鸡东县土壤锗元素富集特征调查与分析

李绍铜，王美玉

(1.黑龙江省生态地质调查研究总院，黑龙江 哈尔滨 150080； 2.黑龙江大学 水利电力学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

1 调查区选定与分析

1.1 调查区范围

调查区位于鸡西市鸡东县，坐标：东经130°45′18.9″～131°39′26.0″；北纬44°59′14.0″～45°40′20.2″，面积2180 km2，占鸡东县总面积的80%。调查区境内有鸡虎高速、方虎公路、林密铁路、鸡西兴凯湖机场，构成了公路、铁路、航空立体式的交通网络。柏油路及砂石路可通各乡镇、农场等，简易公路可通各自然村屯，交通便利见图1。

图1 调查区位置图

1.2 水文

鸡东县属于穆棱河河系，境内地表水系较发育，干流为穆棱河，其有八大支流：黄泥河、哈达河、大石头河、滴道河、锅盔河、半堆截河和水曲柳河。全县大小河流及水溪总长1136.0 km，河流密度0.35 km/km2。穆棱河由西向东流，经密山、虎林汇入乌苏里江流域内，河流水位流量季节性变化大，每年的汛期为7～9月，12月～翌年3月为枯水期，汛期水位上涨0.9～1.4 m，净流量占全年净流量的56%，丰、枯水期年净流量相差近4倍，枯水年穆棱河县内流量仅为0.028 m3/s，甚至断流。境内最大水体为兴安泡和明德莲花泡。

1.3 地形地貌

鸡东县地处长白山系老爷岭东段和完达山脉小丘陵地带，南北为山区，中间为穆棱河河谷平原区，整体上呈南北高中间低的地势。南部山区以波格拉尼池内山脉的西大翁最高，海拔高程880.6 m。北部山区以那丹哈达岭的双芽出最高，海拔763.0 m。南北山区平均海拔高程300～400 m，山体广阔，山顶浑圆，大部分被次生桦林覆盖。境内群山屏立南北，中间穆棱河两岸的冲积平原区西高东低，平原区和山区之以山前台地相接，组成了低山丘陵、山前台地和河谷平原三种地貌类型。

1.4 土壤类型特征

调查区土壤类型主要有白浆土、沼泽土、草甸土、暗棕壤、水稻土。

(1)白浆土。主要分布在丘陵至平原地区，在微度倾斜岗地的上轻下黏母质上，经过白浆化等成土过程形成的具有暗色腐殖质表层、灰白色的亚表层—白浆层及暗棕色的黏化淀积层的土壤。一般具有腐殖层、白浆层、淀积层和母质等4个层次。Ah层：腐殖质层，一般厚度为10～20 cm，E层：白浆层，厚度一般在20 cm左右，Bt层：淀积层，厚度120～160 cm，C层：母质层，一般在200 cm以下有这层土，质地黏重，为第四纪河湖黏土沉积物。

(2)草甸土。主要分布于河漫滩中，它是在地下水、地表水和草甸植被作用下，经过潜育化与腐殖过程形成的。自上而下可分腐殖质层(A)、过渡层(AB)、锈斑层(CW)。0～30 cm为A层，暗灰色，粒状结构，重壤土，根系多；30～49 cm为AB层，灰色，小块状结构，轻黏土，有锈斑；49～50 cm为CW层，棕黄色，轻黏土，有大量锈斑。

(3)暗棕壤。主要分布坡度较陡之岗地、低山丘陵，属森林土壤系列，成土过程主要是黏化和棕化。剖面分化明显，腐殖质层(A层)厚一般在10～15 cm左右，最厚可达40 cm以上，土质疏松，肥力最高；棕黄色淀积层(B层)厚50～60 cm；母质层(C层)一般出现在1 m以下，母质为岩石或砂、石、土相掺，土体质地较粗。[1]

(4)水稻土。主要分布在丘陵坡麓及谷沟上部和平原中地势较高的地区，水稻土的形成受人为的水耕熟化和自然成土因素的双重作用影响，是一种人为土。剖面自上而下为：水耕熟化层(W),土层疏松，以团粒结构为主；犁底层(AP2)较紧实，片状，有铁、锰斑纹及胶膜；渗育层(Be)是季节性灌溉水渗淋下形成的；水耕淀积层(Bshg)含有较多的黏粒，有机质等；潜育层(Br)经潜育化作用而形成的黏土或亚黏土层。

