劉春英，吳 杰，李發(fā)躍

(1.貴州省煤田局水源隊(duì)，貴州 貴陽(yáng) 550018)

耕地是土地利用類型之一，是指用來(lái)耕作并種植農(nóng)作物的土地，是人類賴以生存的基本資源和條件，最基本也是非常有限的自然資源。近年來(lái)，隨著人民生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)耕地的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越淡薄，可用作耕種的土地也繼而被建筑物所占用或因地質(zhì)災(zāi)害損壞，正在逐年減少(李秀彬，1999)。正因如此，清楚了解土地的地球化學(xué)屬性，做到因地制宜，才能科學(xué)、合理的規(guī)劃和利用耕地資源，最大化發(fā)揮耕地資源的利用率。

2017年4月—2018年12月開(kāi)展的1∶5萬(wàn)比例尺度的耕地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，是迄今為止針對(duì)耕地土壤較為全面、系統(tǒng)的專業(yè)調(diào)查，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和要求，精心組織完成(周琦，2020)。建立了以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元的耕地地球化學(xué)質(zhì)量檔案，取得的大量耕地土壤方面的基礎(chǔ)成果，將為各地優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，打造綠色農(nóng)產(chǎn)品品牌，因地制宜地發(fā)展現(xiàn)代山地特色高效農(nóng)業(yè)提供科學(xué)支撐。

1 研究區(qū)概況

云巖區(qū)隸屬貴州省貴陽(yáng)市，位于貴陽(yáng)市中部，由于城市規(guī)劃建設(shè)用地、市區(qū)占地以及林區(qū)等，所以在云巖區(qū)劃出了非研究區(qū)，地處東經(jīng)106°29′47″，北緯26°33′41″，東、南、西、北四面與烏當(dāng)區(qū)、云巖區(qū)接壤，東西長(zhǎng)17.5 km，南北寬12.5 km，國(guó)土面積93.57 km2，常住半年及以上總?cè)丝?9.59萬(wàn)人(2017年末)。云巖區(qū)是貴陽(yáng)市中心城區(qū)之一，是原貴陽(yáng)老城的主體部分，是貴州省人民政府駐地所在地區(qū)。

圖1 云巖區(qū)土壤類型分布圖Fig.1 Distribution of soil types in Yunyan district1—黃壤；2—水稻土；3—石灰土；4—其它；5—村界；6—粗骨土；7—紫色土；8—評(píng)價(jià)區(qū)界線；9—云巖區(qū)界線

2 野外樣品采集與測(cè)試

研究區(qū)表層土壤樣布設(shè)以1∶5萬(wàn)云巖區(qū)土地利用類型圖為底圖，采用“網(wǎng)格加耕地圖斑”，以1 km2網(wǎng)格(正方形大格)為編號(hào)單元，按大格方里網(wǎng)內(nèi)分成333.3 m×333.3 m的9個(gè)正方形布設(shè)采樣小格(王甘露 等，2003)，每個(gè)土壤樣分別由同一塊耕地上中心坑及4個(gè)分樣坑中地表至20 cm深處土壤，且去除表層植物及土壤內(nèi)雜質(zhì)之后等比例混合組成。研究區(qū)采集各類介質(zhì)樣品82件，其中耕地表層土壤樣64件、土壤剖面樣4件、元素異常檢查樣10件；大氣干濕沉降樣3件；成土母巖樣1件(單承恒 等，2019)，平均樣品密度為9.05點(diǎn)/km2。樣品采集后通過(guò)風(fēng)干、壓碎、過(guò)篩、拌勻、稱重和裝瓶等工序并送樣檢測(cè)。

樣品以郵寄送檢方式送至成都綜合巖礦測(cè)試中心，并按DZ/T 0258-2014、DD2005-03、《地質(zhì)礦產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試質(zhì)量管理規(guī)范》(DZ/T 0130-2006)以及測(cè)試中心內(nèi)部質(zhì)量控制要求執(zhí)行，所有元素的分析準(zhǔn)確度和精密度合格率均為100%，各元素的報(bào)出率除Mn為99.99%外，其余各元素均達(dá)到100%。

