贵州省贵阳市云岩区耕地质量地球化学调查评价及特色耕地分布特征研究

刘春英，吴 杰，李发跃

(1.贵州省煤田局水源队，贵州 贵阳 550018)

耕地是土地利用类型之一，是指用来耕作并种植农作物的土地，是人类赖以生存的基本资源和条件，最基本也是非常有限的自然资源。近年来，随着人民生活质量的提高，人们对耕地的保护意识越来越淡薄，可用作耕种的土地也继而被建筑物所占用或因地质灾害损坏，正在逐年减少(李秀彬，1999)。正因如此，清楚了解土地的地球化学属性，做到因地制宜，才能科学、合理的规划和利用耕地资源，最大化发挥耕地资源的利用率。

2017年4月—2018年12月开展的1∶5万比例尺度的耕地质量地球化学调查，是迄今为止针对耕地土壤较为全面、系统的专业调查，按照统一的标准和要求，精心组织完成(周琦，2020)。建立了以乡镇为单元的耕地地球化学质量档案，取得的大量耕地土壤方面的基础成果，将为各地优化农业种植结构，提升农产品品质，打造绿色农产品品牌，因地制宜地发展现代山地特色高效农业提供科学支撑。

1 研究区概况

云岩区隶属贵州省贵阳市，位于贵阳市中部，由于城市规划建设用地、市区占地以及林区等，所以在云岩区划出了非研究区，地处东经106°29′47″，北纬26°33′41″，东、南、西、北四面与乌当区、云岩区接壤，东西长17.5 km，南北宽12.5 km，国土面积93.57 km2，常住半年及以上总人口99.59万人(2017年末)。云岩区是贵阳市中心城区之一，是原贵阳老城的主体部分，是贵州省人民政府驻地所在地区。

图1 云岩区土壤类型分布图Fig.1 Distribution of soil types in Yunyan district1—黄壤；2—水稻土；3—石灰土；4—其它；5—村界；6—粗骨土；7—紫色土；8—评价区界线；9—云岩区界线

2 野外样品采集与测试

研究区表层土壤样布设以1∶5万云岩区土地利用类型图为底图，采用“网格加耕地图斑”，以1 km2网格(正方形大格)为编号单元，按大格方里网内分成333.3 m×333.3 m的9个正方形布设采样小格(王甘露 等，2003)，每个土壤样分别由同一块耕地上中心坑及4个分样坑中地表至20 cm深处土壤，且去除表层植物及土壤内杂质之后等比例混合组成。研究区采集各类介质样品82件，其中耕地表层土壤样64件、土壤剖面样4件、元素异常检查样10件；大气干湿沉降样3件；成土母岩样1件(单承恒 等，2019)，平均样品密度为9.05点/km2。样品采集后通过风干、压碎、过筛、拌匀、称重和装瓶等工序并送样检测。

样品以邮寄送检方式送至成都综合岩矿测试中心，并按DZ/T 0258-2014、DD2005-03、《地质矿产实验室测试质量管理规范》(DZ/T 0130-2006)以及测试中心内部质量控制要求执行，所有元素的分析准确度和精密度合格率均为100%，各元素的报出率除Mn为99.99%外，其余各元素均达到100%。

3 耕地质量地球化学评价方法及综合等级分布研究

3.1 研究区耕地土壤养分综合评价方法及等级及分布特征

本次研究区耕地土壤养分综合评价依据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T0295-2016)标准，同时结合贵州省实际情况，按照贵州省耕调办统一要求，选取氮、磷、钾单指标养分地球化学等级为基础(陈武 等，2010)，再按照下面公式计算土壤养分地球化学综合得分/养综：

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，单指标评价结果为五等、四等、三等、二等、一等时所对应的fi得分分别为1分、2分、3分、4分、5分。

表1 土壤养分地球化学综合等级划分与图示Table 1 Comprehensible grade division and diagram of soil nutrient geochemistry

