冀西北小流域农业地质调查设计方案的探讨——以张家口蔚县小枣碾村为例

杨建坤，赵泽南，郭 超，魏 民，倪克庆，高 通，王 强

(河北省区域地质调查院，河北 廊坊 065000)

河北省蔚县小枣碾村地处冀西北，耕地土质多以胶泥土为主，由于气候干燥少雨使得耕地易盐碱化[1-2]。村民靠天吃饭现象普遍[3]，未科学种田和因地制宜种田，农业种类以玉米、谷子为主，缺少经济作物种植，因经济效益低而致贫，因经济效益低而导致年轻人全部外出打工，进而造成土地荒废。

本文针对小枣碾村的农业地质特点，通过将地质调查、农业生态背景调查、土壤调查、灌溉水调查、农作物及配套根系土调查等手段相结合，因地制宜地对农业地质调查工作进行规划设计。对其农业生态地质特征进行调查和评价，摸清农业家底，推进区域农业资源合理利用、农业规划，服务于小枣碾村耕地资源的利用和管护，为小枣碾村农业经济效益的提高奠定基础。

1 研究区概况

小枣碾村北依安定河，西傍壶流河，三面环水，东南靠山。109国道贯穿全村南北（图1），湖积台地—河谷地貌，海拔835~950 m[4]。湖积台地顶部1~2 m砂泥土，不耐干旱，种植杏树园；山坡以泥河湾组富含钙质亚黏土、黏土为主，渗水差不耐旱，植物不扎根，以灌木、草为主（图1）。

土壤类型单一，主要为淡栗钙土类、盐化草甸土类。土地总面积为3.92 km2，农用地面积2.91 km2，占74.46%；城镇村及工矿用地面积为0.28 km2，占7.27%；交通运输地面积0.15 km2，占3.73%；水域及水利设施用地面积0.09 km2，占2.36%；其他土地面积0.48 km2，占12.2%。

农用地中耕地面积1.79 km2，占农用地面积61.40%；园地面积0.45 km2，占农用地面积15.37%；林地面积0.16 km2，占农用地面积0.06%；草地面积0.51 km2，占农用地面积17.60%。

工作区一级构造单元隶属于柴达木—华北板块，二级构造单元属于华北陆块（晚三叠世后属大兴安岭—太行山板内造山带），三级构造单元属于燕山—辽西裂陷带，四级构造单元属于阳原—蔚县沉积—火山盆地[5]。区内主要出露中更新世郝家台组、晚更新世马兰组以及全新世冲洪积物[6]（图2）。

中更新世郝家台组，分布于小枣碾村东侧，地貌上构成突出地表的平台。晚更新世马兰组，分布于台地顶部，地貌较为平缓。全新世冲洪积，分布于中西部地区，地貌总体平缓低洼，主要为旱地、林地、设施农用地以及盐碱地分布区。

2 设计原则

（1）首先对工作区开展1∶1万地质调查，查明区内地质地貌特征，为调查单元的划分提供地质依据；（2）以调查单元为基本单位开展调查农业生态背景调查；（3）以调查单元为基本单位在全区开展1∶1万土壤地球化学调查，大致查明工作区内各类元素、有害元素、污染元素的分布、变化情况；（4）开展农作物配套样品的采集及化验工作，大致查明农作物有益元素、有害元素、污染元素及其在植物中的分布状况、富集规律等情况；（5）最后通过综合整理分析研究，对土地质量进行评价，为农业种植结构调整、土壤污染防治、特色农产品的打造提供数据和技术支持。

3 总体设计

本项工作的研究内容包括农业生态背景调查、土壤地球化学调查、灌溉水调查、农作物及配套根系土调查。

农业生态背景调查、土壤地球化学调查均以地块为基本调查单元开展工作，因此本项工作首要任务就是进行地块划分。

3.1 农业生态背景调查设计

为大致查明农业地质环境问题，对全区进行1∶1万生态环境地质测量工作。

以地质地貌特征为基础，划出地块第一级边界，本区可划分为以马兰组为代表的台地区，以郝家台组为代表的坡地区，以全新世冲洪积物为代表的平原区。平原区可据实际地貌情况进一步细分为亚区，如河心滩亚区、一级阶地亚区等；以土地利用类型划分第二级边界，如耕地、园地、林地、草地等；最后以调查目的为导向，依据调查及表层样取样密度，网格化在土地利用现状图上(图3)。

