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    雞東縣土壤鍺元素富集特征調(diào)查與分析

    2021-05-17 07:02:38李紹銅王美玉
    關(guān)鍵詞:表層土壤

    李紹銅,王美玉

    (1.黑龍江省生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究總院,黑龍江 哈爾濱 150080; 2.黑龍江大學(xué) 水利電力學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150080)

    1 調(diào)查區(qū)選定與分析

    1.1 調(diào)查區(qū)范圍

    調(diào)查區(qū)位于雞西市雞東縣,坐標(biāo):東經(jīng)130°45′18.9″~131°39′26.0″;北緯44°59′14.0″~45°40′20.2″,面積2180 km2,占雞東縣總面積的80%。調(diào)查區(qū)境內(nèi)有雞虎高速、方虎公路、林密鐵路、雞西興凱湖機(jī)場,構(gòu)成了公路、鐵路、航空立體式的交通網(wǎng)絡(luò)。柏油路及砂石路可通各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)場等,簡易公路可通各自然村屯,交通便利見圖1。

    圖1 調(diào)查區(qū)位置圖

    1.2 水文

    雞東縣屬于穆棱河河系,境內(nèi)地表水系較發(fā)育,干流為穆棱河,其有八大支流:黃泥河、哈達(dá)河、大石頭河、滴道河、鍋盔河、半堆截河和水曲柳河。全縣大小河流及水溪總長1136.0 km,河流密度0.35 km/km2。穆棱河由西向東流,經(jīng)密山、虎林匯入烏蘇里江流域內(nèi),河流水位流量季節(jié)性變化大,每年的汛期為7~9月,12月~翌年3月為枯水期,汛期水位上漲0.9~1.4 m,凈流量占全年凈流量的56%,豐、枯水期年凈流量相差近4倍,枯水年穆棱河縣內(nèi)流量僅為0.028 m3/s,甚至斷流。境內(nèi)最大水體為興安泡和明德蓮花泡。

    1.3 地形地貌

    雞東縣地處長白山系老爺嶺東段和完達(dá)山脈小丘陵地帶,南北為山區(qū),中間為穆棱河河谷平原區(qū),整體上呈南北高中間低的地勢(shì)。南部山區(qū)以波格拉尼池內(nèi)山脈的西大翁最高,海拔高程880.6 m。北部山區(qū)以那丹哈達(dá)嶺的雙芽出最高,海拔763.0 m。南北山區(qū)平均海拔高程300~400 m,山體廣闊,山頂渾圓,大部分被次生樺林覆蓋。境內(nèi)群山屏立南北,中間穆棱河兩岸的沖積平原區(qū)西高東低,平原區(qū)和山區(qū)之以山前臺(tái)地相接,組成了低山丘陵、山前臺(tái)地和河谷平原三種地貌類型。

    1.4 土壤類型特征

    調(diào)查區(qū)土壤類型主要有白漿土、沼澤土、草甸土、暗棕壤、水稻土。

    (1)白漿土。主要分布在丘陵至平原地區(qū),在微度傾斜崗地的上輕下黏母質(zhì)上,經(jīng)過白漿化等成土過程形成的具有暗色腐殖質(zhì)表層、灰白色的亞表層—白漿層及暗棕色的黏化淀積層的土壤。一般具有腐殖層、白漿層、淀積層和母質(zhì)等4個(gè)層次。Ah層:腐殖質(zhì)層,一般厚度為10~20 cm,E層:白漿層,厚度一般在20 cm左右,Bt層:淀積層,厚度120~160 cm,C層:母質(zhì)層,一般在200 cm以下有這層土,質(zhì)地黏重,為第四紀(jì)河湖黏土沉積物。

