摘要：為揭示河頭店鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分和環(huán)境指標(biāo)的空間分布特征及質(zhì)量等級(jí)，本研究開展了1∶5萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查。采用6個(gè)點(diǎn)/km2的采樣密度采集表層土壤樣品，分析了養(yǎng)分和環(huán)境指標(biāo)，并基于所得數(shù)據(jù)進(jìn)行了土地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)土壤重金屬 Cr、Cu、Ni、Zn 平均含量不同程度高于山東省土壤背景值，空間分布不均勻，其中Cr和Cu富集較為明顯，Hg、Cd的變異系數(shù)最高，Cr 和 Ni 存在較為顯著伴生關(guān)系；河頭店鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分質(zhì)量一般，評(píng)價(jià)等級(jí)以較缺乏為主，中等以上養(yǎng)分占總評(píng)價(jià)面積的34.58%；土壤環(huán)境質(zhì)量優(yōu)質(zhì)，以一級(jí)無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，占總評(píng)價(jià)面積的97.98%；土壤質(zhì)量整體較好，良好和優(yōu)質(zhì)土壤占總評(píng)價(jià)面積的33.94%，中等土壤占總評(píng)價(jià)面積的63.17%，無劣等土壤?；诒敬握{(diào)查獲得的數(shù)據(jù)，針對(duì)河頭店鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀，提出了劃定高標(biāo)準(zhǔn)永久基本農(nóng)田和優(yōu)化農(nóng)用地分類管理的規(guī)劃建議。本次研究工作可為當(dāng)?shù)赝恋乇Ｗo(hù)與開發(fā)提供科學(xué)地球化學(xué)數(shù)據(jù)支撐。

關(guān)鍵詞：土地質(zhì)量；地球化學(xué)評(píng)價(jià)；重金屬；萊西市河頭店鎮(zhèn)；山東省

中圖分類號(hào)：X825文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.12128/j.issn.16726979.2025.03.003

0引言

土地資源作為人類社會(huì)賴以生存和發(fā)展的關(guān)鍵自然資本，是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的主要載體和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略基礎(chǔ)。近年來，全球面臨著由人口激增、經(jīng)濟(jì)與工業(yè)化快速增長引發(fā)的環(huán)境挑戰(zhàn)，如環(huán)境污染惡化、土壤退化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力及作物質(zhì)量降低等問題［13］。因此，土壤質(zhì)量的調(diào)查與評(píng)估已成為全球?qū)W術(shù)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

歐美等發(fā)達(dá)國家在土壤質(zhì)量評(píng)估方面開展了系統(tǒng)研究，重點(diǎn)探討土壤重金屬污染、養(yǎng)分分布及其對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響［45］。這些研究成果在土壤質(zhì)量評(píng)估確保糧食安全和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量中的關(guān)鍵作用。如歐洲委員會(huì)提出的“土壤策略”強(qiáng)調(diào)了土壤作為自然資源的重要性［67］，這為開展農(nóng)業(yè)地質(zhì)研究提供了重要參考。國內(nèi)研究雖然起步較晚，但近年來發(fā)展迅速［810］。作為基礎(chǔ)性工作，土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查通過多目標(biāo)區(qū)域化探，全面把握土地質(zhì)量的綜合狀況，為制定差異化的保護(hù)策略提供科學(xué)依據(jù)。土地質(zhì)量本身就是國內(nèi)化探工作的重要方法支撐，該項(xiàng)工作能為資源環(huán)境管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局提供科學(xué)依據(jù)。同時(shí)，也能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐緊密結(jié)合，探討農(nóng)業(yè)活動(dòng)對(duì)土地質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。在多尺度框架下，土地質(zhì)量問題的解決策略呈現(xiàn)明顯的層級(jí)特征：國家尺度聚焦宏觀政策制定和資源配置優(yōu)化［11］；區(qū)域尺度著重土壤污染防控和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局［12］；地方尺度則側(cè)重土壤退化修復(fù)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)實(shí)踐［13］。這種多層次的調(diào)查評(píng)估體系正逐步構(gòu)建起全面的土地質(zhì)量管理框架，為國家糧食安全、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量提升和綠色發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施提供了重要的理論基礎(chǔ)。