从表2可以看出：研究区土壤养分含量以二等较丰富为主，无五等面积分布，土壤养分含量为二等以上的占到总面积的70%，参与研究区的土壤养分含量较丰富；耕地土壤肥力总体情况较好，主要评价结果如下：

表2 云岩区各村耕地土壤养分地球化学综合等级评价表 (单位：万亩、%)Table 2 Evaluation of Cultivated soil nutrient geochemical comprehensible grade of each village of Yunyan district (unit: mu, %)

(1)耕地土壤养分总体上以较丰富土壤为主，中等次之。丰富、较丰富级面积0.771万亩，占耕地面积比例为72.624%，其中丰富土壤主要分布在大凹村；较丰富土壤除茶店村以外，其他村均有分布；

(2)耕地土壤养分中等的土壤面积0.222万亩，占耕地面积比例为20.90%，主要分布于雅关村、偏坡村和茶店村；

(3)耕地土壤养分较缺乏的土壤面积0.069万亩，占耕地面积比例为6.490%，主要分布于雅关村、偏坡村；

(4)评价区耕地不存在土壤养分缺乏的情况。

3.2 耕地土壤环境综合评价方法及等级及分布特征

3.2.1 耕地土壤酸碱度评价

研究区内耕地土壤以酸性-中性为主，分布面积占评价区耕地面积的84.03%。其中酸性土壤主要分布在杨惠村和大凹村，中性土壤主要分布在大凹村、茶园村。少量耕地土壤表现为碱性及强酸性，且分布分散。

3.2.2 耕地土壤环境综合评价方法及等级及分布特征

研究区耕地土壤中污染物含量(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2)和管制值(Gi)(表3)将土壤风险程度分为三类：

表3 农用地土壤污染风险筛选值(基本项目)(单位：mg/kg)Table 3 Filter value of agricultural soil pollution risk (basic project)

表4 农用地土壤污染风险管制值 (单位：mg/kg)Table 4 Control value of agricultural soil pollution risk

Ⅰ类：Ci≤Si，无土壤污染风险或风险很低可忽略，应优先保护类；

Ⅱ类：Si

Ⅲ类：Ci>Gi，风险较高，应该划为严格管控类。

环境综合等级是在单指标土壤环境地球化学等级划分基础上(何邵麟，1998)，每个评价单元的土壤环境地球化学综合等级等同于单指标划分出的环境等级最差的等级。不同等级的图示与色号的R：G：B值同表5。

表5 土壤环境不同等级划分及图示Table 5 Different grade division and diagram of soil environment

云岩区耕地土壤环境质量主要评价结果如下：

图2 云岩区耕地土壤养分地球化学综合等级图Fig.2 Comprehensible grade division of cultivated soil nutrient geochemistry in Yunyan district1—行政区界线；2—村界；3—非评价区界线；4—村名；5—一等 优质；6—二等 良好；7—三等 中等；8—四等 差等；9—五等 劣等

图3 云岩区耕地土壤酸碱度等级图Fig.3 Grade of cultivated soil pH value in Yunyan district1—行政区界线；2—村界；3—非评价区界线；4—村名；5—强酸性 <5.0；6—酸性 50～6.5；7—中性 6.5～7.5；8—碱性 7.5～8.5；9—强碱性 >8.5

(1)优先保护类的耕地占总面积的71.52%，面积为0.759万亩。

(2)安全利用类的耕地占评价区耕地面积的28.481%，面积为0.302万亩。造成环境综合等级为二等的耕地面积

较大的原因是单元素镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)评价等级较差(廖铸敏 等，2014)。

(3)评价区不存在严格管控类的耕地。

通过对耕地土壤环境地球化学综合等级图分析发现，区内土壤环境质量较好，土壤环境质量均为安全利用类及以上类型，且以优先保护类为主。

3.3 研究区耕地土壤质量综合评价方法及等级及分布特征

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，按《按土地质量地球化学评价规范》(DZ/T0295-2016)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，对耕地土壤质量地球化学综合等级进行划分，结果见表6。

