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黑龙江兴凯湖平原土壤硒地球化学特征及富硒土地开发潜力

杨泽, 刘国栋, 戴慧敏, 张一鹤, 肖红叶, 阴雨超

杨泽, 刘国栋, 戴慧敏, 张一鹤, 肖红叶, 阴雨超. 2021: 黑龙江兴凯湖平原土壤硒地球化学特征及富硒土地开发潜力. 地质通报, 40(10): 1773-1782.
引用本文: 杨泽, 刘国栋, 戴慧敏, 张一鹤, 肖红叶, 阴雨超. 2021: 黑龙江兴凯湖平原土壤硒地球化学特征及富硒土地开发潜力. 地质通报, 40(10): 1773-1782.
YANG Ze, LIU Guodong, DAI Huimin, ZHANG Yihe, XIAO Hongye, YIN Yuchao. 2021: Selenium geochemistry of soil and development potential of Se-rich soil in Xingkai Lake Plain. Geological Bulletin of China, 40(10): 1773-1782.
Citation: YANG Ze, LIU Guodong, DAI Huimin, ZHANG Yihe, XIAO Hongye, YIN Yuchao. 2021: Selenium geochemistry of soil and development potential of Se-rich soil in Xingkai Lake Plain. Geological Bulletin of China, 40(10): 1773-1782.

黑龙江兴凯湖平原土壤硒地球化学特征及富硒土地开发潜力

基金项目: 

中国地质调查局项目《兴凯湖平原及松辽平原西部土地质量地球化学调查》 DD20190520

详细信息
    作者简介:

    杨泽(1981-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事生态地球化学调查与研究。E-mail: 61421078@qq.com

    通讯作者:

    刘国栋(1983-), 男, 硕士, 高级工程师, 从事生态地球化学调查与研究。E-mail: 9760677@qq.com

  • 中图分类号: P595;S15

Selenium geochemistry of soil and development potential of Se-rich soil in Xingkai Lake Plain

  • 摘要:

    土地质量地球化学调查结果显示,兴凯湖平原土壤总体上属足硒土壤,富硒土壤面积不足1%。土壤硒的分布对成土母质具有较好的继承性,新近系富锦组(N1f)发育的土壤中Se平均含量最高,平均值为0.375 mg/kg,该地层控制了研究区富硒土壤的主要分布,而石炭系北兴组凝灰岩发育的土壤中Se含量最低,平均值为0.183 mg/kg。同时,土壤Se含量还受地球化学环境、土壤类型、土壤性质等自然条件综合影响,其中白浆土的Se含量最高,暗棕壤最低;硒与土壤中Corg、N、P、TFe2O3、S、As、Cr、Cu、Hg、Pb、Cd和Ni呈显著正相关,与pH、CaO、Na2O及Zn呈显著负相关。此外,研究区土地综合质量优良,5处潜在富硒区均符合AA级绿色食品产地,且发现天然富硒水稻,开发富硒农产品的潜力巨大。

    Abstract:

    The results of geochemical survey of land quality show that the soil in Xingkai Lake Plain is generally sufficient in selenium, and the area of Se-rich soil is less than 1%. The distribution of Se in soil has a good inheritance from the parent material of soil. The highest average Se content is found in the soils originated from the Neogene Fujin Formation (N1f), with an average value of 0.375 mg/kg. This stratum controls the main distribution of Se-rich soils in the study area. The lowest Se content is found in the soils originated from the Carboniferous Beixing Formation tuff, with an average value of 0.183 mg/kg. Meanwhile, soil Se content is also affected by geochemical environment, soil type, soil properties and other natural conditions. The Se content of white clay soil is the highest, and that of dark brown soil is the lowest.Se is significantly positively correlated with soil Corg, N, P, TFe2O3, S, As, Cr, Cu, Hg, Pb, Cd and Ni, and negatively correlated with pH, CaO, Na2O and Zn.In addition, the comprehensive quality of land in the study area is excellent. The five potential Se-rich areas are in line with the AA green food producing areas, and natural Se-rich rice has been found, which has great potential for the development of Se-rich agricultural products.