3 耕地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)方法及綜合等級(jí)分布研究

3.1 研究區(qū)耕地土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)方法及等級(jí)及分布特征

本次研究區(qū)耕地土壤養(yǎng)分綜合評(píng)價(jià)依據(jù)《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T0295-2016)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)結(jié)合貴州省實(shí)際情況，按照貴州省耕調(diào)辦統(tǒng)一要求，選取氮、磷、鉀單指標(biāo)養(yǎng)分地球化學(xué)等級(jí)為基礎(chǔ)(陳武 等，2010)，再按照下面公式計(jì)算土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合得分/養(yǎng)綜：

ki—氮、磷、鉀權(quán)重系數(shù)，分別為0.4，0.3和0.3；

fi—土壤氮、磷、鉀的單元素等級(jí)得分，單指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果為五等、四等、三等、二等、一等時(shí)所對(duì)應(yīng)的fi得分分別為1分、2分、3分、4分、5分。

表1 土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)劃分與圖示Table 1 Comprehensible grade division and diagram of soil nutrient geochemistry

從表2可以看出：研究區(qū)土壤養(yǎng)分含量以二等較豐富為主，無(wú)五等面積分布，土壤養(yǎng)分含量為二等以上的占到總面積的70%，參與研究區(qū)的土壤養(yǎng)分含量較豐富；耕地土壤肥力總體情況較好，主要評(píng)價(jià)結(jié)果如下：

表2 云巖區(qū)各村耕地土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)評(píng)價(jià)表 (單位：萬(wàn)畝、%)Table 2 Evaluation of Cultivated soil nutrient geochemical comprehensible grade of each village of Yunyan district (unit: mu, %)

(1)耕地土壤養(yǎng)分總體上以較豐富土壤為主，中等次之。豐富、較豐富級(jí)面積0.771萬(wàn)畝，占耕地面積比例為72.624%，其中豐富土壤主要分布在大凹村；較豐富土壤除茶店村以外，其他村均有分布；

(2)耕地土壤養(yǎng)分中等的土壤面積0.222萬(wàn)畝，占耕地面積比例為20.90%，主要分布于雅關(guān)村、偏坡村和茶店村；

(3)耕地土壤養(yǎng)分較缺乏的土壤面積0.069萬(wàn)畝，占耕地面積比例為6.490%，主要分布于雅關(guān)村、偏坡村；

(4)評(píng)價(jià)區(qū)耕地不存在土壤養(yǎng)分缺乏的情況。

3.2 耕地土壤環(huán)境綜合評(píng)價(jià)方法及等級(jí)及分布特征

3.2.1 耕地土壤酸堿度評(píng)價(jià)

研究區(qū)內(nèi)耕地土壤以酸性-中性為主，分布面積占評(píng)價(jià)區(qū)耕地面積的84.03%。其中酸性土壤主要分布在楊惠村和大凹村，中性土壤主要分布在大凹村、茶園村。少量耕地土壤表現(xiàn)為堿性及強(qiáng)酸性，且分布分散。

3.2.2 耕地土壤環(huán)境綜合評(píng)價(jià)方法及等級(jí)及分布特征

研究區(qū)耕地土壤中污染物含量(Ci)對(duì)照《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018)中的篩選值(Si)(表2)和管制值(Gi)(表3)將土壤風(fēng)險(xiǎn)程度分為三類：

表3 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(基本項(xiàng)目)(單位：mg/kg)Table 3 Filter value of agricultural soil pollution risk (basic project)

表4 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管制值 (單位：mg/kg)Table 4 Control value of agricultural soil pollution risk