河頭店鎮(zhèn)位于萊西市東北部，距萊西市市中心約21 km，為全域土地綜合整治國家試點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。本文在山東省1∶25萬多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查的基礎(chǔ)上，在河頭店鎮(zhèn)開展1∶5萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查與評(píng)價(jià)工作，對(duì)表層土壤（0～20 cm）中的養(yǎng)分指標(biāo)（全氮、全磷、全鉀）、環(huán)境指標(biāo)（pH、鎘、汞、砷、鉛、銅、鋅、鉻、鎳）［1416］進(jìn)行了土地質(zhì)量地球化學(xué)分等定級(jí)。對(duì)河頭店鎮(zhèn)特色農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)、土地高效利用、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)及污染防治等提供基礎(chǔ)地學(xué)支撐，助力河頭店鎮(zhèn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。

1研究區(qū)概況

河頭店鎮(zhèn)位于萊西市東北部，距萊西市中心約21 km，研究區(qū)地形總趨勢(shì)是西高東低，屬低山丘陵區(qū)，地勢(shì)平坦，地形起伏較小，覆蓋層較薄，平均0.5～4 m，海拔高度在80～130 m，多為農(nóng)田。該地區(qū)屬溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，受到海洋及內(nèi)陸的雙重影響，四季變化和季風(fēng)進(jìn)退都比較明顯；年平均氣溫為11.7℃，7月份平均氣溫最高，達(dá)到25.3℃，1月份平均氣溫最低，為3.3℃；年平均降水量為635.8 mm，主要風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)和西北風(fēng)，年平均風(fēng)速為3.6 m/s；土壤類型以棕壤土為主，占比91.05%，還有潮土土類，占比5.64%，以及砂姜黑土土類，占比3.32%。地質(zhì)背景如圖1顯示，該地區(qū)位于華北陸塊（Ⅰ）魯東隆起（Ⅱ）膠北隆起區(qū)（Ⅲ）棲霞馬連莊凸起（Ⅴ）的西南側(cè)，廣泛出露的地層包括太古代唐家莊巖群、下元古代荊山群、中生代萊陽群、青山群、王氏群和新生代第四系的松散堆積物。

土地利用類型（圖2）以農(nóng)用地為主，占84.27%，其中旱地占63.16%，主要農(nóng)作物為小麥和玉米，經(jīng)濟(jì)作物包括蘋果、花生、甜瓜、草莓和櫻桃等，也有一定的種植規(guī)模。

2材料與方法

2.1樣品采集與分析測試

研究區(qū)土壤采樣點(diǎn)位見圖3。本研究按1∶5萬尺度采用圖斑—網(wǎng)格法優(yōu)化采樣策略，滿足相應(yīng)布點(diǎn)要求。采樣深度為0～20 cm，采用多點(diǎn)等量連續(xù)采樣方法，排除溝渠和林帶等非典型區(qū)域。采用“X”型五點(diǎn)法提高樣本代表性。通過1∶5萬土壤圖件與奧維互動(dòng)地圖結(jié)合，利用手持GPS設(shè)備確保采樣點(diǎn)定位精度小于5 m。樣品采集后進(jìn)行初步處理，去除非土壤雜物，經(jīng)自然風(fēng)干、破碎和2 mm篩分處理，詳細(xì)記錄樣本點(diǎn)地理信息。共采集702個(gè)土壤樣本點(diǎn)，其中包括17個(gè)重復(fù)樣本點(diǎn)（占總樣本的2.36%），總計(jì)719個(gè)樣本。整個(gè)采樣過程遵循土壤地球化學(xué)采樣規(guī)范，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性。

土壤樣品經(jīng)自然風(fēng)干并通過0.25 mm孔徑篩篩選后送實(shí)驗(yàn)室分析，測試工作由山東省物化探勘查院巖礦測試中心承擔(dān)。分析方法嚴(yán)格按照《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）等相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。本研究采用多種分析方法測定各項(xiàng)指標(biāo)：X射線熒光光譜法（XRF）用于Pb、Ni、Cr、Zn、Cu和P的測定；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICPOES）測定K；電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）測定Cd；氫化物發(fā)生原子熒光光譜法（HGAFS）分析As和Hg；凱氏蒸餾容量法（VOL）測定N；離子選擇電極法（ISE）測定pH。為確保數(shù)據(jù)質(zhì)量，實(shí)施了包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析、樣品重復(fù)性檢驗(yàn)和異常點(diǎn)重復(fù)檢驗(yàn)在內(nèi)的質(zhì)量控制措施。所有分析方法的檢出限、準(zhǔn)確度和精密度均符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，測試數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠，并通過專家驗(yàn)收。