  • 山区城镇地质环境容量有限,随着山区城镇化建设的加快与建设规模的持续扩张,“向山发展、向沟发展”成为山区城镇化发展的必然趋势,削山造地、开挖坡脚势必诱发大量地质灾害[1],不仅威胁城镇居民的生命财产安全,同时,严重阻碍城镇化建设与发展。针对吕梁山区城镇边坡安全问题,首先要解决的是边坡风险分级问题,继而基于边坡的风险级别,采取相应的风险防控措施。因此,山区城镇边坡风险分级问题成为吕梁山区城镇化过程中亟待开展的一项研究工作。边坡风险分级是基于城镇边坡单元的危险性与危害性多个评价指标的综合性风险评价。边坡分级系统的概念最早由Pierson等[2]提出,将地质条件、危岩体规模、灾害历史、降雨等因素作为评价因子,开展公路边坡落石风险评估。在此基础上,一些学者[3-5]开展了公路边坡岩崩识别与分级系统研究,基于公路、铁路特点,建立并改进了边坡分级系统;2005年加拿大温哥华召开的“国际滑坡风险管理会议”提出了在土地利用方面地质灾害风险管理的理论框架[6]。依据地质灾害风险理念,Mölk等[7]针对土地利用的边坡开展了岩崩风险分级研究。相对于公路、铁路等线状工程开展的边坡分级研究,基于城镇的边坡风险分级研究则较少。香港曾分别于20世纪70年代末、90年代中期开展了定性的土质边坡分级研究与定量的边坡风险分级研究[8]。在以上边坡风险分级研究的基础上,随着山区城镇化建设与发展的需要,以城镇斜坡或边坡为单元的边坡风险分级研究成果不断涌现。唐亚明等[9]开展了城镇边坡风险分级研究,建立了基于层次分析法的半定量黄土边坡风险分级系统;易靖松等[10]基于城镇斜坡单元,开展了城镇边坡地质灾害风险分级评价。本文以吕梁山区吉县城区为研究区,开展吕梁山区城镇边坡地质灾害风险分级研究。结合研究区地质灾害风险调查与孕灾条件分析,优化吉县城区边坡风险分级系统评分指标;基于数理统计学方法,依据统计趋势线的自然拐点法,对边坡的危险性与危害性分级标准进行改进与厘定,建立城镇边坡风险分级表,并确定吉县城区边坡的风险。在此基础上,探索吕梁山区城镇边坡地质灾害风险分级方法与技术,为吕梁山区城镇边坡地质灾害风险分级与防控、土地利用规划及城镇化建设发展提供技术支撑。

    吉县位于山西吕梁山区的南部黄土地区(图 1),隶属于山西省临汾市。吉县县城属于黄土梁塬型河谷地貌,受地形条件的制约,城区地质环境容量有限,随着城镇化发展的需要,城区范围不断向清水河两侧的黄土支沟拓展,切坡、开挖等工程活动引发了大量的地质灾害及隐患,尤其是黄土崩塌灾害及隐患尤为突出(图 2)。吉县城区共发育地质灾害37处,其中,黄土崩塌33处,黄土滑坡4处,直接威胁人民群众的生命财产安全。

    图  1  研究区地理位置
    Figure  1.  Geographic location of the study area
    图  2  吉县城区公路边坡滑塌(a)和土窑边坡崩塌(b)
    Figure  2.  Collapses of highway slope(a) and cave-dwelling slope(b) in urban area of Jixian

    吉县城区属暖温带大陆性气候,四季分明,年平均气温10℃,极端最低气温零下21.3℃,每年一般于11月开始封冻,解冻始于次年3月上旬,最大冻土深度0.82 m,昼夜温差变化与冻融循环作用导致斜坡土体强度不断降低,是区内春季解冻期黄土崩塌、滑塌灾害频发的主要诱发因素。城区年降水量为560~580 mm,降雨时间集中,主要集中于每年的6—9月,秋季以连阴雨为主,集中降雨与长历时降雨的特征是区内汛期崩塌、滑坡灾害高发的主要因素。

