册亨县土壤地球化学综合质量及其影响因素分析

娄经双，但仕生，令狐东

（贵州省有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院,贵州贵阳550005）

土壤是指自然土壤通过长期人为活动和自然因素综合作用，形成适合于农作物生长的土壤，研究表明：土壤质量为林地＞天然草地＞人工草地＞弃耕地＞农田[2]，人为活动是影响土壤质量的关键。查清册亨县人为活动对土壤的影响大小、土壤质量地球化学分布特征、评价元素及污染物的生物有效性，划分土壤质量地球化学等级；调整农业种植结构、发展现代山地特色优质农产品、促进科学合理施肥及土壤污染治理服务。

1 册亨县农业地质背景

1.1 地质概况

1.1.1 地层

县域内主要发育石炭系、二叠系、三叠系[1]，其中石炭系地层地表面积约33km2，占县域面积的1.3%；二叠系地层地表面积约104km2，占县域面积的4.0%；其它主要为三叠系地层（图1）。石炭系发育面积较少，于县城北面赖子山地区的南北走向背斜中心部位，主要为威宁组（CP1w）；二叠系主要在赖子山地区由南向北围绕石炭系呈条带状半圈闭发育，其它呈东西向椭圆状发育于南盘江北面的板其至纳板附近，地表型似穹隆构造产出[3]，包括猴子山组（P2h）、吴家坪组（P3w）及合山组（P3h）；其它区域主要发育三叠系，包括罗楼组（T1l）、安顺组（T1a）、新苑组（T2x）。

主要岩性：

黑苗湾组（T3hm）：砂泥岩夹灰岩、砾屑灰岩。

边阳组（T2b）：砂岩、钙质砂岩、粉砂岩，夹粘土岩。

垄头组（T2l）：浅灰色中厚层至块状淀晶石灰岩、凝结藻灰岩。

坡段组（T2p）：灰、深灰色中厚层状至厚层状内碎屑灰岩。

许满组（T2xm）：粉砂质粘土岩夹砂岩、钙质砂岩及灰黑色灰岩、上部为灰色泥灰岩。

新苑组（T2x）：粘土岩、砂岩夹泥岩、局部夹泥灰岩。

安顺组（T1a）：灰、浅灰色中—厚层状细至粗粒白云岩。

罗楼组（T1l）：灰、深灰、灰绿、紫红色粘土岩夹泥灰岩。

吴家坪组（P3w）：灰、浅灰色厚层灰岩为主，夹燧石灰岩及鲕粒灰岩。

合川组（P3h）：灰、深灰色厚层状块状灰岩，夹少量燧石灰岩及粘土岩、粉砂岩。

猴子关组（P2h）：以灰、浅灰色厚层块状泥晶灰岩、生物屑灰岩为主。

威宁组（CP1w）：灰、浅灰色中厚层状—块状泥晶灰岩。

1.1.2 构造

册亨县地处右江盆地西北部，位于扬子准地台西南缘与右江造山带的衔接部位[1]，晚古生代以来为陆内断陷盆地沉积，早三叠世主要是被动大陆边缘沉积，中三叠世沦为陆源碎屑复理石盆地。二叠纪有偏碱性基性岩浆活动，印支—燕山期是主要构造变形期并伴有浅层区域变质作用，造山期有偏碱性超基性岩侵位。主要构造线呈北东、北西、近东西及南北向展布，构造变形期属印支—燕山期[11]。

（1）断层：册亨县境内断层主要从南西向北东向延伸的逆断层，断层倾角大约60°～70°，此外境内同时发育北西—南东方向的逆断层及性质不明断层。

(2)褶皱：册亨县境内主要发育赖子山背斜及板其背斜，背斜核部形成高山，核部最老地层为石炭系—二叠系系统威宁组（CP1w），在背斜核部节理裂隙较为发育。

1.1.3 矿产资源概况

册亨县主要矿产有金、锑、砷、汞、褐铁、水晶石等矿产资源。册亨县位于桂西北乐业金矿，高龙—马雄金矿田，滇东南富源、罗平金矿区和贵州省西南部诸金矿田所组成的金三角成矿区，也称滇、黔、桂金三角地区，境内蕴藏着丰富的黄金矿产资源，境内金矿体主要为卡林型金矿[3]，全县十二个乡（镇）中现已探明有六个乡（镇）蕴藏着黄金矿产，这六个乡镇分别是∶巧马镇、丫他镇、者楼街道、冗渡镇、岩架镇、百口乡[9-10]。

