天然富硒土地劃定：以湖南省臨澧縣新安鎮為例

胡航 宋江濤 賀晨騁 陳珍寶

摘 ?要 ?以1：50000土地質量調查數據為基礎，參照《天然富硒土地劃定與標識》（DD 2019—10）（試行），對湖南省臨澧縣新安鎮的耕地（包括水田、旱地、茶園和果園）開展了土壤富硒程度、環境質量、肥力質量和灌溉水質的系統評價。結果表明：新安鎮東部地區分布有大面積連片的天然富硒土地，包括天然綠色富硒土地8535畝和天然無公害富硒土地10500畝。進一步對新安鎮富硒土地的硒來源開展研究，發現硒主要來源于新安鎮西部山區高背景的二疊系黑色巖系風化物質，并推斷新安鎮東部地區所屬的澧陽平原具有很大的尋找天然富硒土地的潛力。

關鍵詞 ?富硒土地;臨澧縣;土地質量調查

中圖分類號：P69 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Delimitation for Natural Selenium-Enriched Land：

A case of Xinan Town， Linli County， Hunan Province

Hu Hang ， Song Jiangtao ， He Chencheng ， Chen Zhenbao

（Hunan Institute of Geological Survey， Changsha Hunan ?410116）

Abstract： Based on the land quality survey data of 1：50000， the systematic evaluation of soil selenium-rich degree， environmental quality， fertility quality and irrigation water quality was carried out on the cultivated land of Xin'an Town， Linyi County， Hunan Province by reference to Delimitation and the logo for natural selenium-enriched land （DD 2019-10） （Trial）. The results show that there are large areas of natural selenium-rich land in the eastern part of Xin'an town， including 8535 mu of natural green selenium-riched land and 10500 mu of natural pollution-free selenium-riched land. Further research shows that the selenium mainly comes from the weathering material of black rock system of Permian in western regions of Xin'an Town， which is with highly geochemical background values. Its concluded that the the Liyang plain where Xin'an town is located， has great potential to find natural selenium-riched land.

Keywords： selenium-enriched land; Linli County; survey of land quality

硒（Se）元素是人體所必需的微量元素之一。研究表明，適量硒的攝入能預防心血管疾病及癌癥，對人體的氧化、衰老及病毒感染等有一定的抵抗能力。因此，對于土壤硒含量評價及富硒土地劃定已逐漸成為自然資源部中國地質調查局的工作重點和研究熱點[1-2]。

硒是地球上極其稀少而又分散的微量元素之一，主要來源于地殼物質，其克拉克值為0.05 mg/kg。地殼中各種巖石礦物中的硒是土壤中硒的主要天然來源。全球高硒地區均分布在不同地質時期的黑色頁巖上，據有關調查，德國、波蘭、英國、法國、荷蘭等國黑色頁巖面積達6.00×105 km2。我國自云南孟洪，經貴州、四川、重慶、湖北、湖南、安徽、江西等省市，直達杭州灣的黑色頁巖帶，是潛在的可利用區[3-7]。

研究表明，硒在自然環境中非常活潑，易于遷移，分布很不均勻。因此，除了硒背景含量高的地層分布區表層土壤中硒含量高之外，硒元素還通常隨著風化物質的擴散而遷移。例如湖南省二疊系大隆組、吳家坪組為代表的黑色巖系廣泛分布，硒背景含量高[8-10]。由于以硅質巖為主的地層巖性特征，大隆組和吳家坪組往往位于地勢較高的山區，其風化物質隨水流匯集到下游地勢低洼處，形成連片大面積分布的富硒土壤[7]。

2020年6月，中國地質學會組織申報全國第一批天然富硒土地。由此，以湖南省國土資源廳2018年批準實施的“湖南省臨澧縣土地質量調查”專項為基礎，系統評價了臨澧縣新安鎮的耕地（包括水田、旱地、茶園和果園）的土壤富硒程度、土壤環境質量、土壤肥力質量和灌溉水質，劃定富硒土地，分析硒的來源，提出天然富硒土地開發利用建議。

1 ?研究區概況

1.1 ?自然地理

新安鎮位于臨澧縣西北部，澧水下游北岸，澧陽平原西部，地勢平坦，土地肥沃。新安鎮西與石門縣接壤，西北與澧縣毗鄰，總面積59.02km2。臨澧縣屬中亞熱帶向北亞熱帶過渡的濕潤季風氣候。氣候溫和，熱量豐富，無霜期長，冰凍較弱;日照充足，春季寒潮頻繁，秋季寒露風活躍;雨水充沛，但分布不勻;四季分明，季節性強。新安鎮境內主要河流有澧水干流。澧水從石門出山后，歷年帶來的大量沉積物在澧水以北堆積起來，形成澧陽平原。