    吉县城区位于清水河河谷区,整体地形平缓,但城区南北两侧与黄土梁塬、黄土斜坡相接,受人类开挖、切坡修路、建房等工程活动影响,形成大量高陡边坡崩塌隐患。吉县主城区位于河谷阶地之上,全新统冲洪积层在研究区广泛分布,城区南北两侧为黄土斜坡,表部为上更新统黄土披覆,斜坡主体为中更新统黄土,沿清水河河谷及公路两侧零星出露中生界三叠系中统延长组(T2y)与二马营组(T2e)及下统和尚沟组(T1h)与刘家沟组(T1l),新生界新近系上新统(N1b)等(图 3)。

    图  3  黄土斜坡(a)和黄土-基岩斜坡(b)剖面
    Figure  3.  Profile of the loess slope(a) and loess-bedrock slope(b)

    城区边坡风险分级系统包括边坡危险性分级与危害性分级,评分指标亦分为危险性评分指标与危害性评分指标。评分指标是根据研究区边坡地质灾害及隐患的特征、类型与孕灾条件、承灾体类型等因素确定的评价指标因子,不同研究区应根据地质灾害类型、发育特征、孕灾条件、承灾体等,制定的符合实际城镇边坡的风险评价指标因子。

    在前人研究[9-10]的基础上,考虑山区城镇尺度地貌单元、地质构造、降雨条件等具有共性地质背景的条件下,结合吉县城区地质灾害的类型、特征,以及主控诱发因素、承灾体类型、特征等,认为吉县城区边坡危险性评分指标包括边坡的几何特征、灾害潜在破坏类型与强度、灾害发育的主控诱发因素等,具体包括边坡的地形条件、边坡结构类型、岩土体特性、地表水与地下水、人类工程活动、历史灾害、变形迹象、潜在地质灾害的类型及强度等9项、21个指标;危害性评分指标包括受城镇边坡地质灾害及隐患威胁的承灾体类型、数量、财产的价值、承灾体的易损性等,具体包括6项、15个指标。

    评分指标权重可以反映评价指标的相对重要程度及对评分结果的贡献程度。评分指标权重的计算方法有熵权法[11]、模糊数学法[12-13]、层次分析法[14-15]等。层次分析法因兼具定性经验判断与定量计算的优势[16],计算结果更加客观、准确,在地质灾害评价中应用广泛。前人[14, 17]通过建立层次分析模型、构造判断矩阵、合成权重计算、一致性检验等步骤得到危险性与危害性评分指标的权重。因前人对获取评分指标权重的方法、步骤有详细的阐述,本文不再对指标合成权重的获取过程与一致性检验进行详细阐述。利用该方法、步骤,可得到吉县城区边坡通过一致性检验的危险性指标合成权重,WHi=(0.03, 0.06, 0.02;0.01, 0.03;0.02, 0.07;0.03, 0.08;0.06;0.02, 0.04;0.06, 0.03, 0.02;0.06, 0.13;0.03, 0.05, 0.10, 0.05)(表 1)。同理,可得到吉县城区边坡危害性评分指标合成权重,WCi=(0.128, 0.256;0.074, 0.074;0.025, 0.012, 0.005, 0.002;0.039, 0.008, 0.023, 0.013;0.03;0.206, 0.103)。

