湖北省土壤硒元素背景值研究

閆加力　楊軍　丁曉英　徐春燕　趙敏　張陽陽　王卉　楊良哲

摘要 通過對(duì)湖北省地球化學(xué)調(diào)查和土地質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的收集，分析全省及不同成土母質(zhì)土壤硒含量背景值和背景值區(qū)間。數(shù)據(jù)顯示，湖北省全省土壤硒含量背景值為0.304 mg/kg，背景值范圍為0.152～0.609 mg/kg。成土母質(zhì)地層單元中二疊系、石炭系、泥盆系和三疊系是富硒地層，土壤硒含量背景值在0.4 mg/kg以上；第四系地層土壤硒含量背景值為0.306 mg/kg，存在較廣泛的富硒區(qū)；而志留系、奧陶系、寒武系、震旦系地層的富硒區(qū)域分布較少。

關(guān)鍵詞 土壤硒；背景值；成土母質(zhì)；湖北省

中圖分類號(hào) S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2016）21-0157-01

我國在20世紀(jì)80年代開展了全國范圍內(nèi)的土壤重金屬背景值研究，并出版了《中國土壤元素背景值》[1]。土壤元素背景值是土壤在其自然成土過程中形成的物理化學(xué)特征值，是土壤所固有的元素含量水平，受時(shí)空條件制約，是歷史發(fā)展的產(chǎn)物[2]。研究土壤元素背景值可以確定土壤中元素的自然含量水平及分布特征，利用基準(zhǔn)值可確定研究元素在區(qū)域內(nèi)的遷移轉(zhuǎn)化[3]。

本文關(guān)于湖北省硒元素背景值的研究主要是為劃分湖北省土壤富硒等級(jí)而進(jìn)行，根據(jù)收集到的湖北省1∶25萬多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)和 “金土地”工程——高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，計(jì)算得出全省及不同成土母質(zhì)地層中的土壤硒元素背景值及背景值范圍。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)處理

本研究所有數(shù)據(jù)收集于湖北省1∶25萬多目標(biāo)地球化學(xué)調(diào)查和“金土地”工程——高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田地球化學(xué)調(diào)查土地質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量余4萬個(gè)。以全省土壤硒含量作為第一級(jí)統(tǒng)計(jì)單元，成土母質(zhì)作為第二級(jí)統(tǒng)計(jì)單元，第四系、新近系、古近系、白堊系、侏羅系、三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系、志留系、奧陶系、寒武系、震旦系、青白口系、太古界、新元古、中元古、古元古地層作為第三級(jí)統(tǒng)計(jì)單元。分別對(duì)各統(tǒng)計(jì)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、建表。

1.2 正態(tài)性檢驗(yàn)及計(jì)算

對(duì)各統(tǒng)計(jì)單元數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，根據(jù)輸出的P-P圖判定數(shù)據(jù)是否服從正態(tài)分布或者對(duì)數(shù)正態(tài)分布，若不服從則按照平均值±3倍標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行剔除，剔除后繼續(xù)進(jìn)行檢驗(yàn)直至得到計(jì)算數(shù)據(jù)。同時(shí)，計(jì)算出一系列統(tǒng)計(jì)量參數(shù)：樣本數(shù)、中位值、算術(shù)平均值、算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差、幾何平均值、幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差等。

1.3 背景值計(jì)算

根據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局關(guān)于《土壤地球化學(xué)基準(zhǔn)值與背景值研究若干要求》文件要求的背景值求取方法，對(duì)于呈正態(tài)分布的數(shù)據(jù)組，用算術(shù)平均值代表背景值，算術(shù)平均值±2倍算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差代表背景值變化范圍；對(duì)于呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布的數(shù)據(jù)組，用幾何平均值代表背景值，幾何平均值乘除2倍幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差代表背景值變化范圍；對(duì)于非正態(tài)分布的偏態(tài)分布數(shù)據(jù)組，以中位值和算術(shù)平均值代表土壤背景值，中位值±2倍算術(shù)標(biāo)準(zhǔn)差代表背景值變化范圍。

1.4 統(tǒng)計(jì)軟件

各參數(shù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算主要采用SPSS和Excel軟件進(jìn)行，并采用國際通用的SPSS for Windows和Statistica for Windows等軟件進(jìn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)和做圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 全省土壤硒元素背景值結(jié)果

根據(jù)SPSS的P-P圖正態(tài)檢驗(yàn)可知湖北省土壤硒含量樣本數(shù)據(jù)呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布（圖1）。

因此，針對(duì)全省41 251份土壤樣本，湖北省土壤硒含量基準(zhǔn)值用幾何平均值表示，為0.304 mg/kg，標(biāo)準(zhǔn)差為1.598，背景值范圍用幾何平均值乘除2倍幾何標(biāo)準(zhǔn)差表示，為0.152～0.609 mg/kg。

2.2 不同成土母質(zhì)的土壤硒元素背景值結(jié)果

通過計(jì)算得出各母質(zhì)地層土壤硒含量背景值及其基本統(tǒng)計(jì)量。由表1可知，在所有的地層單元中，二疊系、泥盆系、石炭系和三疊系的土壤硒含量最高，最高值達(dá)到了23 mg/kg，土壤硒含量背景值平均在0.4 mg/kg左右及以上，說明它們是土壤富硒地層。第四系地層土壤硒含量背景值范圍為0.110～0.849 mg/kg，說明在第四系地層中高硒和低硒土壤均有分布。綜合得出，成土母質(zhì)地層單元的土壤硒含量背景值大小順序?yàn)槎B系、泥盆系、石炭系、三疊系>第四系>寒武系、震旦系、奧陶系、侏羅系>新近系、古近系、白堊系等。

3 結(jié)論

母質(zhì)是巖石風(fēng)化過程的產(chǎn)物，是形成土壤的物質(zhì)基礎(chǔ)[4-6]。本文從成土母質(zhì)地層的土壤硒含量背景值來看，發(fā)現(xiàn)二疊系、石炭系、泥盆系、三疊系地層是湖北省區(qū)域內(nèi)的高硒或富硒地層。第四系地層土壤硒含量高低值分布范圍廣。而志留系、奧陶系、寒武系、震旦系及其他地層的土壤硒含量背景值均較低。

4 參考文獻(xiàn)

[1] 中國環(huán)境監(jiān)測總站.中國土壤元素背景值[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1990：330-382.

[2] 鄭國璋.農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染研究的理論與實(shí)踐[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2007：25.

[3] 張曉平.西藏土壤環(huán)境背景值的研究[J].地理科學(xué)，1994，14（1）：49-55.

[4] 李杰，楊志強(qiáng)，劉枝剛，等.南寧市土壤硒分布特征及其影響因素探討[J].土壤學(xué)報(bào)，2012（5）：1012-1020.

[5] 趙妍，宗良綱，曹丹，等.江蘇省典型茶園土壤硒分布特性及其有效性研究[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2011（12）：2467-2474.

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