1.2 地形地貌

册亨县主要地貌由砂页岩低土山、中山地貌和石灰岩地区的喀斯特地貌组成。在册亨县城南部，成土母岩主要为砂泥岩、薄层状泥灰岩，易风化成土，因此形成砂页岩低土山、中山地貌，而册亨县城北部及丫他镇南部板其村附近，成土母岩主要为石灰岩，抗风化能力较强，溶蚀侵蚀作用大，岩溶洼地多，因此形成山体较大的石灰岩地区的喀斯特地貌[4]。

1.3 土壤类型

册亨县地处低纬度，属南亚热带季风性气候，土壤受生物、气候、地貌条件的影响呈较明显的地带性分布，在南盘生物气候条件下形成的红壤其主要特点为色红、酸性，较富含铁铝，质粘，分布在海拔较低的地势；在海拔较高的地段有黄壤分布及石灰土。

从分布区域来看，红壤主要大面积分布在册亨县南部，海拔低于900m 的砂岩、泥岩地层中，黄壤分布面积不大，主要集中分布在册亨县中部，海拔高度大于900m 区域[5]，石灰土主要分布在册亨县北部及丫他镇南部碳酸盐岩地区，水稻土分散分布在全区范围内。

1.4 土地利用现状

册亨县国土总面积2528.14km2，其中陆地面积占97.42%，水域面积占2.58%。陆地中石山面积占45%，土山面积占54.8%，半土半石山面积占0.2%。基本是“八分六厘土石山，三厘水面一分一厘田”的格局。土地资源按利用类型可分为耕地、园地、林地、草地、城乡居民住宅及工矿用地、交通用地、特殊用地、果园用地、宜林荒地、宜农荒地、宜牧荒地、水域面积和其他用地等12大类。其中农用地面积406.93km2，占比16.10%，非农用地面积2121.21km2，占比83.90%,形成了非耕地多且集中，耕地少而零散的总体格局（注：来自于贵州省第二次土地利用现状调查，农用地为1～7项总和，非农用地8～25总和）。

“爱丁堡蚀刻剂”①则是一种更为环保的方法，它通过在硫酸铜溶液中加入柠檬酸来调节PH值，酸化溶液，释放三价铁离子，强化腐蚀力度。柠檬酸是人工合成的食品添加剂，对人体无害，家居常作除水垢等用途。加入柠檬酸后，还可抑制副反应，减少氧化铁等沉淀物的生成，更可让版子面朝上放入扁平的盆中腐蚀。加入柠檬酸使溶液腐蚀速度非常快，接近稀硝酸的效率，因此，爱丁堡蚀刻剂可成为铜版画腐蚀制版的主要方法。腐蚀铜与锌的差异主要是溶液浓度比例不同，如铜版蚀刻的配比约为：氯化铁30%、柠檬酸10%、水60%，锌版则按此比例减半。

2 土壤评价等级划分

2.1 土壤养分质量综合等级划分

氮、磷、钾按照单指标分级标准，进行土壤单指标养分地球化学等级划分，得到1、2、3、4、5五个等级，在土壤中氮、磷、钾单指标养分地球化学等级划分基础上，按照如下公式计算土壤养分地球化学综合得分f养综。

式中：f养综——土壤氮、磷、钾评价总得分，1≤f养综≤5；

Ki——氮、磷、钾权重系数，分别为0.4、0.3和0.3；

fi——土壤氮、磷、钾的单元素等级得分，5等、4等、3等、2等、1等所对应的fi得分分别为1、2、3、4、5分。

土壤养分地球化学综合等级划分见表1。

表1 土壤养分地球化学综合等级划分表

2.2 土壤环境地球化学等级划分

土壤中污染物含量（Ci）对照《土壤环境质量农用土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）中的筛选值（Si）（表3-12）和管制值（Gi）（表3-13）将土壤风险程度分为三类：