    表  1  危险性指标合成权重
    Table  1.  Integrated weights of hazards factors
    WH12 WH22 WH32 WH42 WH52 WH62 WH72 WH82 WH92 合成权重
    0.103 0.045 0.097 0.113 0.060 0.060 0.103 0.193 0.226
    WH13 0.273 0.03
    WH23 0.545 0.06
    WH33 0.182 0.02
    WH43 0.333 0.01
    WH53 0.667 0.03
    WH63 0.250 0.02
    WH73 0.750 0.07
    WH83 0.250 0.03
    WH93 0.750 0.08
    WH103 1.0 0.06
    WH103 0.333 0.02
    WH123 0.667 0.04
    WH133 0.545 0.06
    WH143 0.273 0.03
    WH153 0.182 0.02
    WH163 0.333 0.06
    WH173 0.667 0.13
    WH183 0.112 0.03
    WH193 0.222 0.05
    WH203 0.444 0.10
    WH213 0.222 0.05
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    在充分考虑地质灾害发育特征、孕灾背景条件、潜在灾害类型与强度等因素的基础上,结合前人评分标准的划分方法[9],依据评价指标对地质灾害危险性的贡献程度,吉县城区边坡危险性评分标准划分为5档,即1分、3分、5分、7分及10分(满分10分)5档分值(表 2)。单个指标的评分分值乘以其对应的权重,可得到该项指标的评分,各指标评分累加可得到边坡单元的危险性评分。危害性评分标准则是基于承灾体的类型与数量、承灾体的易损程度等评价指标对危害性的贡献程度,也划分为5个档次,即1分、3分、5分、7分及10分(满分10分)5档分值(表 3)。危害性的单项评价指标分值乘以其对应的权重,可得到该项指标的评分,并累加得到边坡单元的危害性评分。该风险评价方法相比常用的R=H*V评价方法,评价指标更全面、客观,基于研究区边坡的危险性与危害性分级标准建立了风险分级表,进而确定研究区边坡的风险,评价结果更贴近实际情况,也更具合理性。

