福建省周寧縣耕地土壤質量調查評價

雷亞男

（福建省煤田地質勘查院 福建福州 350005）

0 引言

土壤地球化學測量是農業地質調查評價的核心部分，是研究土壤化學演化、生態地球化學評價的主要內容。通過對耕地土壤的全面普查，查明了周寧縣土壤元素背景、耕地土壤養分豐缺情況、土壤環境質量等。在分析研究周寧縣農業土壤質量各項指標的基礎上，為科學評價土壤質量現狀、提高土壤生產力提供科學依據。

周寧縣位于福建省東北部，隸屬寧德市管轄，地處東經119°7′至119°29′，北緯26°53′至27°19′之間。縣境東西寬33 km，南北長46 km，總面積1 035 km2。以縣內耕地為主，開展1∶5 萬農業地質調查，評價區面積100 km2。境內地勢西中部高，東南部低，中部的縣城附近較為開闊平坦。地表溪流發達，溪谷成倒置現象，上游河床較平坦，中下游則多峽谷，水流湍急，落差大且集中。

周寧縣成土母質以中生代的火山巖和侵入巖為主，包括花崗巖類、凝灰巖類和少量的安山巖。自然土壤中土壤母質以殘積母質為主，農業土壤以坡積母質為主［1］。坡積物系山坡或山頂上的母巖風化物，受自然因素的影響，如間歇性流水搬運或本身的重力作用而沿著山坡向下移動，經短距離移動在坡麓處或山垅、山谷和低洼處滯積，多發育成潛育型、滲育型和部分潴育型水稻土。沖積物是由水流搬運在溪澗兩岸而形成的沉積物，構成較平坦的溪邊小洋田。

1 土壤采集和測試

1.1 土壤樣品采集

為查明周寧縣耕地土壤質量地球化學特征，在充分考慮土壤類型、土壤成因、成土母質、地形地貌等因素基礎上，系統地采集了耕地表層土壤樣品。表層土壤采樣密度為4 點/km2～16 點/km2（平均采樣密度為9.1 點/km2），采樣深度0～20 cm，在采樣點位50 m 范圍內采集3 個～5 個子樣，等量混合組成1 件樣品。

1.2 測試分析方法

對所有樣土進行25 項指標的測試。X 熒光光譜法測定的12 個元素及氧化物：Cl、Cr、Cu、Ni、P、Pb、S、Zn、TFe2O3、K2O、CaO、Mn；發射光譜法測定1 個元素：B；原子熒光光譜法測定的3 個元素：Hg、As、Se；容量法測定1 個元素：N；電感耦合等離子體質譜法測定2 個元素：Cd、Mo；電感耦合等離子發射光譜法測定1 個氧化物：MgO；燃燒法測定S 元素；鉬銻抗比色法測定有效P；乙酸銨提取-ICP 法測定速效K；堿解-擴散法測定堿解N；電化學法測定pH；化學容量法（VOL）測定有機質。

2 結果與分析

2.1 土壤元素背景值特征及成因分析

與區域背景值相比，周寧縣土壤S 含量明顯偏高，K、CaO、MgO、B、Mn、TFe2O3、Cu、Zn、Cd、Cr、Ni 等指標含量則相對較低。與全國土壤背景值相比，周寧縣土壤N、S、Mo、Se、Cd、Pb、Hg等元素相對偏高，K、CaO、MgO、B、Mn、TFe2O3、Cu、As、Cr、Ni 等明顯偏低。

調查區農業土壤以坡積母質為主，土壤元素背景值特征主要受土壤母質控制。調查區地質背景主要為中-晚元古代、侏羅系、白堊系和第四系地層以及侏羅紀、白堊紀時期的侵入巖體，區內以侏羅紀火山巖地層為主。其中，中-晚元古代地層為龍北溪（巖）組變質巖，出露范圍較小；侏羅系地層為南園組火山巖，分布范圍最廣；白堊系地層包括小溪組火山巖地層和石帽山群（黃坑組和寨下組）火山巖地層；第四系沖洪積層主要為砂礫卵石、黏土、砂、淤泥。侵入巖體以花崗（斑）巖為主。

大量元素中，第四系地層上的土壤均具有更高含量水平；而石帽山群火山巖地層上的土壤除K 元素相對較低外，其他指標均高于全縣總體水平；以白堊紀花崗（斑）巖為地質背景的土壤，則K 元素水平更加突出。中量元素中，第四系和石帽山群火山巖地層的土壤元素含量水平同樣高于其他地層（巖體），而南園組火山巖地層的土壤中量元素均低于全縣總體水平，白堊紀花崗（斑）巖上的土壤S 元素處于最低水平。微量及重金屬元素中，Mn、B、Cu、Cl、Cd、Hg、Cr、Ni 等元素含量水平，第四系地層土壤皆高于全縣總體水平；石帽山群火山巖地層土壤Mn、B、Zn、TFe2O3以及其他各項重金屬元素含量均高于全縣水平，Mo 和Cl 則處于區內最低水平；侏羅紀花崗斑巖的土壤Mn 和Cu 含量遠低于區內平均水平。