1.2 ?地質背景

新安鎮境內主要出露第四系地層（圖1），少量白堊系、二疊系、三疊系、泥盆系和志留系。其中，龍潭組+吳家坪組（P3l+w）上段為黑色炭質頁巖和薄層硅質巖，屬于硒背景含量高的地層。

2 ?研究選點與樣品采集測試

2.1 ?研究選點

新安鎮西部為山區，東部屬于澧陽平原，是湘西北山區向洞庭湖平原的過渡地帶。因此，其地理位置對于研究基巖風化物質的擴散遷移具有重要意義。

2.2 ?樣品采集

本次工作所有樣品均在執行湖南省國土資源廳省級財政專項“湖南省臨澧縣土地質量調查”項目實施過程中統一采集。樣品均在耕地采集，進行GPS定位、拍照留存和航跡監測，確保采樣質量。新安鎮境內共計采集測試表層土壤樣品343件，水稻樣品27件，灌溉水樣品11件。

2.3 ?樣品測試

所有樣品在湖南省地質調查院測試中心完成分析，其中：土壤樣品的pH采用電極法測定，P、K、Mo、Mn、Zn、Cu、Cd、Pb、Cr、Ni和V采用ICP-MS和ICP-OES方法測定，As、Hg和Se采用AFS方法測定，N采用凱氏定氮法測定，堿解氮、有機質、陽離子交換量采用容量法測定，有效磷、速效鉀采用ICP-OES方法測定;灌溉水樣品的pH采用ISE方法測定，As和Hg采用AFS方法測定，Cd、Pb、Cu、Zn、Se、B采用ICP-MS方法測定，Cr6+采用比色法測定;水稻樣品的As、Hg和Se采用AFS方法測定，Cd、Pb和Cr采用ICP-MS方法測定。各項測試均以空白試驗、標準物質的測定、平行樣測定等進行嚴格的質量控制。

3 ?富硒土地劃定方法

3.1 ?富硒土地類型劃分指標

據DD 2019—10“天然富硒土地劃定與標識”（試行），富硒土地類型劃分指標見表1。

3.2 ?圖斑賦值方法

本次評價的土地利用圖斑數據或邊界來源于臨澧縣三調數據，均為耕地圖斑（水田、旱地、茶園和果園），評價軟件為中國地質調查局發展研究中心研發的“土地質量地球化學調查與評價數據管理與維護子系統”。圖斑評價方法如下：

（1）當單一土地利用圖斑中有一個實測數據時，將該數據作為圖斑的含量賦值。

（2）當單一土地利用圖斑中有兩個以上的實測數據時，將實測數據的平均值作為圖斑的含量賦值。

（3）當單一土地利用圖斑中沒有調查數據時，用插值法獲得圖斑的元素含量數據，作為圖斑的元素含量賦值。

3.3 ?富硒評價

圖斑賦值后，將圖斑的Se元素賦值結果與該圖斑的pH相對應的土壤硒標準閾值（表1）相比較，高于硒標準閾值的認定為符合天然富硒土地的硒含量要求。

土壤硒含量是基本要求，后續土壤環境質量、灌溉水質量和土壤肥力質量均在此項評價合格的圖斑上進行評價。

3.4 ?土壤環境質量評價

圖斑的As、Cd、Cr、Hg和Pb五種重金屬元素賦值結果分別與土壤環境質量標準比較，低于污染物篩選值的，認定為符合天然富硒土地的土壤環境質量要求。

圖斑的土壤環境質量評價最終結果采用一票否決制，即只有As、Cd、Cr、Hg和Pb五種重金屬元素環境質量評價結果都合格的圖斑，才被認定為符合天然富硒土地土壤環境質量標準的圖斑。

土壤環境質量標準是共同標準，后續的灌溉水和土壤肥力質量都在土壤環境質量認定為合格的富硒圖斑上進行評價。

3.5 ?灌溉水環境質量評價

（1）綠色富硒土地灌溉水質量評價

圖斑的pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量、Cr6+含量和氟化物等7種指標賦值結果分別與綠色食品產地農田灌溉水質標準相比較，低于標準值的，認定為符合天然綠色富硒土地的灌溉水質量要求。