    表  2  吉县城区边坡风险分级危险性评分
    Table  2.  Grading table for hazards of risk classification system of town slope in Jixian
    指标类别评价指标权重评分标准
    1分3分5分7分10分
    边坡地形特征 坡高/m 0.03 < 10 10≤h < 20 20≤h < 30 30≤h < 50 ≥50
    坡度/° 0.06 < 25 25≤α < 30 30≤α < 45 45≤α < 60 ≥60
    坡型 0.02 凹-阶型 阶梯型 凹型 直线型 凸型
    边坡结构类型 岩性组合 0.01 基岩型 黄土+基岩型 黄土型 黄土+冲洪积层型 黄土+红粘土型
    接触面倾向 0.03 反向坡 横向坡 斜倾坡 顺向坡-大于坡角 顺向坡-缓于坡角
    土体特征 密实度 0.02 粘土 粉质粘土 粉土 素填土 碎石土
    节理类型 0.07 无节理 垂直节理 构造节理 风化节理 卸荷节理
    基岩特征 岩体结构类型 0.03 完整结构 断续结构 板裂结构、块裂结构 碎裂结构 散体结构
    风化程度 0.08 未风化 微风化 弱风化 强风化 全风化
    地表水 河水侧蚀 0.06 无影响 微弱 较强烈 强烈
    地下水 地下水类型 0.02 无地下水 基岩裂隙水 黄土孔隙上层滞水 黄土+基岩裂隙孔隙水 黄土孔隙水
    溢出量 0.04 无溢出 流量微弱 流量小 流量较大 流量大
    人类工程活动 削坡措施 0.06 完全合理 合理 基本合理 合理性差 不合理
    排水措施 0.03 完全专业 专业 基本专业 简易 无排水
    支挡措施 0.02 完全专业 专业 基本专业 简易 无支挡
    失稳证据 历史发生频次 0.06 很少发生 有发生 较经常 经常发生
    现今变形迹象 0.13 不明显 较明显 明显 出现破坏
    潜在灾害类型与强度 破坏类型 0.03 剥落 坠石或塌土 倾倒崩塌 滑塌 滑动
    运动速度 0.05 很慢 慢速 中速 快速 极快
    灾害规模 0.10 V≤10 m3 10 < V≤100 m3 100<V≤1000 m3 1000<V≤10000 m3 V>10000 m3
    运动距离 0.05 无影响 延伸角外 延伸角内 塌落角与延伸角相邻区 塌落角内
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    表  3  吉县城区边坡风险分级危害性评分系统
    Table  3.  Grading table for consequence of risk classification system of town slope in Jixian
    指标类别 评价指标 权重 评分标准
    1分 3分 5分 7分 10分
    固定人员 住宅人员 0.128 1~5人 6~10人 11~50人 51~100人 > 100人
    办公生产人员 0.256 1~10人 50~11人 51~100人 101~200人 大于200人
    交通人员 行人流量 0.074 ≤1人/min 2~5人/min 6~10人/min 10~15人/min > 15人/min
    乘客流量 0.074 ≤1辆/min 2~5辆/min 6~10辆/min 10~15辆/min > 15辆/min
    建筑设施 高层 0.025 1~2栋 3~5栋 6~8栋 9~10栋 > 10栋
    多层 0.012 1~2栋 3~5栋 6~8栋 9~10栋 > 10栋
    普通民房、砖窑 0.005 1~2户 3~5户 6~10户 11~20户 > 20户
    简易民房、土窑 0.002 1~2户 3~5户 6~10户 11~20户 > 20户
    线路设施 高速公路 0.039 0~10 m 11~20 m 21~50 m 51~100 m > 100 m
    等级公路 0.008 0~10 m 11~20 m 21~50 m 51~100 m > 100 m
    铁路 0.023 0~10 m 11~20 m 21~50 m 51~100 m > 100 m
    管线 0.013 0~10 m 11~20 m 21~50 m 51~100 m > 100 m
    其他承灾体/万元 0.030 ≤50 50~100 100~300 300~500 > 500
    易损性 人员 0.206 0~0.2 0.2~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8 0.8~1.0
    财产 0.103 0~0.2 0.2~0.4 0.4~0.6 0.6~0.8 0.8~1.0
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    边坡风险调查首先是对城镇边坡单元进行划分,依据划分的边坡单元,采用边坡风险分级表进行风险调查与评分。边坡单元的划分基于DEM数据,利用ArcGIS水文学方法实现边坡单元的自动划分,并在此基础上,依据城区边坡的自然形态,即坡顶以斜坡顶部的山脊线或坡折线为界,以冲沟或山梁作为斜坡单元的两侧天然分界线,结合斜坡的结构类型、坡向等因素对自动划分的单元进行人工修正,最终得到斜坡单元面数据集。吉县城区边坡单元总面积约5.9 km2,划分为135个边坡单元(图 4),平均边坡单元面积4.37×104m2。在此基础上,依据设计的吉县城区边坡风险分级调查表格逐坡逐段开展城区边坡风险调查,填表人依据边坡的危险性与危害性调查要素指标逐一进行调查、分析与判断,并给出各项指标的评分,得到边坡单元的危险性与危害性评分结果。

    图  4  吉县城区边坡单元划分
    Figure  4.  Unit partition of slopes in urban area of Jixian

    城区边坡风险分级是在危险性与危害性分级的基础上,建立城镇边坡风险分级表,并据该表判定边坡的风险级别。关于边坡危险性与危害性分级标准,有学者[9]按照边坡单元数的百分比作为划分标准,也有学者[10]依据边坡单元评分的自然间断法进行级别标准的划分,划分标准均具有较强的主观性,难以客观地反映边坡的危险性、危害性及风险级别。