Ⅰ类：Ci≤Si，一般认为无土壤污染风险或风险很低可忽略，应优先保护；

Ⅱ类：Si＜Ci≤Gi，一般认为存在或可能存在土壤污染风险，但风险较低，通过采取措施可以达到安全利用；

Ⅲ类：Ci＞Gi，一般认为风险较高，划为严格管控。

2.3 土壤质量综合等级划分

利用依据《土壤环境质量 农用土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）评价确定的土壤环境质量结果，结合按《按土地质量地球化学评价规范》（DZ/T 0295-2016）评价确定的土养分综合质量结果，以及规范要求的土壤质量地球化学综合等级含义，对土壤质量地球化学综合等级进行划分，结果见表2。

表2 土壤质量地球化学综合等级划分表

3 土壤调查评价结果

（1）册亨县土壤养分综合等级较好，其中三级（中等）以上耕地330.40km2，占评价区耕地面积的85.88%（见图2），在全区大面积分布。四级（较缺乏）以下耕地共54.33km2，占评价区耕地面积的14.12%。主要分布在弼佑镇、八渡镇较为集中。

（2）册亨县土壤环境质量较好，其中二级（安全利用）以上耕地354.40km2，占评价区耕地面积的89.70%，三级严格管控类耕地共计39.33km2，占评价区耕地面积的10.20%，主要分布在冗渡镇东南、丫他镇南部及坡妹镇西南。

（3）册亨县土壤质量地球化学等级评价表明，区内三等（中等）以上耕地共计344.87km2，累积占89.64%，四等以下累积面积39.87km2，占10.36%，主要分布于册亨县城北部、丫他镇南部、坡妹镇西南，影响土壤质量地球化学等级评价因子主要Cd、As、Hg的局部超标。

4 影响土壤质量综合等级因素分析

册亨县土壤质量地球化学综合等级较好，但四等（差等）以下耕地面积39.87km2，占10.36%，其中五等（劣等）面积39.33km2，占10.22%，根据耕地质量综合等级划分（表3），环境综合质量等级为风险较大（严格管控类）的耕地，划为五等（劣等）耕地。通过对比分析，影响土壤环境综合质量等级的因素为环境单元素As、Hg、Cd，因此影响从册亨县土壤质量综合等级的主要因素是环境元素局部超标。

环境单元素As、Hg、Cd的三等（严格管控类）耕地分别为23.87km2，16.87km2、12.07km2，分别占参与评价总面积的6.20%、4.40%、3.10%；严格管控类耕地分布在两个区域，其一主要呈北东—南西向展布，起于册亨县城北部的赖子山背斜核部，向南西向延伸至丫他镇北部慢纳村附近，其走向大致平行于区域断层构造，大致平行于已发现的金矿成矿带。其二主要分布在板其村附近，呈圈状、封闭式分布在板其村附近。该区发育二叠系地层，主要岩性为灰岩，呈圈状分布，地表型似穹隆构造，该区发现较大金矿体，目前正在开发利用。

册亨县环境元素局部超标主要是由于区域金矿成矿带有关，自板其—丫他镇—赖子山沿线是主要金矿成矿带，也是环境元素As、Hg、Cd富集区域，土壤质量综合等级五等（劣等）均分布在该区域，因此受区域金矿成矿带影响，形成As、Hg、Cd 等环境元素的高背景值，是影响册亨县土壤质量地球化学综合等级最重要的因素。

表3 册亨县耕地调查质量综合等级表

5 结论

册亨县土壤质量综合等级较好，但亦有五等（劣等）自板其—丫他镇—赖子山小面积分布，其与金矿成矿带有关，与区域“断裂型”金矿[1]有关，储存在围岩里的Au、As、Hg、Cd 等重金属元素，经后期开发利用、风化成土，导致土壤里环境元素局部偏高，导致相应区域内土壤质量等级较差。