宁夏利通区土壤地球化学特征研究

桑 立

宁夏回族自治区国土资源调查监测院，宁夏银川 750001

1 研究方法

宁夏利通区土壤地球化学特征研究数据采用宁夏吴忠市1:50000富硒土地质量调查评价成果数据，样品采集参照《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）内容。评价指标参照《土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295—2016）给出的评价指标，本次研究进行“土壤养分单指标等级”评价的指标有：有机质、N、P、K、B、Mn、Se、Mo、Ca、Mg、S、Fe、I、F、Cu、Zn、Co；“土壤养分综合等级”评价的指标有：全氮、速效磷、速效钾及有机质；进行“土壤环境单指标等级”评价的指标有：pH、As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn；进行“土壤环境综合等级”评价的指标有：As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Cu、Zn。土壤地球化学特征研究在对原始数据进行异常值剔基础上进行背景值、标准偏差、极值以及变异系数等地球化学参数计算，从而描述各元素或指标的分布特征。在对研究区进行土壤元素地球化学特征研究的基础上进一步针对土壤类型以及土地利用类型进行地球化学指标参数计算。

2 研究区土地质量评价及分布

土地质量地球化学评价是以土地利用类型（主要为农业用地）图斑为基本评价单元，基于图斑内的表层土壤样品数据进行土壤养分、环境评价。最终叠加养分、环境、大气环境以及灌溉水环境评价结果形成土地质量综合等级评价。

2.1 土壤养分等级

2.1.1 土壤单指标养分等级

利通区土壤氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质养分等级划分情况根据《宁夏测土配方施肥技术》（2009年）中自流灌区粮食作物土壤养分分级标准划分为三等（丰富、中等、缺乏），我地区按照土壤磷、钾、硼、钙、钴、铜、氟、铁、碘、镁、锰、钼、硫、锌、硒养分等级划分情况有很大不同。

氮元素在土壤中较为缺乏，“丰富”区仅为41.03km2，占比为8.17%，主要分布于金积镇—马莲渠乡—高闸镇一线以及波浪湖村—样马湖村一线，此外，在金积镇以西、金银滩镇以西及新华桥村零星分布，虽然“丰富”区面积很小，分布规律明显，主要分布于灌淤土之中，且均为耕地区；相比土壤“全氮”土壤碱解氮“丰富”区面积有所增加，为68.06km2，占比为13.56%，主要分布于金积镇以西，金银滩镇以东，高闸镇以北的大部分区域，此外在研究区北部，东塔寺乡北部的部分地块也有分布；土壤磷元素“丰富”区面积为107.91km2，占比为21.50%；“较丰富”区面积为223.16km2，占比为44.45%；“丰富”区及“较丰富”区在研究区中北部大面积分布，在高闸镇—扁担沟镇一线亦有大面积的“较丰富”区分布。此外，由于涉及元素和相关数据、占比等数量巨大，不再一一解释。

2.1.2 土壤养分综合等级

利通区“土壤养分综合等级”情况是基于土壤全氮、速效磷、速效钾及有机质的单指标等级而进行划分。参与评价的环境指标包括：砷、镉、铬、铜、锌、汞、镍、铅、pH。

研究区养分“丰富”区面积为103.43km2，占比为20.6%，分布于汉渠以北及以东的大部分地区，主要为东塔寺乡北部的新华桥村及新接堡村、金积镇西北部、马莲渠乡、波浪湖村—杨马湖村一线、高闸镇以东、马家湖村等；“中等”区面积为251.19km2，占比为50.04%，在研究区中北部与“丰富”区穿插分布，在研究区南部主要分布于汉渠以南-东干渠以北的区域，此外，在扁担沟镇东部也有分布；“缺乏”区面积为147.39km2，占比为29.36%，广泛分布于研究区中南部，在研究区北部则零星分布。

2.2 研究区土壤环境等级评价及分布

利通区内存在一定的土壤污染问题：“一等”的清洁土地面积为499.52km2，占比99.6%；“二等”的轻微污染土地面积为1.92km2，占比0.4%，轻微污染地块位于东塔寺乡东部、银西高速与秦渠交叉点向东约2km处、金积镇城区一带、高闸镇城区西向约2km处以及344国道与东干渠交汇处向南约1km处，共7个污染区域。

2.3 研究区土地质量地球化学评价及分布

利通区土地质量综合等级情况：“优质”土地面积为102.51km2，占比20.42%，主要分布于汉渠以北及以东的区域及调查区最北端新华桥村—新接堡村一带。“良好”土地面积为249.84km2，占比49.77%，在调查区中北部大面积分布；“中等”土地面积为149.19km2，占比29.72%，分布于调查区中南部，此外，在调查区北部的金积镇—板桥乡一带以及调查区东部金银滩镇一带亦有分布。