Ⅰ類：Ci≤Si，無(wú)土壤污染風(fēng)險(xiǎn)或風(fēng)險(xiǎn)很低可忽略，應(yīng)優(yōu)先保護(hù)類；

Ⅱ類：Si

Ⅲ類：Ci>Gi，風(fēng)險(xiǎn)較高，應(yīng)該劃為嚴(yán)格管控類。

環(huán)境綜合等級(jí)是在單指標(biāo)土壤環(huán)境地球化學(xué)等級(jí)劃分基礎(chǔ)上(何邵麟，1998)，每個(gè)評(píng)價(jià)單元的土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)等同于單指標(biāo)劃分出的環(huán)境等級(jí)最差的等級(jí)。不同等級(jí)的圖示與色號(hào)的R：G：B值同表5。

表5 土壤環(huán)境不同等級(jí)劃分及圖示Table 5 Different grade division and diagram of soil environment

云巖區(qū)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量主要評(píng)價(jià)結(jié)果如下：

圖2 云巖區(qū)耕地土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級(jí)圖Fig.2 Comprehensible grade division of cultivated soil nutrient geochemistry in Yunyan district1—行政區(qū)界線；2—村界；3—非評(píng)價(jià)區(qū)界線；4—村名；5—一等 優(yōu)質(zhì)；6—二等 良好；7—三等 中等；8—四等 差等；9—五等 劣等

圖3 云巖區(qū)耕地土壤酸堿度等級(jí)圖Fig.3 Grade of cultivated soil pH value in Yunyan district1—行政區(qū)界線；2—村界；3—非評(píng)價(jià)區(qū)界線；4—村名；5—強(qiáng)酸性 <5.0；6—酸性 50～6.5；7—中性 6.5～7.5；8—堿性 7.5～8.5；9—強(qiáng)堿性 >8.5

(1)優(yōu)先保護(hù)類的耕地占總面積的71.52%，面積為0.759萬(wàn)畝。

(2)安全利用類的耕地占評(píng)價(jià)區(qū)耕地面積的28.481%，面積為0.302萬(wàn)畝。造成環(huán)境綜合等級(jí)為二等的耕地面積

較大的原因是單元素鎘(Cd)、汞(Hg)、銅(Cu)評(píng)價(jià)等級(jí)較差(廖鑄敏 等，2014)。

(3)評(píng)價(jià)區(qū)不存在嚴(yán)格管控類的耕地。

通過(guò)對(duì)耕地土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)圖分析發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量較好，土壤環(huán)境質(zhì)量均為安全利用類及以上類型，且以優(yōu)先保護(hù)類為主。

3.3 研究區(qū)耕地土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法及等級(jí)及分布特征

利用依據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量農(nóng)用土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)(試行)》(GB15618-2018)評(píng)價(jià)確定的土壤環(huán)境質(zhì)量結(jié)果，按《按土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》(DZ/T0295-2016)評(píng)價(jià)確定的土養(yǎng)分綜合質(zhì)量結(jié)果，以及規(guī)范要求的土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)含義，對(duì)耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)進(jìn)行劃分，結(jié)果見(jiàn)表6。

圖4 云巖區(qū)耕地土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級(jí)圖Fig.4 Comprehensible grade of cultivated soil environment geochemistry in Yunyan district1—行政區(qū)界線；2—村界；3—非評(píng)價(jià)區(qū)界線；4—村名；5—優(yōu)先保護(hù)類；6—安全利用類；7—嚴(yán)格管控類

表6 耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)劃分及圖示含義Table 6 Comprehensible grade division of cultivated soil environment geochemistry and diagram

評(píng)價(jià)區(qū)耕地土壤質(zhì)量總體較好，耕地土壤質(zhì)量為優(yōu)質(zhì)至中等，主要評(píng)價(jià)結(jié)果如下：

(1)評(píng)價(jià)區(qū)優(yōu)良土壤耕地占耕地總面積的65.038%，其中優(yōu)質(zhì)耕地土壤質(zhì)量分布于金關(guān)村、蔡家關(guān)村、楊惠村和安井村；良好耕地土壤質(zhì)量主要分布于雅關(guān)村、偏坡村和茶店村。