圖斑的灌溉水質量評價最終結果采用一票否決制，即pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量、Cr6+含量和氟化物等7種指標的灌溉水質量評價結果都合格的圖斑，才被認定為符合天然綠色富硒土地灌溉水質量標準的圖斑。

（2）無公害富硒土地灌溉水質量評價

如果圖斑的灌溉水質量標準達不到天然綠色富硒土地的要求，再采用無公害農產品種植業產地環境水質標準進行評價。

圖斑的pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量和Cr6+含量等6種指標賦值結果分別與無公害農產品種植業產地環境水質標準相比較，低于標準值的，認定為符合天然無公害富硒土地的灌溉水質量要求。

圖斑的灌溉水質量評價最終結果采用一票否決制，即pH、As含量、Cd含量、Hg含量、Pb含量和Cr6+含量等6種指標的灌溉水質量評價結果都合格的圖斑，才被認定為符合天然無公害富硒土地灌溉水質量標準的圖斑。

3.6 ?土壤肥力質量評價

圖斑的有機質、全氮、有效磷、速效鉀和陽離子交換量等5種指標賦值結果分別與綠色食品產地農田肥力標準相比較，符合肥力指標I級和II級標準值的，認定為符合天然綠色富硒土地的肥力質量要求。

圖斑的土壤肥力質量評價最終結果采用一票否決制，即有機質、全氮、有效磷、速效鉀和陽離子交換量等5種指標的土壤肥力質量評價結果都合格的圖斑，才被認定為符合天然綠色富硒土地土壤肥力質量標準的圖斑。

3.7 ?圖斑定級

圖斑的富硒評價是基本要求，土壤環境質量評價是共同標準，再依次完成土壤環境、土壤肥力和灌溉水質量評價。

最終，符合天然綠色食品產地農田灌溉水和農田肥力要求的富硒土地圖斑認定為天然綠色富硒土地;符合無公害農產品種植業產地環境水質要求的富硒土地圖斑認定為天然無公害富硒土地;其他的認定為一般富硒土地。

4 ?富硒土地劃定結果

按照前文確定的富硒土地劃定標準和劃定方法，臨澧縣新安鎮天然富硒土地劃定結果如下。

4.1 ?土壤硒含量分類

新安鎮耕地均為富硒土壤（圖2）。

4.2 ?土壤環境質量分類

鎘環境質量評價結果如下：一級（低于篩選值）土壤面積為12.81km2，占評價面積的49.92%;二級（介于篩選值與管制值之間）土壤面積為11.91km2，占評價面積的46.41%;三級（高于管制值）土壤面積為0.94km2，占評價面積的3.66%。其他汞、砷、鉛和鉻元素質量評價結果均為一級。

土壤環境質量綜合分類結果見圖3。

4.3 ?灌溉水質分類

新安鎮境內共采集測試了11個灌溉水樣品，均符合綠色食品產地農田灌溉水質的要求。

4.4 ?土壤肥力等級

有機質肥力等級評價結果如下：土壤有機質肥力一般，其中肥力高的面積達到了17.95km2，占到總面積的69.95%，肥力低的面積為1.22 km2。全氮肥力等級評價結果如下：土壤全氮的肥力較好，其中肥力高的面積達到了24.19km2，占到總面積的94.27%。速效鉀肥力等級評價結果如下：土壤速效鉀的肥力較好，其中肥力高的面積達到了21.55km2，占到總面積83.98%，肥力較差的區域主要分布在澧水兩岸。有效磷肥力等級評價結果如下：土壤有效磷的肥力較好，其中肥力高的面積達到了20.04km2，占到總面積的78.10%，肥力稍差的區域主要分布在新安鎮東北部。陽離子交換量等級評價結果如下：土壤陽離子交換量的評價結果較好，全部為一級和二級。

4.5 ?天然富硒土地劃定結果

前文根據《天然富硒土地劃定與標識》（DD 2019—10，試行）對臨澧縣新安鎮耕地開展了土壤環境質量評價、灌溉水水質評價和土壤肥力評價。最終評價認定新安鎮天然富硒土地面積12.69km2（1 9035畝），其中天然綠色富硒土地面積5.69km2（8 535畝），無公害富硒土地面積7.00km2（10500畝）（圖4）。