3 利通区土壤地球化学特征

3.1 利通区土壤元素地球化学特征

由调查数据可知，氮、磷、硫及有机质这4项变异性较强的指标在不同土壤类型中的含量表现出较大的差异性，其他指标除了在灌淤土中显著富集之外，在不同土壤类型中含量较为均一。灌淤土中各元素指标含量较其他土壤类型显著富集，灰钙土则相对贫乏。研究区土壤营养指标含量总体趋势表现为：灌淤土＞潮土＞新积土＞盐土＞风沙土＞灰钙土。并且对于不同土地利用类型元素地球化学特征也呈现出不同，研究区不同土地利用类型营养元素含量分布差异较大，水田中土壤营养元素整体含量较高，水浇地及果园土壤营养元素含量差别不大且显著低于水田。

利通区环境指标主要从不同土壤类型和不同土地利用类型进行研究。根据获得数据可知，研究区土壤酸碱度最小值为7.96，最大值为9.07，整体处于碱性环境。全盐量平均含量为0.79mg/kg，总体处于“非盐渍区”，仅个别采样点达到“微盐渍区”标准。重金属元素相对于宁夏土壤背景值较为富集，但与“土壤污染风险筛查值”相比，整体处于较低水平。从变异程度来看，重金属元素变异系数总体上较低，分布较为均匀。Cd、Hg及SSC变异系数分别达到32.24%、45.93%及36.91%，表现出较强的离散性。

3.2 土壤垂直剖面元素分布特征

本项目在研究区内主要土壤类型中共部署了12条土壤垂向剖面，根据垂向剖面元素分布特征，本文选取较为典型的4条进行研究。

3.2.1 冲、洪积母质灌於土

该土壤剖面深3m，在深度1.5m处水分含量较大，野外观察记录显示剖面垂向没有明显的土壤结构分层特征。其中，铁、锌、铜、钼及硼在整个剖面中始终较为稳定，随着剖面深度变化并没有明显波动；灌於土中重金属含量总体处于较低水平，铬、砷、铅、镉并没有随着剖面深度变化而变化，总体含量较为平稳，但是汞含量却随着深度加深逐渐减少。

3.2.2 洪积母质新积土

洪积母质新积土中所含铁、锌、铜、钼及硼在整个剖面中始终较为稳定，随着剖面深度变化并没有明显波动；氟、碘及硒含量在整个剖面中始终较为稳定，并且硒含量处于较低水平，说明山前洪积母质硒含量较低，难以形成富硒土壤。

该土壤中重金属含量总体处于较低水平，并没有随着剖面深度变化而变化，总体含量较为平稳。

3.2.3 洪积母质灰钙土

洪积母质灰钙土中铁、锌、硼含量在整个剖面中始终较为稳定，随着剖面深度变化并没有明显波动。硒含量虽然在表层相对较低，但是含量在0.2mg/kg以上，依然处于富集状态，在20～40cm处硒含量明显富集，达到0.4mg/kg，随后则趋于稳定，这可能说明母质层是主要的硒源。重金属含量总体处于较低水平，且相对稳定。

3.2.4 冲积母质灰钙土

该类型土壤中氮及有机质含量表现为表层富集，往下逐渐贫化（10～40cm），随后则趋于稳定；钾、磷、硫含量在整个剖面中始终较为稳定。其中，微量元素铁、锌、铜、硼、钼含量在整个剖面中始终较为稳定，随着剖面深度变化并无明显波动；氟含量在剖面中始终较稳定。碘、硒含量虽然在表层相对富集，但是随着剖面加深含量逐渐降低。在盐池县石膏矿区的剖面数据显示硒与硫元素含量随着土壤层深度增加而增加，变土壤中的硫与硒主要来源于深层的石膏矿层。

4 结语

本文针对宁夏利通区的土壤化学元素含量及分布特征进行数据上的收集和特征上的统计，分析了利通区土壤的养分情况和环境健康状况，综合确定出优质、良好、中等3个土地质量综合等级。研究结果显示，宁夏利通区土地质量整体状况较好，土壤养分较好，土壤环境较清洁。本研究对利通区土壤元素地球化学组合特征及其差异性的分析和研究具有一定的现实意义，其次，有利于表层土壤中元素的共生组合特征及其差异性研究，有利于对研究区表层土壤不同垂直剖面元素分布研究也可以对化学元素含量分布情况进行总结和归纳[1]。