤面積為43.38 km2，占規(guī)劃區(qū)總面積的38.21%，土壤硒適量面積為68.15 km2，占規(guī)劃區(qū)總面積比達(dá)到60.02%。

4.2 建 議

規(guī)劃區(qū)內(nèi)富硒土壤主要分布在丘陵山區(qū)和坑塘區(qū)，綜合考慮當(dāng)?shù)厣a(chǎn)條件、經(jīng)濟(jì)條件和土地利用現(xiàn)狀，就規(guī)劃區(qū)富硒土地利用方向提出3點建議：

（1）針對低緩丘陵區(qū)種植果樹、茶葉等適合坡地種植相對容易富硒的農(nóng)產(chǎn)品。

（2）針對有富硒底泥分布的坑塘進(jìn)行富硒水產(chǎn)養(yǎng)殖。

（3）針對只有部分地塊土壤達(dá)到富硒等級，其他地塊土壤硒含量為適量，可以在適合開展規(guī)?；卟嘶蛘呒Z食種植的平原區(qū)進(jìn)行土壤改良，主要是通過調(diào)節(jié)土壤酸堿性，提高土壤中有機(jī)質(zhì)含量，從而使農(nóng)產(chǎn)品中硒含量也可以達(dá)到富硒農(nóng)產(chǎn)品要求。