图4 云岩区耕地土壤环境地球化学综合等级图Fig.4 Comprehensible grade of cultivated soil environment geochemistry in Yunyan district1—行政区界线；2—村界；3—非评价区界线；4—村名；5—优先保护类；6—安全利用类；7—严格管控类

表6 耕地土壤质量地球化学综合等级划分及图示含义Table 6 Comprehensible grade division of cultivated soil environment geochemistry and diagram

评价区耕地土壤质量总体较好，耕地土壤质量为优质至中等，主要评价结果如下：

(1)评价区优良土壤耕地占耕地总面积的65.038%，其中优质耕地土壤质量分布于金关村、蔡家关村、杨惠村和安井村；良好耕地土壤质量主要分布于雅关村、偏坡村和茶店村。

(2)除优良土壤外，评价区内土壤质量均为中等，占总耕地面积的34.971%，全区均有分布。

4 富硒富锗特色耕地分布特征

将硒(Se)>0.4 mg/kg的土壤划定为富硒土壤的标准，通过硒(Se)元素单指标评价及土壤环境风险评价统计了云岩区评价区内各村可安全利用的富硒耕地面积(黄春雷 等，2013；夏学齐 等，2012；郦逸根 等，2005；宋明义 等，2013；张东威，1994；王金元 等，2020；云岩区富硒耕地面积0.743万亩，富硒耕地主要分布于云岩区西南地区杨惠村、茶园村、大凹村、金关村及蔡家关村(张光弟 等，2001)。

将锗(Ge)>1.6 mg/kg的土壤划定为富锗土壤的标准，通过锗(Ge)元素单指标评价及土壤环境风险评价统计了云岩区评价区内各村可安全利用的富锗耕地面积(曾妍妍 等，2017；温汉捷 等，2020)，云岩区富锗耕地面积0.60万亩，占耕地面积的56.54 %。

图5 云岩区耕地土壤质量地球化学综合等级图Fig.5 Comprehensible grade of cultivated soil quality geochemistry in Yunyan district1—行政区界线；2—村界；3—非评价区界线；4—村名；5—一等 优质；6—二等 良好；7—三等 中等；8—四等 差等；9—五等 劣等

图6 云岩区耕地土壤富硒分布图Fig.6 Distribution of Se-rich cultivated land in Yunyan district1—行政区界线；2—村界；3—非评价区界线；4—村名；5—富硒耕地；6—非富硒耕地

5 结论

(1)云岩区耕地土壤养分总体上以养分较丰富和中等土壤为主，占耕地面积91.573%。其中，养分较丰富土壤面积0.750万亩，占耕地面积70.62%，分布面积大，云岩区各乡镇皆有分布；养分中等土壤，面积0.222万亩，占耕地面积20.90%。

(2)云岩区耕地土壤环境质量总体良好，云岩区耕地以优先保护类(Ⅰ类)耕地为主，其次为安全利用类(Ⅱ类)，两类耕地面积合计1.061万亩，占耕地面积100%，云岩区不存在严格管控类耕地。

(3)基本查明区内耕地土壤酸碱度以酸性-中性为主，分布面积占评价区耕地面积的84.03%，其中酸性土壤只要分布在杨惠村和大凹村，中性土壤主要分布在大凹村、茶园村。少量耕地土壤表现为碱性及强酸性，且分布分散。

(4)云岩区特色耕地资源丰富，云岩区富硒耕地面积0.743万亩，主要分布于云岩区西南地区杨惠村、茶园村、大凹村、金关村及蔡家关村；云岩区富锗耕地面积0.60万亩，占耕地面积的56.54 %。

(5)云岩区耕地土壤质量总体上以一等优质土壤为主，耕地面积0.500万亩，占耕地面积比例为47.167%，分布面积大且分散，各乡镇皆有分布。耕地土壤质量良好以上耕地有0.69万亩，占耕地面积比例为65.046%。无四等差等和五等劣等耕地面积。