    (2)草甸土。主要分布于河漫灘中,它是在地下水、地表水和草甸植被作用下,經(jīng)過潛育化與腐殖過程形成的。自上而下可分腐殖質(zhì)層(A)、過渡層(AB)、銹斑層(CW)。0~30 cm為A層,暗灰色,粒狀結(jié)構(gòu),重壤土,根系多;30~49 cm為AB層,灰色,小塊狀結(jié)構(gòu),輕黏土,有銹斑;49~50 cm為CW層,棕黃色,輕黏土,有大量銹斑。

    (3)暗棕壤。主要分布坡度較陡之崗地、低山丘陵,屬森林土壤系列,成土過程主要是黏化和棕化。剖面分化明顯,腐殖質(zhì)層(A層)厚一般在10~15 cm左右,最厚可達(dá)40 cm以上,土質(zhì)疏松,肥力最高;棕黃色淀積層(B層)厚50~60 cm;母質(zhì)層(C層)一般出現(xiàn)在1 m以下,母質(zhì)為巖石或砂、石、土相摻,土體質(zhì)地較粗。[1]

    (4)水稻土。主要分布在丘陵坡麓及谷溝上部和平原中地勢(shì)較高的地區(qū),水稻土的形成受人為的水耕熟化和自然成土因素的雙重作用影響,是一種人為土。剖面自上而下為:水耕熟化層(W),土層疏松,以團(tuán)粒結(jié)構(gòu)為主;犁底層(AP2)較緊實(shí),片狀,有鐵、錳斑紋及膠膜;滲育層(Be)是季節(jié)性灌溉水滲淋下形成的;水耕淀積層(Bshg)含有較多的黏粒,有機(jī)質(zhì)等;潛育層(Br)經(jīng)潛育化作用而形成的黏土或亞黏土層。

    (5)沼澤土。主要分布在排水不暢的平原洼地和山間溝谷。土體上部含大量有機(jī)質(zhì)或泥炭,下部為潛育層,中間有的具銹色過渡層,是有機(jī)質(zhì)積累及還原作用強(qiáng)烈的土壤[2]。土壤經(jīng)過潛育化過程、腐泥化過程或泥炭化過程后形成沼澤土。泥炭層(H)厚度10余厘米至數(shù)米,但超過50 cm時(shí)即為泥炭土,腐泥層(Hh)一般厚度在20~50 cm。調(diào)查區(qū)土壤類型見圖2。

    圖2 調(diào)查區(qū)土壤類型分布圖

    2 調(diào)查方案

    本次調(diào)查工作的實(shí)施嚴(yán)格執(zhí)行中華人民共和國國土資源部頒發(fā)的《土地質(zhì)量地球化學(xué)評(píng)價(jià)規(guī)范》[3](DZ/T 0295—2016)和《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范》[4](DZ/T 02258—2014)。

    2.1 采樣點(diǎn)位的設(shè)計(jì)

    根據(jù)1∶50 000地形圖上表層土壤采樣點(diǎn)編號(hào)設(shè)計(jì)采樣點(diǎn)位,以網(wǎng)格為基礎(chǔ),兼顧二調(diào)圖斑進(jìn)行布設(shè)。

    野外測量面積為2180 km2。表層土壤基本采樣密度為4個(gè)點(diǎn)每平方公里??傆?jì)取土壤樣品個(gè)9623個(gè),其中重復(fù)樣193個(gè),標(biāo)樣770個(gè)。

    2.2 定點(diǎn)與標(biāo)繪

    以標(biāo)有采樣點(diǎn)的1∶50 000地形圖為野外工作手圖,實(shí)際采樣點(diǎn)參照地形地物結(jié)合GPS確定采樣點(diǎn)位。表層土壤樣每一個(gè)采樣點(diǎn)要在50 m范圍內(nèi)采集3~5個(gè)子樣組合而成。定點(diǎn)測定中央子樣點(diǎn)的位置。定點(diǎn)誤差在圖上不大于2 mm,在可做標(biāo)記的地方(如有電線桿、大樹、墻等)要用紅布條或紅油漆做標(biāo)記,以便于質(zhì)量檢查。