2.2評(píng)價(jià)方法

土壤養(yǎng)分地球化學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)涵蓋氮（N）、磷（P）、鉀（K），而土壤環(huán)境地球化學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)則包括酸堿度（pH）、砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、銅（Cu）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鉛（Pb）、鋅（Zn）。養(yǎng)分評(píng)價(jià)遵循《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》（DZ/T 0295—2016）［17］附錄D標(biāo)準(zhǔn)，確立N、P、K全量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。As、Cd、Cr、Pb、Hg、Ni、Cu、Zn的分級(jí)則依據(jù)《GB15618-2018土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》［18］的風(fēng)險(xiǎn)篩選值和風(fēng)險(xiǎn)管控值，按照山東省自然資源廳發(fā)布的《1∶50000土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求（試行）》［19］進(jìn)行。

土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)由養(yǎng)分與環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)疊加得出，代表1∶5萬調(diào)查尺度。

3結(jié)果與討論

3.1土壤元素地球化學(xué)含量特征

河頭店鎮(zhèn)土壤元素含量特征見表1。土壤pH現(xiàn)場測量結(jié)果顯示，評(píng)價(jià)區(qū)土壤pH平均值為5.286，絕大部分樣點(diǎn)土壤呈酸性。土壤N、P、K養(yǎng)分含量平均值分別為0.828×103、0.679×103和14.755×103，其中N、P含量分別是山東省土壤背景值［20］的0.930倍和0.824倍，青島市背景值［21］的1.035倍和1.151倍，表明評(píng)價(jià)區(qū)土壤氮磷含量略高于背景水平。

土壤重金屬Cr、Cu、Ni、Zn、As、Cd、Pb和Hg含量平均值分別為70.320×10^-6、23.532×10^-6、26.287×10^-6、48.146×10^-6、6.793×10^-6、0.090×10^-6、18.620×10^-6和0.025×10^-6，其中Cr、Cu、Ni、Zn含量分別是山東省土壤背景值的1.134倍、1.041倍、0.970倍和0.761倍，是青島市背景值的1.342倍、1.360倍、1.168倍和1.003倍，呈現(xiàn)不同程度的富集，尤其是Cr和Cu富集較為明顯。Cr可能與新太古代侵入巖和白堊系中含有較多的鉻鐵礦等礦物有關(guān)，這些礦物風(fēng)化過程中釋放出Cr元素，導(dǎo)致在上覆土壤中富集［22］；Cu可能與新太古代侵入巖經(jīng)過長期的風(fēng)化作用有關(guān)，其中的Cu元素被淋濾進(jìn)入上覆土壤中，導(dǎo)致這些區(qū)域土壤Cu含量偏高［23］。

變異系數(shù)的大小反映元素在空間分布的均勻（變異）程度，土壤中K、pH變異系數(shù)小于0.15，分布均勻；N、P、As、Cr、Cu、Pb、Zn變異系數(shù)介于0.15～0.65之間，屬中等變異分布；Cd、Hg、Ni變異系數(shù)大于0.65，屬強(qiáng)變異分布。重金屬的變異程度由低到高依次為：Pb＜K＜N＜P＜As＜Cr=Cu＜Zn＜Ni＜Cd＜Hg，反映了區(qū)域內(nèi)重金屬元素含量的空間分布不均一性，其中Hg、Cd的變異系數(shù)高達(dá)1.03和0.84，說明其空間變異極強(qiáng)，局部區(qū)域可能受到人為活動(dòng)的顯著影響。綜上，部分元素發(fā)生富集或貧化現(xiàn)象可能與土壤類型及人為活動(dòng)干擾等因素有關(guān)。河頭店鎮(zhèn)土壤中重金屬元素Cr、Cu含量超過青島市和山東省土壤背景值，應(yīng)引起關(guān)注并采取相應(yīng)措施控制重金屬污染。

