东胡林地质文化村土地质量地球化学特征

程素珍，徐尚智，宋庆伟，郝春燕，贺瑾瑞，吴家悦

(1.北京市地质灾害防治研究所，北京 100120；2.中国地质环境监测院，北京 100081)

地质文化村是依托地质资源禀赋，通过深度挖掘地质科学和文化，将其与乡村、乡镇建设相融合，发展特色产业和经济，提升乡村、乡镇生活品质和文化内涵，形成的宜居宜业的特色村(镇)。随着“生态文明”“乡村振兴”等国家战略的提出，地质文化村日益成为拓展服务领域、促进地质工作与社会经济发展融合的重要抓手。东胡林村地处北京西部生态涵养区，地质遗迹丰富、人文遗迹众多，目前正在创建地质文化村。对村内土地质量和富硒、富锌等优质特色土地资源进行调查与评价是创建地质文化村的一项重要工作。土地质量地球化学评价是依据影响土地质量的营养有益元素、重金属元素、土壤理化性质等地球化学指标及其对土地基本功能的影响程度而进行的土地质量地球化学等级评价，在保障国家粮食安全、耕地保护、生态文明建设、发展特色农业及经济社会可持续发展等方面都发挥了重要作用。笔者以东胡林地质文化村调查与建设示范项目为依托，对东胡林村土壤地球化学特征和特色土地资源进行分析和评价，为地质文化村的创建和发展提供数据资料和科学依据。

1 材料与方法

东胡林村位于北京门市头沟区西部，地处清水河畔北侧，地势平坦，海拔约 300 m，群山环抱。该村行政区划面积为 8.78 km，其中林地和山地占比92%以上。研究区地处北京西山核心地带，区内主要出露侏罗系煤系地层和第四系地层，主要为窑坡组、龙门组、九龙山组地层，以及上更新统和全新统地层。属高山温带气候，四季分明，昼夜温差大，年平均气温为 8～10 ℃，夏季高温多降水，冬季寒冷干燥。多年平均降水量 580 mm。

研究区表层土壤样品采用网格布样法采集，共采集表层土壤样品6个，分别为DHLT1、DHLT2、DHLT3、DHLT4、DHLT5和DHLT6。样品分析测试由国土资源部天津矿产资源监督检测中心完成。主要测试项目为镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌、氮、磷、钾、硒和pH共13项指标，其测试方法及检出限见表1。

表 1 东胡林地质文化村土壤元素及指标分析检出限Table 1 Detection limits of analysis methods for soil element indexes

土壤环境地球化学等级评价方法。选取镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌8种土壤重金属元素，依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》规定的风险筛选值，先进行单指标评价，再对土壤环境地球化学等级进行综合评价。

土壤养分地球化学等级评价方法。氮、磷和钾是植物生长所必需的大量营养元素。按照《土地质量地球化学评价规范》先对氮、磷和钾进行单指标评价，评价分级标准见表2。其中，单指标评价等级为一等(丰富)，得5分；评价等级为二等(较丰富)，得4分；评价等级三等(中等)，得3分；评价等级为四等(较缺乏)，得2分；评价等级为五等(缺乏)，得1分。

表2 土壤养分分级标准Table 2 Grading standards of soil nutrients g/kg

再根据氮、磷和钾的权重系数，计算土壤养分地球化学综合得分，见公式(1)。

(1)

式中,为氮、磷和钾单指标权重系数(=0.4,=0.4,=0.2)，为氮、磷和钾单指标评价得分，土壤养分地球化学综合等级依据得分划定，4.5分以上为一等(丰富)，>3.5～4.5分为二等(较丰富)，>2.5～3.5为三等(中等)，>1.5～2.5为四等(较缺乏)，≤1.5分为五等(缺乏)。

土壤质量地球化学综合评价方法。将土壤环境地球化学综合等级评价和土壤养分地球化学综合等级评价叠加，形成土壤质量地球化学综合等级评价。

特色元素及健康元素评价方法。硒是植物生长的有益元素。土壤中硒含量不足或过量及其存在的形态直接影响植物的生长状况和含硒量，又进一步通过食物链而影响人的健康。研究区土壤样品中的硒元素含量评价等级参照中国地质调查局批准印发的《天然富硒土地划定与标识(试行)》进行划分。