    2.3 采樣方法及技術(shù)要求

    采樣時(shí),需刮去地表植物凋落物,采集地表至20 cm深處的土柱(要采用刻槽方式取樣,以保證土樣上下的均勻性),并去除雜草、草根、礫石、磚塊、肥料團(tuán)塊等雜物。在每處采樣點(diǎn),要在垂直壟溝50 m范圍內(nèi)至少采集3處以上土壤樣品組合成一件樣,采樣點(diǎn)坐標(biāo)記錄中間采樣點(diǎn)GPS顯示的坐標(biāo)。

    濕地地區(qū),需去掉濕地表層尚沒有腐爛的凋落物后,采集地表至20 cm深處的腐植土柱,并要求在50 m范圍內(nèi)至少采集3處以上濕地腐植土樣組合成一件樣品。

    3 土壤鍺元素地球化學(xué)特征分析

    3.1 土壤鍺元素地球化學(xué)背景值

    根據(jù)雞東縣土壤樣品鍺元素地球化學(xué)指標(biāo)的分析結(jié)果,對(duì)耕作層土壤樣品分析結(jié)果進(jìn)行元素分布形態(tài)檢驗(yàn),統(tǒng)計(jì)了土壤算術(shù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)離差、變異系數(shù)、中位數(shù)、最大值、最小值、統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)等一系列地球化學(xué)參數(shù),其中以耕層土壤元素反復(fù)剔除離群數(shù)據(jù)后統(tǒng)計(jì)的平均值確定為該元素背景值,研究區(qū)土壤地球化學(xué)參數(shù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果詳見表1。

    表1 雞東縣土壤鍺元素地球化學(xué)參數(shù)特征統(tǒng)計(jì)

    Ge元素地球化學(xué)指標(biāo)的變化系數(shù)小于0.3,反映地球化學(xué)指標(biāo)在調(diào)查區(qū)內(nèi)表生環(huán)境條件下,在土壤中分布相對(duì)較均勻。元素的富集貧化程度與表生地球化學(xué)環(huán)境密切相關(guān),包括地形地貌、植物覆被狀況等。

    3.2 土壤鍺元素富集程度對(duì)比

    雞東縣表層土壤背景值與全國A層土壤元素背景值相比(表2),測區(qū)Ge元素為全國土壤背景值的0.81倍。雞東縣土壤鍺元素含量分布情況見圖3。

    圖3 雞東縣鍺元素含量分布圖

    表2 雞東縣表層土壤鍺元素富集程度對(duì)比

    根據(jù)分析數(shù)據(jù)成圖后可以發(fā)現(xiàn)鍺元素高背景區(qū)主要分布在調(diào)查區(qū)中部的臺(tái)地、丘陵及低山一帶,南北部低山區(qū)則表現(xiàn)為低背景。

    4 結(jié)論與建議

    (1)本次特征調(diào)查取得了大量的化驗(yàn)數(shù)據(jù),分析結(jié)果確定雞東縣存在土壤鍺元素富集情況,查明調(diào)查區(qū)內(nèi)富鍺土地面積約76.92 km2(Ge≥1.5 mg/kg),占調(diào)查區(qū)面積的3.53%,足鍺土地面積約638.27 km2(1.5 mg/kg>Ge≥1.4 mg/kg),占調(diào)查區(qū)面積的29.28%。

    (2)根據(jù)分析數(shù)據(jù)結(jié)果得出,調(diào)查區(qū)鍺元素呈現(xiàn)中部臺(tái)地、丘陵及低山一帶富集程度較高,南北部低山區(qū)富集較少的分布特征。

    (3)富鍺農(nóng)產(chǎn)品具有廣闊的市場前景,通過雞東縣富鍺土壤地球化學(xué)調(diào)查,有助于開發(fā)富鍺農(nóng)產(chǎn)品,適應(yīng)新形勢(shì)下特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,促進(jìn)地方農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,為特色農(nóng)業(yè)區(qū)劃提供重要科學(xué)依據(jù)。

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