    在以上研究的基础上,本文对边坡的危险性与危害性分级标准进行了改进、优化。基于数理统计学理论[18],分别进行城区边坡单元危险性与危害性评分排序,依据统计趋势线的自然拐点对应的得分作为划分危险性与危害性级别的标准,并对拐点对应的边坡单元危险性与危害性进行核查,确保分级标准符合城镇边坡的实际情况,并将危险性与危害性分别划分为高、中、低、很低4个等级。根据危险性与危害性评分分布的趋势线自然拐点(图 5图 6),结合对边坡的危险性与危害性实地核查,确定危险性评分在6.04及以上的地质灾害隐患为高危险,评分在4.49~6.04之间的为中危险,评分在3.38~4.49之间为低危险,评分低于3.38的为危险性很低;确定危害性评分为2.284及以上的为高危害性,在1.109~2.284之间的为中危害性,在0.954~1.109之间的为低危害,0.954以下的为危害性很低。依据边坡的危险性与危害性评分标准,判定吉县城区高危险边坡16处,中危险边坡78处,低危险边坡38处,很低危险边坡3处(图 7);吉县城区高危害边坡17处,中危害边坡82处,低危害边坡27处,很低危害边坡9处(图 8)。

    图  5  吉县城区及新区边坡危险性评分趋势图
    Figure  5.  Tendency chart of geohazards hazard scores of slopes in urban area and new urban area of Jixian
    图  6  吉县城区及新区边坡危害性评分趋势图
    Figure  6.  Tendency chart of geohazards consequence scores of slopes in urban area and new urban area of Jixian
    图  7  吉县城区边坡危险性分布图
    Figure  7.  Distribution of slope hazard in urban area of Jixian
    图  8  吉县城区边坡危害性分布图
    Figure  8.  Distribution of slope consequence in urban area of Jixian

    依据边坡的危险性与危害性分级标准,建立吉县城区边坡风险分级表(表 4)。依据该表,判定吉县城区边坡的风险,即高风险边坡22处,中风险84处,低风险21处,风险很低8处(图 9)。同时,依据城区边坡风险分级结果,对城区边坡的风险进行了核验。经核验,采用该城镇边坡风险分级系统进行城区边坡风险评价的结果基本符合吉县城区边坡的实际情况。

    表  4  吉县城区边坡风险分级
    Table  4.  Risk classification for slopes in urban area of JixianCounty
    危害性 危险性
    高危险
    (6.04≤H≤10)
    中危险
    (4.49≤H<6.04)
    低危险
    (3.38≤H<4.49)
    很低危险
    (H<3.38)
    高危害
    (2.284≤C≤10)
    高风险
    (H级)
    高风险
    (H级)
    中风险
    (M级)
    低风险
    (L级)
    中危害
    (1.109≤C<2.284)
    高风险
    (H级)
    中风险
    (M级)
    中风险
    (M级)
    低风险
    (L级)
    低危害
    (0.954≤C<1.109)
    中风险
    (M级)
    中风险
    (M级)
    低风险
    (L级)
    很低风险
    (HL级)
    很低危害
    (C<0.954)
    低风险
    (L级)
    低风险
    (L级)
    很低风险
    (HL级)
    很低风险
    (HL级)
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    图  9  吉县城区边坡风险分布图
    Figure  9.  Distribution of slope risk in urban area of Jixian

    (1) 基于数理统计学理论,依据统计趋势线的自然拐点法对城镇边坡的危险性与危害性分级标准进行了改进与厘定,并将危险性与危害性分别划分为高、中、低、很低4个等级。

    (2) 依据边坡危险性与危害性分级标准,吉县城区高危险边坡16处,中危险边坡78处,低危险边坡38处,很低危险边坡3处;吉县城区高危害边坡17处,中危害边坡82处,低危害边坡27处,很低危害边坡9处。

    (3) 根据边坡的危险性与危害性分级标准,建立了边坡风险分级表,判定吉县城区高风险边坡22处,中风险边坡84处,低风险21处,风险很低8处。高风险边坡建议采取搬迁避让,辅以工程治理措施;中风险边坡以工程治理措施为主,加强绿化与排水,有必要可采取避让搬迁;低风险边坡与风险很低边坡建议定期巡查,规范工程活动,加强地质灾害知识教育与宣传。

    致谢: 感谢研究室各位同事齐心协力完成样品采集工作,感谢辽宁省地质矿产研究院有限责任公司提供的测试分析,感谢审稿专家对本文提出的指导与修改意见。
  • 图  1   研究区地质简图(国境线据国家基础地理信息中心1:5万地形数据库(2017版))