另外，臨澧縣土地質量調查項目在新安鎮境內共采集測試了27件水稻樣品（表2）。從表2可以看出，所有水稻樣品的硒含量都達到了《富硒稻谷》（GB/T22499—2008）的要求（0.04～0.30mg/kg），部分樣品超過了上限。同時，稻谷重金屬含量方面，有一個樣品的鎘含量超過了《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762—2017）的要求（0.20mg/kg），其他樣品的所有重金屬元素含量均符合《食品安全國家標準食品中污染物限量》（GB2762—2017）的要求。

5 ?土壤硒成因來源分析

新安鎮境內共采集測試了343個表層土壤樣品，所有樣品的硒元素含量描述性統計特征見表3。

從表3可以看出，新安鎮耕地表層土壤硒含量均值較高，標準差和方差數據說明硒含量數據相對較為離散、分布范圍較廣，峰度和偏度數據說明硒含量數據具有明顯的右偏型偏態分布特征。

經統計，有31個樣品的硒含量高于3mg/kg。為了更直觀地考察硒含量數據的分布情況，對含量低于3mg/kg的312個樣品進行了直方圖分析（圖5）。

從圖5可知，新安鎮耕地表層土壤硒含量總體呈正態分布，但是在0.5mg/kg左右有個峰值區，并且在剔除硒含量大于3mg/kg的31個樣品后，高值區仍具有明顯的拖尾現象，說明新安鎮耕地表層土壤硒有多個來源。

新安鎮大部分地區位于第四系，從土壤類型和地質背景無法判斷硒來源，只有追溯成土母質來源。新安鎮所在澧陽平原正好位于西部山區與洞庭湖平原的過渡帶。1：25萬洞庭湖多目標區域地球化學調查覆蓋了臨澧全縣，臨澧縣及周邊地區1：25萬多目標表層土壤、深層土壤硒元素分布與地質背景見圖6 ～ 圖8（圖中紅色虛線范圍是臨澧縣，黑色虛線范圍是新安鎮）。

從圖6可知，區域內表土硒含量從西、北部山丘區向東、南方向呈遞減分布趨勢，新安鎮全境表層土壤都富硒，說明區內表層土壤硒很可能來源于西、北部山丘區風化物質的擴散。

從圖7可知，區域深層土壤硒含量從西、北部山丘區向東、南方向呈遞減分布趨勢，包括新安鎮在內的澧陽平原明顯比南北部地區的深層土壤更為富硒，說明區內富硒風化物質的堆積經歷了長期的過程，并且澧陽平原是傳輸通道。

從圖8可知，P2l-P3w地層分布區域與深層土壤、表層土壤高硒分布區高度吻合。P2l-P3w包括了梁山組、龍潭組、棲霞組、茅口組和吳家坪組。根據本文作者在湖南省內完成的漣源、雙峰等縣的土地質量地球化學調查成果看[7]，該套地層、尤其是龍潭組煤系組分和吳家坪組黑色硅質巖等是典型的硒高背景含量地層，極有可能就是澧陽平原硒的物源區。

新安鎮位于澧陽平原西部，南邊是澧水，北邊是澧水的一級支流澹水。澧水和澹水上游均流經硒背景含量非常高的P2l-P3w地層區。在硒高背景含量的P2l-P3w地層長期風化過程中，河流將富含硒的風化物質輸送到下游澧陽平原堆積，形成富硒土壤。

6 ?建議

根據地方特色和本次評價結果，建議對本地天然富硒土地采取以下措施進行合理開發利用。

（1）主要天然富硒土地位于肥沃的澧陽平原，除本次劃定的天然富硒土地之外，還有些耕地富含硒，但是由于土壤中鎘元素含量介于篩選值和管制值之間，以及個別地塊有效磷、有機質或者全氮偏低，導致這些耕地不能評價認定為天然富硒土地。建議對上述耕地開展質量提升與修復，采取施肥措施增加耕地中有機質、有效磷和全氮含量，綜合采取休耕、輪耕以及植物修復手段降低土壤中鎘元素含量。

（2）對本次評價認定的天然富硒土地，掛牌保護，并由地方政府牽頭，對土壤中硒有效態含量、農作物富硒狀況及重金屬含量進行動態監測。

（3）除了富硒水稻外，盡快在劃定的天然富硒土地中采集其他各種農作物進行測試，按照國家及有關行業標準，確定富硒農產品類型，對本區種植農作物種類采取準入制，以使天然富硒土地得到充分開發利用。

（4）以地方特色為基礎，加大富硒土地與富硒農產品宣傳力度，進行招商引資，打造富硒品牌。

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