各元素指標在不同地質背景下分異最顯著的為Mo、Cl、Cu、P 等元素指標，不同地質背景下含量中值差距在2 倍～5 倍之間。周寧縣表層土壤元素背景值對比見表1。

表1 周寧縣表層土壤元素背景值對比

2.2 土壤養分豐缺情況

從周寧縣耕地土壤養分元素含量均值來看，大量元素中，堿解N 含量較豐富，總平均值為（125.32±38.09）mg/kg；有效P含量總平均值為38.32 mg/kg，處于較豐富水平，但變異系數為1.33，分布過于離散；有機質、N 和K 元素含量水平中等，總平均值分別為（26.4±9.1）g/kg、（1.3±0.4）g/kg 和（18.2±7.5）g/kg；速效K 元素含量較缺乏，總平均值為（78.9±46.1）mg/kg；P 元素總平均值為（548.10±286.23）mg/kg，表現為缺乏。中量元素中，S 元素含量總平均值為（294.67±87.95）mg/kg，總體表現為較豐富；鈣鎂氧化物總平均值分別為（0.13±0.08）%和（0.24±0.08）%，嚴重缺乏。微量元素中，B、Mn、TFe2O3、Cu 等含量表現為缺乏；Mo 和Cl 的元素含量表現為豐富；Zn 和Se 的元素含量主要表現為適量等級水平。

從耕地土壤養分豐缺面積來看，周寧縣耕地土壤有效P、Mo 和Cl 元素的豐富面積比例較高，分別為31.78%、85.36%和46.84%；堿解N、S 元素以較豐富水平占優，面積比例分為29.16%和28.74%；有機質、N、K 和Se 元素含量以中等水平為主，面積比例分為42.18%、44.97%、24.93%和66.21%；速效K含量以較缺乏水平占優，面積占比43.78%；P、CaO、MgO、B、Mn、TFe2O3、Cu 等均以缺乏水平為主，分別達34.98%、55.60%、63.26%、99.17%、78.01%、90.86%和87.92%。

2.3 土壤環境質量

周寧縣表層土壤pH 值變幅為4.10～5.89，變異系數0.06，中值為4.98，總體呈現強酸性-酸性。國外大量研究表明，土壤酸性增強會加速土壤中K、Ca、Mg 等必要養分元素的流失［4-5］，同時加速了土壤中重金屬的溶解和遷移轉化，影響作物的生長條件［6］。

選擇表層土壤中污染程度相對較高，對人類健康影響較大的Cd、Cr、As、Pb、Zn、Hg、Ni、Cu 作為土壤污染評價因子，以原國家環保局于1995 年頒發的 《土壤環境質量評價標準》（GB 15618—1995）作為土壤污染評價標準值［7］。結果顯示，周寧縣耕地土壤環境主要以清潔為主，清潔區域占比94.52%。其他零星的土壤環境為“非清潔”等級的區域中，從污染程度來看，主要為輕微污染區域，占比4.93%；僅極少數輕度污染和中度污染區域分布，無重度污染區域分布。從污染指標來看，以Cd 超標污染為主，其次為Cu 和Zn 污染，以及Hg、As、Pb 等元素的零星污染。

3 結論和建議

（1）周寧縣耕地土壤主要營養成分相對較缺乏。大量元素中以速效K 和P 缺乏為主，K 和有效P 缺乏次之；中量元素MgO、CaO 嚴重缺乏；土壤微量元素中，B、Mn、Fe、Cu 嚴重缺乏，Mo 和Cl 很豐富。

（2）周寧縣耕地土壤環境以清潔為主，但酸化嚴重，環境質量總體良好，局部零星重金屬超標。調查中發現的輕度污染區和中度污染區應當引起重視，應對輕度污染區進一步監測和摸清污染源，防止污染進一步加劇，對中度污染區進一步查明和控制污染區域范圍，核實污染成因，評價地塊土壤修復的可行性或變更土地利用類型。

（3）評價區內土壤受污染程度和范圍均比較低，故其土壤質量主要受土壤養分豐缺特征的控制，空間分布特征與土壤養分豐缺分布趨近，土壤質量整體呈現良好-中等水平。