    Figure  1.   Geological map of the study area

    图  2   兴凯湖平原表层土壤Se含量分布特征(国境线据国家基础地理信息中心1:5万地形数据库(2017版))

    Figure  2.   Se distribution in topsoil of Xingkai Lake Plain

    图  3   农作物籽实及其根系土中Se含量关系

    Figure  3.   Relation of Se content in crop seeds and rhizosphere soil

    图  4   兴凯湖平原绿色食品产地及潜在富硒土壤分布(国境线据国家基础地理信息中心1:5万地形数据库(2017版))

    Figure  4.   Distribution of green food producing area and potential Se-rich soil in Xingkai Lake Plain

    表  1   元素分析方法及检出限

    Table  1   Analysis methods and detection limits of elements

    序号 元素 规范要求检出限 方法检出限 分析方法 序号 元素 规范要求检出限 方法检出限 分析方法
    1 As 1 0.5 AFS 9 S 30 18 VOL
    2 Cd 0.03 0.02 ICP-MS 10 Se 0.01 0.01 AFS
    3 Cr 5 1.8 XRF 11 Zn 4 0.3 ICP-OES
    4 Cu 1 0.9 XRF 12 TFe2O3 0.05 0.01 ICP-OES
    5 Hg 0.0005 0.0003 AFS 13 CaO 0.05 0.02 ICP-OES
    6 N 20 19 VOL 14 Na2O 0.1 0.04 ICP-OES
    7 Ni 2 1.5 ICP-OES 15 Corg 0.1 0.03 VOL
    8 P 10 6 XRF 16 pH 0.1 0.1 ISE
    注:除TFe2O3、CaO、Na2O含量单位为%, pH为无量纲外,其余元素含量单位为mg/kg
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    表  2   表层和深层土壤Se含量统计

    Table  2   Statistics of Se contents in topsoil and deepsoil

    元素 未剔除异常值 剔除异常值
    样品数 均值 最小值 最大值 变异系数 样品数 均值 最小值 最大值 变异系数
    表层 4152 0.240 0.048 0.787 0.29 4119 0.239 0.048 0.440 0.28
    深层 1095 0.199 0.052 1.290 0.34 1086 0.197 0.052 0.369 0.29
    注: 数据除样品数量和变异系数外,单位均为mg/kg
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    表  3   研究区与其他地区表层土壤Se含量对比

    Table  3   Comparison of Se content in topsoil between Xingkai Lake Plain and other regions

    地区 平均值/(mg·kg-1) 变幅/(mg·kg-1) 参考文献
    兴凯湖平原 0.239 0.048~0.440 本文
    松嫩平原南部 0.204 0.008~0.660 [16]
    黑龙江省 0.147 0.008~0.660 [17]
    东北平原 0.184 0.010~5.300 [4]
    中国东北 0.108 0.015~0.540 [18]
    中国大陆 0.290 [19]
    世界 0.200 [20]
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    表  4   表层土壤Se丰缺结果

    Table  4   Abundance and deficiency of Se content in topsoil

    全量硒/(mg·kg-1) 硒效应 表层土壤
    面积/km2 比例
    < 0.125 硒不足 237.0 1.41
    0.125~0.175 潜在硒不足 1882.4 11.2
    0.175~0.40 足硒 14514.3 86.6
    0.400~3.00 富硒 123.6 0.74
    ≥3.00 硒中毒 0.0 0
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    表  5   不同成土母质发育表层土壤Se含量特征

    Table  5   Characteristics of Se contents in topsoil of different soil parent materials