在每个调查单元内均进行农业生态背景调查，包括土地自然性状的调查和农业生产环境的调查（图4）。

3.2 土壤地球化学调查设计

为大致查明工作区内各类土壤化学元素、营养元素和微量元素的分布。在全区开展1∶1万表层土壤样品采集。

3.2.1 采样点设计。根据目标需求，对不同的土地利用类型，样品布设密度各有不同。其中耕地61件、园地12件、林地4件、草地11件，其他土地21件。特别说明住宅用地布设样品1件，以便对工作区域进行整体评价，共布设采样点110点。

平均采样点布设密度为110点÷3.39 km2≈32点/km2，满足《土地质量地球化学评价规范》规定的采样密度范围(20～64点/km2)要求。

3.2.2 取样工作设计。样品采集要求在上茬作物成熟或收获之后，下茬作物尚未施用底肥和种植之前采集。通过采集多点子样，组合成一个样品的方法。

表层土样的子样均在采样点周围15 m范围内，等量采集3个子样。每个采样地块内的子样需要具有相同的土壤类型，能够代表所采集地块内的主体土壤。

3.3 灌溉水调查设计

为大致查明地下水对土壤元素迁移、富集、消散的途径及农耕对水土的污染和途径等，对全区内有代表性的水体进行灌溉水样的采集工作(平水期、枯水期各1次)。

3.3.1 采样点设计。根据灌溉水天然和人工水源分布情况，收集到了“小枣碾村饮水安全井水抽样水质监测报告”。故本次样品均布设在地表水，本次工作布设水样10个。

3.3.2 取样工作设计。取样工作于平水期1次、丰水期1次。即平水期壶流河2件，定安河3件；再丰水期壶流河2件，定安河3件。

3.4 农作物、根系土调查设计

为大致了解农作物适应土壤及农作物元素含量测定，需进行区内农作物配套样品（根系土、籽实）的采集工作。

3.4.1 样品布设。采集小枣碾村有广普性的农作物和特色农产品小米、杏扁，选取产品成熟季节进行采摘，本次设计农作物及配套根系土30件。

3.4.2 农作物及根系土取样工作。本次工作选取小枣碾村具有代表性的两种经济作物进行采集，在成熟期，一个样点选3～5棵农作物，均等选采，混合重量不少于500 g。采集量一般在1 kg左右（按检测项目需求的2～3倍），用食品保鲜包封存。每一个农作物样采集时同步采集该农作物的根系土样1个，方法同表层土壤样。

3.5 样品分析设计

根据《土地质量地球化学评价规范(DZ/T 0295—2016)》，以及打造特色农产品品牌的需要。本次样品分析种类如下。

3.5.1 表层土壤分析。有机质、Pb、Cd、Hg、As、Cr、Zn、Ni、V、Co、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Mo、Si、F、I、Se、碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、全盐量、阳离子交换量（选测）、硫酸根。

3.5.2 灌溉水分析。总砷、总汞、总镉、六价铬、总铅、总铜、总锌、总硒、总磷、pH、总硼、全盐量、氯化物、硫化物、锌、氮、氟、钾。

3.5.3 农作物分析。Pb、Cd、Hg、As、Cr、Se、Sn、Ni、Cu、Zn、农作物品质（1.小米选测5件，测蛋白质、脂肪、维生素B1、维生素E；2.杏扁选测3件，测蛋白质、脂肪、维生素E、谷物苯并[a]芘）；选测8件。

3.5.4 根系土分析。N、P、K、Ca、Mg、S、Cl、F、Se、As、Cd、Pb、Cr、Hg、Mo、Mn、B、Fe、Cu、Zn、碱解氮、速效磷、速效钾、pH值、有机质、全盐量、阳离子交换量、有效铁、有效硼、有效锰、有效锌、有效铜、有效钼、有效硅、有效硫、有效钙、有效镁。

4 结论

农业生态地质调查以地质调查、农业背景调查、土壤调查、灌溉水调查、农作物及配套根系土调查、农作调查为工作手段。

地质调查面积3.39 km2,农业背景调查110个基本单元，土壤调查110件样品，灌溉水调查10件样品，农作物调查30件（杏扁10件、小米20件）及配套根系土30件。

综上所述，对地质调查、农业背景调查、土壤调查的设计、灌溉水样品的设计、农作物及配套根系土以及样品测试方法和内容的设计，能够满足本次农业生态地质调查的要求。