3.2土壤元素相關(guān)性分析和主成分分析

本文基于研究區(qū)內(nèi)719件土壤樣品數(shù)據(jù)，利用SPSS軟件初步對(duì)土壤各元素之間的密切程度和來源進(jìn)行相關(guān)性分析。從表2河頭店鎮(zhèn)土壤元素的Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣可以看出，CrNi之間呈現(xiàn)出極強(qiáng)的正相關(guān)（r=0.902），通過0.01水平的顯著性檢驗(yàn)，說明它們很可能存在相似的來源或者遷移轉(zhuǎn)化行為。全氮全磷、全磷鋅、鉛全鉀之間的相關(guān)系數(shù)分別為0.605、0.588和0.704，均通過0.01水平的顯著性檢驗(yàn)，表明它們之間存在中等偏強(qiáng)的正相關(guān)。這反映了土壤養(yǎng)分狀況的關(guān)聯(lián)性，同時(shí)暗示了磷肥施用可能會(huì)帶入Zn，而Pb與全鉀的關(guān)系成因機(jī)制還需進(jìn)一步探究。As、Cd、Hg、Cu、Zn等重金屬之間也存在一些弱相關(guān)關(guān)系（0.3≤r＜0.5），如AsCd （r=0.326）、AsHg （r=0.390）、CrCu （r=0.425）、CuZn （r=0.477）、銅全磷（r=0.406）等，這些元素之間可能存在某種程度的復(fù)合污染來源。此外，多數(shù)元素之間的相關(guān)性較弱（r＜0.3），如As與Cr、Ni、Zn、pH、全磷等，Cd與Ni、Pb、pH、全氮等，說明其分布可能受多種因素的綜合影響?？偟膩碚f，土壤中的重金屬元素、養(yǎng)分元素之間存在一定程度的相關(guān)性，部分元素間的相關(guān)性較強(qiáng)，反映了它們可能受相似的源匯過程控制，而多數(shù)元素相關(guān)性較弱，說明其分布受多種因素的綜合影響。針對(duì)具體元素的關(guān)聯(lián)特征，還需開展更深入的機(jī)理分析。

河頭店鎮(zhèn)土壤元素進(jìn)行的主成分分析結(jié)果見表3。主成分分析（PCA）作為一種多變量統(tǒng)計(jì)方法，能夠從復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取主導(dǎo)因素，有助于解析土壤元素的空間分布模式和潛在的環(huán)境地球化學(xué)過程。在進(jìn)行PCA之前，首先評(píng)估了數(shù)據(jù)集的適用性。分析顯示，KaiserMeyerOlkin（KMO）取樣適當(dāng)性度量值為0.608，超過了臨界閾值0.5，表明樣本數(shù)據(jù)適合進(jìn)行因子分析。同時(shí)，Bartlett球形度檢驗(yàn)的顯著性水平plt;0.001，拒絕了變量間獨(dú)立性的原假設(shè)，進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)據(jù)集進(jìn)行主成分分析的可行性。這些預(yù)備性統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為后續(xù)的主成分提取和地球化學(xué)解釋提供了統(tǒng)計(jì)學(xué)基礎(chǔ)。

主成分分析過程中，采用特征值大于1的凱撒準(zhǔn)則進(jìn)行因子提取，最終得到4個(gè)主成分因子。這些因子的累積方差解釋率達(dá)73.96%，表明它們能夠有效捕捉數(shù)據(jù)集的主要變異。第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為29.85%，在應(yīng)用凱撒正態(tài)最大化方差法進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)后，發(fā)現(xiàn)Cr、Ni、Cu和Zn元素在該主成分上呈現(xiàn)較高的因子載荷，其值分別為0.902、0.871、0.584和0.477。這表明 Cr、Ni、Cu 和 Zn 可能具有相似的污染來源，推測主要來自電鍍、金屬冶煉等工業(yè)污染源的排放［24］。第二主成分解釋了19.70%的總方差。經(jīng)凱撒正態(tài)最大化方差法旋轉(zhuǎn)后，全鉀、Pb和pH在該主成分上呈現(xiàn)較高的因子載荷，分別為0.865、0.849和0.554。這種元素組合可能指示了農(nóng)業(yè)活動(dòng)的影響，特別是化肥和農(nóng)藥的使用，同時(shí)也反映了土壤基本理化性質(zhì)的作用［25］。第三主成分占總方差的13.69%。旋轉(zhuǎn)后的因子矩陣顯示，全氮和全磷在此主成分上具有顯著載荷，分別為0.873和0.702。這2種元素的富集可能源于多種途徑，包括生活污水排放、農(nóng)業(yè)面源污染以及有機(jī)質(zhì)降解過程［26］。第四主成分貢獻(xiàn)了10.72%的方差解釋率。在該主成分中，As、Hg和Cd表現(xiàn)出相對(duì)較高的載荷值，分別為0.686、0.665和0.584。這些元素被歸類為典型的環(huán)境敏感元素，其來源可能涉及多種人為活動(dòng)，如化石燃料燃燒、廢物焚燒處理以及電子廢棄物處置等［27］。這種元素在主成分中的分組模式揭示了研究區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的地球化學(xué)過程和多樣化的污染源。農(nóng)業(yè)活動(dòng)、土壤性質(zhì)、生活污染以及工業(yè)排放等因素可能共同影響著土壤重金屬的空間分布特征。這種多元素關(guān)聯(lián)性分析為進(jìn)一步解析污染源貢獻(xiàn)和評(píng)估潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)提供了重要依據(jù)。