(5)沼泽土。主要分布在排水不畅的平原洼地和山间沟谷。土体上部含大量有机质或泥炭，下部为潜育层，中间有的具锈色过渡层，是有机质积累及还原作用强烈的土壤[2]。土壤经过潜育化过程、腐泥化过程或泥炭化过程后形成沼泽土。泥炭层(H)厚度10余厘米至数米，但超过50 cm时即为泥炭土，腐泥层(Hh)一般厚度在20～50 cm。调查区土壤类型见图2。

图2 调查区土壤类型分布图

2 调查方案

本次调查工作的实施严格执行中华人民共和国国土资源部颁发的《土地质量地球化学评价规范》[3](DZ/T 0295—2016)和《多目标区域地球化学调查规范》[4](DZ/T 02258—2014)。

2.1 采样点位的设计

根据1∶50 000地形图上表层土壤采样点编号设计采样点位，以网格为基础，兼顾二调图斑进行布设。

野外测量面积为2180 km2。表层土壤基本采样密度为4个点每平方公里。总计取土壤样品个9623个，其中重复样193个，标样770个。

2.2 定点与标绘

以标有采样点的1∶50 000地形图为野外工作手图，实际采样点参照地形地物结合GPS确定采样点位。表层土壤样每一个采样点要在50 m范围内采集3～5个子样组合而成。定点测定中央子样点的位置。定点误差在图上不大于2 mm，在可做标记的地方(如有电线杆、大树、墙等)要用红布条或红油漆做标记，以便于质量检查。

2.3 采样方法及技术要求

采样时，需刮去地表植物凋落物，采集地表至20 cm深处的土柱(要采用刻槽方式取样，以保证土样上下的均匀性)，并去除杂草、草根、砾石、砖块、肥料团块等杂物。在每处采样点，要在垂直垄沟50 m范围内至少采集3处以上土壤样品组合成一件样，采样点坐标记录中间采样点GPS显示的坐标。

湿地地区，需去掉湿地表层尚没有腐烂的凋落物后，采集地表至20 cm深处的腐植土柱，并要求在50 m范围内至少采集3处以上湿地腐植土样组合成一件样品。

3 土壤锗元素地球化学特征分析

3.1 土壤锗元素地球化学背景值

根据鸡东县土壤样品锗元素地球化学指标的分析结果，对耕作层土壤样品分析结果进行元素分布形态检验，统计了土壤算术平均值、标准离差、变异系数、中位数、最大值、最小值、统计样本数等一系列地球化学参数，其中以耕层土壤元素反复剔除离群数据后统计的平均值确定为该元素背景值，研究区土壤地球化学参数统计结果详见表1。

表1 鸡东县土壤锗元素地球化学参数特征统计

Ge元素地球化学指标的变化系数小于0.3，反映地球化学指标在调查区内表生环境条件下，在土壤中分布相对较均匀。元素的富集贫化程度与表生地球化学环境密切相关，包括地形地貌、植物覆被状况等。

3.2 土壤锗元素富集程度对比

鸡东县表层土壤背景值与全国A层土壤元素背景值相比(表2)，测区Ge元素为全国土壤背景值的0.81倍。鸡东县土壤锗元素含量分布情况见图3。

图3 鸡东县锗元素含量分布图

表2 鸡东县表层土壤锗元素富集程度对比

根据分析数据成图后可以发现锗元素高背景区主要分布在调查区中部的台地、丘陵及低山一带，南北部低山区则表现为低背景。

4 结论与建议

(1)本次特征调查取得了大量的化验数据，分析结果确定鸡东县存在土壤锗元素富集情况，查明调查区内富锗土地面积约76.92 km2(Ge≥1.5 mg/kg)，占调查区面积的3.53%，足锗土地面积约638.27 km2(1.5 mg/kg>Ge≥1.4 mg/kg)，占调查区面积的29.28%。

(2)根据分析数据结果得出，调查区锗元素呈现中部台地、丘陵及低山一带富集程度较高，南北部低山区富集较少的分布特征。

(3)富锗农产品具有广阔的市场前景，通过鸡东县富锗土壤地球化学调查，有助于开发富锗农产品，适应新形势下特色农业经济的发展，促进地方农业经济结构调整，为特色农业区划提供重要科学依据。