(2)除優(yōu)良土壤外，評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)土壤質(zhì)量均為中等，占總耕地面積的34.971%，全區(qū)均有分布。

4 富硒富鍺特色耕地分布特征

將硒(Se)>0.4 mg/kg的土壤劃定為富硒土壤的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)硒(Se)元素單指標(biāo)評(píng)價(jià)及土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)了云巖區(qū)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)各村可安全利用的富硒耕地面積(黃春雷 等，2013；夏學(xué)齊 等，2012；酈逸根 等，2005；宋明義 等，2013；張東威，1994；王金元 等，2020；云巖區(qū)富硒耕地面積0.743萬(wàn)畝，富硒耕地主要分布于云巖區(qū)西南地區(qū)楊惠村、茶園村、大凹村、金關(guān)村及蔡家關(guān)村(張光弟 等，2001)。

將鍺(Ge)>1.6 mg/kg的土壤劃定為富鍺土壤的標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)鍺(Ge)元素單指標(biāo)評(píng)價(jià)及土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)了云巖區(qū)評(píng)價(jià)區(qū)內(nèi)各村可安全利用的富鍺耕地面積(曾妍妍 等，2017；溫漢捷 等，2020)，云巖區(qū)富鍺耕地面積0.60萬(wàn)畝，占耕地面積的56.54 %。

圖5 云巖區(qū)耕地土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級(jí)圖Fig.5 Comprehensible grade of cultivated soil quality geochemistry in Yunyan district1—行政區(qū)界線；2—村界；3—非評(píng)價(jià)區(qū)界線；4—村名；5—一等 優(yōu)質(zhì)；6—二等 良好；7—三等 中等；8—四等 差等；9—五等 劣等

圖6 云巖區(qū)耕地土壤富硒分布圖Fig.6 Distribution of Se-rich cultivated land in Yunyan district1—行政區(qū)界線；2—村界；3—非評(píng)價(jià)區(qū)界線；4—村名；5—富硒耕地；6—非富硒耕地

5 結(jié)論

(1)云巖區(qū)耕地土壤養(yǎng)分總體上以養(yǎng)分較豐富和中等土壤為主，占耕地面積91.573%。其中，養(yǎng)分較豐富土壤面積0.750萬(wàn)畝，占耕地面積70.62%，分布面積大，云巖區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)皆有分布；養(yǎng)分中等土壤，面積0.222萬(wàn)畝，占耕地面積20.90%。

(2)云巖區(qū)耕地土壤環(huán)境質(zhì)量總體良好，云巖區(qū)耕地以優(yōu)先保護(hù)類(Ⅰ類)耕地為主，其次為安全利用類(Ⅱ類)，兩類耕地面積合計(jì)1.061萬(wàn)畝，占耕地面積100%，云巖區(qū)不存在嚴(yán)格管控類耕地。

(3)基本查明區(qū)內(nèi)耕地土壤酸堿度以酸性-中性為主，分布面積占評(píng)價(jià)區(qū)耕地面積的84.03%，其中酸性土壤只要分布在楊惠村和大凹村，中性土壤主要分布在大凹村、茶園村。少量耕地土壤表現(xiàn)為堿性及強(qiáng)酸性，且分布分散。

(4)云巖區(qū)特色耕地資源豐富，云巖區(qū)富硒耕地面積0.743萬(wàn)畝，主要分布于云巖區(qū)西南地區(qū)楊惠村、茶園村、大凹村、金關(guān)村及蔡家關(guān)村；云巖區(qū)富鍺耕地面積0.60萬(wàn)畝，占耕地面積的56.54 %。

(5)云巖區(qū)耕地土壤質(zhì)量總體上以一等優(yōu)質(zhì)土壤為主，耕地面積0.500萬(wàn)畝，占耕地面積比例為47.167%，分布面積大且分散，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)皆有分布。耕地土壤質(zhì)量良好以上耕地有0.69萬(wàn)畝，占耕地面積比例為65.046%。無(wú)四等差等和五等劣等耕地面積。