多元統(tǒng)計(jì)分析揭示了河頭店鎮(zhèn)土壤中Cr和Ni的顯著地球化學(xué)關(guān)聯(lián)性。這2種元素表現(xiàn)出明顯的空間共變模式，暗示它們可能受控于相似的地球化學(xué)過程。然而，對(duì)比山東省土壤背景值發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)Cr和Ni的含量水平與區(qū)域基線值高度吻合。這種現(xiàn)象表明，盡管存在元素間的相關(guān)性，但其富集程度可能主要反映了區(qū)域自然地質(zhì)背景，而非顯著的人為貢獻(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)了在進(jìn)行環(huán)境地球化學(xué)解析時(shí)，需要謹(jǐn)慎區(qū)分元素相關(guān)性與異常富集的概念，并充分考慮區(qū)域地質(zhì)特征對(duì)元素分布模式的影響。而 Cu、Zn、Pb、全鉀、全氮、全磷、As、Hg 和 Cd 等元素則可能與工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)活動(dòng)、生活污染等人類活動(dòng)密切相關(guān)。這一結(jié)果揭示了河頭店鎮(zhèn)土壤元素分布的復(fù)雜性，為制定針對(duì)性的污染防治措施提供了重要依據(jù)。

3.3土壤養(yǎng)分地球化學(xué)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)土壤氮（N）、磷（P）、鉀（K）指標(biāo)得出土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示。

土壤氮素以較缺乏和缺乏為主，分別占總評(píng)價(jià)面積的54.65%和29.5%，兩者合計(jì)占總面積的84.15%，表明土壤氮素主要處于較缺乏和缺乏狀態(tài)。中等氮素含量占總評(píng)價(jià)面積的14.7%。豐富和較豐富氮素含量較低，分別僅占總評(píng)價(jià)面積的0.06%和1.09%，表明土壤中氮素豐富和較豐富的區(qū)域非常有限。氮素缺乏可能導(dǎo)致植株生長緩慢、葉片發(fā)黃、有機(jī)質(zhì)合成受限以及產(chǎn)量降低等問題［28］。

土壤磷素以較豐富、中等和較缺乏為主，分別占總評(píng)價(jià)面積的14.24%、48.46%和30.39%，三者合計(jì)占總面積的93.09%，表明土壤磷素主要處于較豐富、中等和較缺乏狀態(tài)。豐富和缺乏磷素含量較低，分別占總評(píng)價(jià)面積的3.46%和3.45%，表明土壤中磷素豐富和缺乏的區(qū)域比例相對(duì)較小。土壤磷素含量較高可能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用磷肥有關(guān)［29］。

土壤鉀素主要以中等和較豐富為主，分別占總評(píng)價(jià)面積的31%和66.59%，兩者合計(jì)占總面積的97.59%，表明土壤鉀素主要處于中等和較豐富狀態(tài)。豐富、較缺乏和缺乏鉀素含量較低，分別僅占總評(píng)價(jià)面積的0.18%、1.92%和0.3%，表明土壤中鉀素豐富、較缺乏和缺乏的區(qū)域非常有限。總體而言，評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)的土壤鉀素狀況相對(duì)穩(wěn)定［30］。

針對(duì)不同養(yǎng)分元素的分布特點(diǎn)，應(yīng)采取相應(yīng)的措施，如補(bǔ)充氮肥、合理施用磷肥和鉀肥等，以改善土壤肥力狀況，促進(jìn)作物生長和提高產(chǎn)量［31］。

在土壤單指標(biāo)養(yǎng)分地球化學(xué)等級(jí)劃分的基礎(chǔ)上，得出土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)評(píng)價(jià)，分布特征如圖5所示。評(píng)價(jià)區(qū)土壤養(yǎng)分整體處于較缺乏—中等水平。豐富和較豐富所占面積分別為0.07 km2、2.79 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的比例分別為0.06%、2.40%，呈點(diǎn)狀零星分布于評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的大部分地區(qū)；養(yǎng)分中等的土壤面積為37.35 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的32.12%，主要分布于評(píng)價(jià)區(qū)的東部，以及北嵐—花兒山，寄馬溝—郭福莊等地；養(yǎng)分較缺乏的土壤面積為72.71 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的比例為62.53%，主要分布于洙河—高格莊等地的西側(cè)；養(yǎng)分缺乏的土壤面積很少，為3.37 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的比例為2.90%，主要分布在南嵐、嵐子、松旺莊，以及大淳于—小淳于一帶。這些分布狀況的差異可能與評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)土壤類型、母質(zhì)、土地利用方式以及人為施肥等因素有關(guān)［32］。

3.4.1土壤酸堿度（pH）地球化學(xué)等級(jí)