    地层 样品数量 平均值/(mg·kg-1) 最小值/(mg·kg-1) 最大值/(mg·kg-1)
    全新统高漫滩、低漫滩堆积层 901 0.241 0.048 0.532
    更新统冲积湖积层 1424 0.281 0.106 0.498
    新近系富锦组 40 0.375 0.225 0.495
    白垩系沉积岩 829 0.191 0.087 0.535
    侏罗系火山岩及沉积岩 90 0.213 0.121 0.363
    三叠系沉积岩 34 0.230 0.140 0.322
    二叠系沉积岩及火山岩 67 0.198 0.105 0.335
    石炭系北兴组凝灰岩 10 0.183 0.104 0.313
    泥盆系沉积岩 47 0.205 0.117 0.400
    寒武系变质岩 9 0.253 0.200 0.286
    玄武岩 192 0.216 0.104 0.426
    花岗岩 309 0.224 0.112 0.496
    新元古代侵入体 17 0.205 0.102 0.322
    古元古代变质深成侵入体 149 0.207 0.101 0.787
    太古宙变质岩 19 0.283 0.201 0.405
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    表  6   不同土壤类型表层土壤Se含量

    Table  6   Se contents in topsoil of different soil types

    土壤类型 样本数 平均值/(mg·kg-1) 最小值/(mg·kg-1) 最大值/(mg·kg-1) 标准差 变异系数
    白浆土 1484 0.272 0.096 0.532 0.065 0.24
    暗棕壤 931 0.189 0.087 0.787 0.057 0.30
    沼泽土 811 0.257 0.047 0.535 0.064 0.25
    草甸土 732 0.227 0.058 0.453 0.061 0.27
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    表  7   不同地貌单元表层土壤Se含量

    Table  7   Se contents in topsoil of different geomorphic units

    地貌 样本数 平均值/(mg·kg-1) 最小值/(mg·kg-1) 最大值/(mg·kg-1) 标准差 变异系数
    低山丘陵 1438 0.198 0.087 0.787 0.06 0.30
    冲积-湖积平原 2714 0.263 0.048 0.532 0.06 0.23
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    表  8   表层土壤硒与其他元素含量相关性

    Table  8   Correlation coefficient between Se and other elements content in topsoil

    元素 pH Corg N P TFe2O3 CaO Na2O S
    相关系数 -0.038* 0.044** 0.077** 0.099** 0.235** -0.191** -0.499** 0.206**
    Sig. 0.017 0.005 0 0 0 0 0 0
    元素 As Cd Cr Cu Hg Ni Pb Zn
    相关系数 0.360** 0.01 0.306** 0.488** 0.109** 0.264** 0.274** -0.155**
    Sig. 0 0.513 0 0 0 0 0 0
    注:**为在0.01级别(双尾),相关性显著; *为在0.05级别(双尾),相关性显著
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    表  9   根系土及农作物籽实分析结果

    Table  9   Results of crop seeds and rhizosphere soil  mg/kg

    样品编号 根系土 农作物 种类 土壤富硒状况 样品编号 根系土 农作物 种类 土壤富硒状况
    MZW01 0.197 0.032 水稻 1:25万圈定非富硒土壤区 MZW13 0.309 0.058 水稻 1:25万圈定富硒土壤区
    MZW02 0.143 0.034 水稻 MZW14 0.361 0.068 水稻
    MZW03 0.286 0.033 水稻 MZW15 0.483 0.034 玉米
    MZW04 0.321 0.037 水稻 MZW15-2 0.508 0.048 玉米
    MZW05 0.37 0.042 水稻 1:25万圈定富硒土壤区 MZW16 - 0.04 玉米
    MZW06 0.443 0.048 水稻 MZW17 0.423 0.046 玉米
    MZW07 0.505 0.062 水稻 MZW18 0.352 0.036 玉米
    MZW08 0.396 0.061 水稻 MZW19 0.503 0.029 玉米
    MZW09 0.456 0.076 水稻 MZW20 0.404 0.029 玉米
    MZW12 0.368 0.05 水稻
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  • 收稿日期:  2021-01-20
  • 修回日期:  2021-05-09
  • 网络出版日期:  2023-08-15
  • 刊出日期:  2021-10-14

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