锌也是人体必需的微量元素之一，在人体的生长发育、内分泌、免疫等重要生理过程中都发挥着十分重要的作用。研究区土壤样品中的锌元素含量等级参照黑龙江省地方标准《富锌土壤评价技术要求》进行划分。

2 结果与分析

研究区土壤样品DHLT1～DHLT6的pH分别为8.20、8.37、8.35、8.53、8.06、8.03，表明研究区土壤呈弱碱性。其中，DHLT2、DHLT3、DHLT4的pH超出了耿玉清等研究指出的北京山地土壤pH分布范围(5.06～8.24)。土壤样品中镉、汞、砷、铅、铬、铜、镍、锌等元素含量均远低于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》规定的农用地土壤污染风险筛选值(表3)，表明研究区土壤符合一等(无污染风险)土壤环境地球化学等级标准，土壤环境质量状况极好，为东胡林地质文化村发展绿色农业、生态农业奠定了坚实的资源基础。

研究区土壤养分单指标测试结果(表4)与土壤养分分级标准(表2)对比表明，土壤样品中氮含量以三等(中等)为主，其中DHLT5为一等(丰富)，DHLT6为二等(较丰富)，DHLT1～4均为三等(中等)；土壤样品中磷含量以一等(丰富)和二等(较丰富)为主，其中DHLT2、DHLT5、DHLT6为一等(丰富)，DHLT1、DHLT3、DHLT4为二等(较丰富)；土壤样品中钾含量以二等(较丰富)为主，DHLT1～4均为二等(较丰富)，DHLT5和DHLT6为三等(中等)。

表3 土壤样品重金属元素含量及农用地土壤污染风险筛选值Table 3 Heavy metal contents in soil samples and screening values of soil pollution risk in agricultural land mg/kg

土壤养分地球化学综合等级较高，以二等为主，其中DHLT5为一等，其他样品均为二等。

研究区土壤环境地球化学综合等级均为一等，土壤养分地球化学综合等级为二等以上，土壤质量地球化学综合等级与土壤养分地球化学综合评价等级一致，全部为二等以上。

表4 土壤样品中氮、磷、钾养分含量Table 4 Nutrient contents of nitrogen, phosphorus and potassium in soil samples g/kg

富硒土壤。从表5可以看出，土壤样品中仅DHLT5硒含量为0.330 mg/kg，达到中国地质调查局批准印发的《天然富硒土地划定与标识(试行)》富硒标准0.30 mg/kg(土壤pH>7.5);其余土壤样品均未达到富硒标准。

表5 土壤样品中特色元素硒和锌含量及评价等级标准Table 5 Contents and evaluation grades of characteristic elements selenium and zinc in soil samples mg/kg

富锌土壤。从表5可以看出，土壤样品DHLT2、DHLT5和DHLT6中锌元素含量达到黑龙江省地方标准《富锌土壤评价技术要求》规定的土壤富锌(二级)标准74 mg/kg(土壤pH>7.5);其余样品均未达到富锌标准。

3 结论与讨论

研究区土壤质量地球化学综合等级为二级以上，土壤质量较好，为当地发展绿色农业、生态农业，开发无公害农产品、绿色食品提供了良好的土地资源条件，对推动当地传统农业转型具有重要意义。

多个土壤样品中特色硒和锌元素达到富硒和富锌标准。但由于研究区土壤样品数量较少，建议今后开展大比例尺土壤调查，进一步摸清富硒和富锌土地资源数量，划定天然富硒地和天然富锌地，为今后开发富硒和富锌特色农产品、提高当地农产品附加值奠定基础。

充分发挥特色土壤资源优势，积极探索地质文化村建设新模式。实现东胡林地质文化村建设与绿色发展、生态富民和美丽乡村建设相融合，增强当地村民的幸福感和获得感。