土壤酸堿度（pH）地球化學(xué)等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖6所示，評(píng)價(jià)區(qū)土壤pH的空間分布呈現(xiàn)出東西高、中部低的總體特征。酸性土壤廣泛分布于評(píng)價(jià)區(qū)的絕大部分地區(qū)，主要與旱地和果園等農(nóng)業(yè)用地類型相關(guān)。中性土壤則呈點(diǎn)狀分布，零星出現(xiàn)在南嵐、臧格莊、河頭店等地。土壤酸堿度的空間分布特征表明，沿河流和水庫的土壤普遍呈現(xiàn)中偏酸性，形成面狀分布，而在水庫下游地區(qū)則表現(xiàn)為點(diǎn)狀分布。這種pH的分布模式可能暗示著土壤侵蝕的潛在風(fēng)險(xiǎn)［33］。土壤酸化的自然成因主要與降雨有關(guān)。大量的降雨會(huì)導(dǎo)致土壤中的堿基化合物，尤其是鈣和鎂，發(fā)生強(qiáng)烈的淋溶作用，同時(shí)土壤中交換性氫離子和鋁離子的含量顯著增加，最終導(dǎo)致土壤pH下降，呈現(xiàn)酸性特征［34］。除了自然因素，人為因素也在土壤酸化過程中扮演著重要角色。過量施用氮肥和磷肥會(huì)向土壤中引入大量的酸根離子，而有機(jī)肥施用不足則會(huì)導(dǎo)致土壤緩沖能力下降，削弱土壤抵抗酸化的能力［35］。此外，不當(dāng)?shù)墓喔确绞?，如大水漫灌，?huì)加劇土壤中鹽基離子的流失，從而加速土壤酸化的過程。在評(píng)價(jià)區(qū)域中，旱地的土壤酸化現(xiàn)象尤為顯著，這可能與集約化的農(nóng)業(yè)經(jīng)營活動(dòng)和化肥的過量使用密切相關(guān)［36］。因此，為了預(yù)防土壤侵蝕和酸化，建議采取合理的農(nóng)業(yè)管理和保護(hù)措施。

3.4.2土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)

土壤環(huán)境單元素評(píng)價(jià)等級(jí)結(jié)果顯示，研究區(qū)土壤中重金屬元素砷（As）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、銅（Cu）、汞（Hg）、鎳（Ni）、鉛（Pb）、鋅（Zn）含量均未超出土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值。河頭店鎮(zhèn)土壤環(huán)境質(zhì)量總體良好，各風(fēng)險(xiǎn)元素均以無風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為主。汞和鉛的土壤環(huán)境質(zhì)量最佳，無風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)土壤面積占比均達(dá)到100%，說明全區(qū)土壤中汞鉛含量很低，不存在污染風(fēng)險(xiǎn)。砷、鎘、銅、鋅的無風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)土壤比例也很高，分別為99.88%、99.65%、99.16%和99.9%，表明海淵鎮(zhèn)土壤中此4種元素超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)很小。值得注意的是，鎘、鉻、銅、鎳4種元素的風(fēng)險(xiǎn)可控等級(jí)土壤面積占比相對(duì)較高，分別為0.41%、1.02%、0.84%和0.91%，雖然比例不大，但也反映出局部地區(qū)可能存在一定程度的土壤重金屬污染隱患，需引起重視。依據(jù)山東省地質(zhì)調(diào)查技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《1∶5萬土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)要求（試行）》（2020年12月）給出的土壤環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分方法［18］，對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)的重金屬進(jìn)行單指標(biāo)環(huán)境質(zhì)量等級(jí)綜合劃分，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖7所示。

圖7顯示，評(píng)價(jià)區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量整體較好，無風(fēng)險(xiǎn)的土壤面積為113.94 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的97.98%，面積較廣，覆蓋了評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)的絕大部分地區(qū)。農(nóng)用地?zé)o風(fēng)險(xiǎn)土壤面積為95.95 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的82.51%，其中旱地所占比例最高，面積為60.20 km2；建設(shè)用地?zé)o風(fēng)險(xiǎn)土壤面積為14.02 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的12.06%，其中村莊所占比例最高，面積為8.44 km2；未利用地?zé)o風(fēng)險(xiǎn)土壤面積為3.97 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的3.42%，其中其他草地所占比例最高，面積為2.44 km2。這表明評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)大部分土壤受人為污染影響較小，土壤環(huán)境質(zhì)量良好。

風(fēng)險(xiǎn)可控的土壤面積為2.35 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的2.02%，零星分布于南埠后、東嵐桑、北嵐、攔馬莊、水臺(tái)、嵐子、大淳于、陳家、善家屯、郭福莊、大溝子、楊家寨、塔爾寨、楊家屯、桑行、小里莊、西大里莊、尚家莊、東趙家莊、肖家莊等地。農(nóng)用地風(fēng)險(xiǎn)可控土壤的面積為2.05 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的1.76%，其中旱地所占比例最高，面積為1.68 km2；建設(shè)用地風(fēng)險(xiǎn)可控土壤的面積為0.27 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的0.23%，其中采礦用地所占比例最高，面積為0.15 km2；未利用地風(fēng)險(xiǎn)可控土壤的面積為0.03 km2，占評(píng)價(jià)區(qū)總面積的0.03%，均為其他草地。這些區(qū)域可能受到了一定程度的人為污染，但風(fēng)險(xiǎn)仍在可控范圍內(nèi)，需要加強(qiáng)監(jiān)測和管理，防止污染進(jìn)一步擴(kuò)大。

評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)農(nóng)用地、建設(shè)用地及未利用地中均無風(fēng)險(xiǎn)較高的土壤分布，表明評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)總體較低，未出現(xiàn)嚴(yán)重污染的情況。

3.5土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)

結(jié)合土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)與土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)進(jìn)行土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果如圖8所示。

評(píng)價(jià)區(qū)優(yōu)質(zhì)土壤面積為2.5 km2，占總面積2.15%。按用地類型分布為農(nóng)用地gt;建設(shè)用地gt;未利用地，其中農(nóng)用地以旱地、水澆地為主，建設(shè)用地以村莊為主，未利用地以內(nèi)陸灘涂為主。優(yōu)質(zhì)土地主要分布于北嵐、小店東、花兒山、寄馬溝—郭福莊等地，這些區(qū)域土壤質(zhì)量最佳，適宜開展各類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)防止土壤退化。

良好土地面積36.97 km2（31.79%），主要分布于評(píng)價(jià)區(qū)東部及花兒山等地，土壤質(zhì)量良好，適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)但需采取適當(dāng)管理措施維持質(zhì)量。中等土地面積73.46 km2（63.17%），分布于除東部外的大部分地區(qū)，需采取積極改良措施提高土壤質(zhì)量。差等土地面積3.37 km2（2.90%），主要分布于大淳于—小淳于—瑞嶺及南嵐等地，土壤質(zhì)量較差，需采取綜合改良措施逐步提高質(zhì)量。

評(píng)價(jià)區(qū)無劣等土壤分布，土壤質(zhì)量整體較好，適宜開展農(nóng)業(yè)活動(dòng)。這可能與評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)土壤類型、母質(zhì)、氣候條件以及人為管理等因素有關(guān)，總體上形成了較好的土壤質(zhì)量狀況。

4土地利用規(guī)劃建議

本次調(diào)查評(píng)價(jià)工作在按照規(guī)范，對(duì)多指標(biāo)地化分等的疊加，劃定面積，滿足相關(guān)要求的前提下，建議規(guī)劃為高標(biāo)準(zhǔn)永久基本農(nóng)田，面積約2.15 km2；將良好農(nóng)用地規(guī)劃為永久基本農(nóng)田進(jìn)行保護(hù)，面積約30.07 km2；同時(shí)，對(duì)于差等、劣等農(nóng)用地，建議采取必要的土壤修復(fù)措施，合理施肥，提高耕地生產(chǎn)力（圖9）。

國務(wù)院印發(fā)的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》（以下簡稱《土十條》）明確要求實(shí)施農(nóng)用地分類管理，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境安全。按照耕地土壤環(huán)境質(zhì)量類別，以污染程度為衡量標(biāo)準(zhǔn)，將耕地劃為3個(gè)類別：將無風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域劃為優(yōu)先保護(hù)類，風(fēng)險(xiǎn)可控的區(qū)域劃為安全利用類，風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域劃為嚴(yán)格管控類，并分別采取相應(yīng)管理措施，保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

根據(jù)《土十條》的規(guī)定，本次評(píng)價(jià)將區(qū)域內(nèi)農(nóng)用地劃分為優(yōu)先保護(hù)類、安全利用類和嚴(yán)格管控類，面積分別為71.2 km2、0 km2和0 km2。建議將優(yōu)先保護(hù)類的農(nóng)用地盡快會(huì)同自然資源部門劃入永久基本農(nóng)田，并同步建立矢量化檔案，便于信息化管理，從而實(shí)行嚴(yán)格保護(hù)，確保其面積不減少、質(zhì)量不下降。

5結(jié)論

（1）研究區(qū)土壤重金屬含量呈現(xiàn)差異化分布特征。Cr、Cu、Ni、Zn 的平均含量超出山東省土壤背景值，其中 Cr 和 Cu 的富集程度最為顯著，分別達(dá)到背景值的 1.134 倍和 1.041 倍。As、Cd、Pb 和 Hg 的平均含量與省級(jí)背景值相近，但均表現(xiàn)出高度空間異質(zhì)性。特別是 Hg 和 Cd，其變異系數(shù)分別高達(dá) 1.03 和 0.84，暗示局部區(qū)域可能受到人為活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾。

（2）通過相關(guān)性分析和主成分分析，揭示了河頭店鎮(zhèn)土壤重金屬的潛在來源和關(guān)聯(lián)性。Cr 和 Ni 表現(xiàn)出顯著的伴生關(guān)系，可能源于共同的成土母質(zhì)。Cr、Ni、Cu 和 Zn 的分布模式相似，推測可能與電鍍、金屬冶煉等工業(yè)活動(dòng)有關(guān)。全鉀和 Pb 的分布特征與農(nóng)業(yè)實(shí)踐密切相關(guān)。As、Cd、Hg、Cu、Zn 等元素的復(fù)合污染特征也值得關(guān)注。

（3）河頭店鎮(zhèn)土壤養(yǎng)分狀況整體處于中等水平，中等以上養(yǎng)分占比為34.58%。氮素匱乏是主要限制因素，尤其在尚家莊、大河源、泥灣頭及陳家-董家等區(qū)域表現(xiàn)突出。建議通過增施氮肥和有機(jī)肥來提高土壤氮素有效性，從而改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。

（4）土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)估結(jié)果顯示，研究區(qū)以一級(jí)無風(fēng)險(xiǎn)區(qū)為主，占比 97.98%。二級(jí)風(fēng)險(xiǎn)可控區(qū)占 2.02%，主要受 Cr、Cu、Ni 元素影響。建議在風(fēng)險(xiǎn)可控區(qū)設(shè)立長期監(jiān)測點(diǎn)，定期評(píng)估這些元素的含量變化，以確保食品安全。

（5）土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果整體較好，良好和優(yōu)質(zhì)土壤占比 33.94%，中等土壤占 63.17%，差等土壤僅占 2.9%，未發(fā)現(xiàn)劣等土壤。針對(duì)差等耕地，建議實(shí)施有針對(duì)性的土壤修復(fù)措施，以提升其生產(chǎn)潛力。

（6）建議地方政府部門參考本研究提出的土地利用規(guī)劃建議，采取差異化的土地資源開發(fā)策略，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)土地資源的合理利用。

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LI Guangming LIU Jun GUO Chuanshun MA Wenxia ZHANG Dewei JIANG Wenpeng

（1. No.248 Geological Brigade of Shandong Nuclear Industry， Shandong Qingdao 266000， China；2. Qingdao Soil Pollution Control and Remediation Technology Innovation Center， Shandong Qingdao 266000， China）

Abstract：In order to reveal spatial distribution characteristics and quality grades of soil nutrients and environmental indicators in Hetoudian town， land quality geochemical survey with the scale of 1∶50000 has been carried out." Surface soil samples are collected at a density of 6 points/km2， nutrient and environmental indicators are analyzed， and a comprehensive land quality assessment is evaluated based on the obtained data. It is showed that the average contents of heavy metals， including Cr， Cu， Ni， and Zn， in the soils in the study area have been found to exceed the soil background values in Shandong province to varying extents and exhibiting a heterogeneous spatial distribution. Cr and Cu display substantial enrichment， while Hg and Cd exhibite the highest coefficients of variation. Furthermore， a relatively significant paragenetic relationship has been observed between Cr and Ni in the study soils. The soil nutrient quality in Hetoudian town is generally moderate， with the evaluation grade dominated by relatively deficient levels， and soils with medium or higher nutrient levels accounti for 34.58% of the total study area. The soil environmental quality is excellent. The first grade no-risk zone being the primary category accounts for 97.98% of the total evaluated area. The overall soil quality is relatively good， with good and high quality soils account for 33.94% of the total evaluated area， medium-quality soils accounts for 63.17%， and no poor-quality soils are found. Based on the data acquired from this survey， suggestions for the delineation of high standard permanent basic farmland and the optimization of agricultural land classification and management have been put forward based onpresent condition of land use in Hetoudian town. This study can provide scientific geochemical data support for local land protection and development.

Key words：Land quality；geochemical evaluation；heavy metal；Hetoudian town in Laixi city; Shandong province