廖啟林，劉 聰，金 洋，華 明，鄭麗春，潘永敏，黃順生

(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018;2.江蘇省國土資源廳，江蘇 南京 210029)

江蘇土壤地球化學(xué)分區(qū)

廖啟林1，劉 聰2，金 洋1，華 明1，鄭麗春1，潘永敏1，黃順生1

(1.江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018;2.江蘇省國土資源廳，江蘇 南京 210029)

土壤地球化學(xué)分區(qū)的實(shí)質(zhì)就是依據(jù)不同地區(qū)土壤中元素含量等差異及其分布規(guī)律，劃分地球化學(xué)特征一致或相似的土壤分布范圍。以江蘇1∶25萬區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查新獲得的大量土壤樣品元素含量等測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從全省土壤元素含量等分布不均勻的現(xiàn)狀出發(fā)，根據(jù)土壤中的元素組合、特殊元素含量差異、酸堿度差異等，并結(jié)合各地第四紀(jì)地質(zhì)作用特點(diǎn)等要素，將江蘇土壤劃分為3個(gè)地球化學(xué)區(qū)、24個(gè)地球化學(xué)亞區(qū)，指出了部分土壤地球化學(xué)亞區(qū)的特殊用途，為江蘇土地資源保護(hù)與利用提供了新的線索。

土壤;地球化學(xué)分區(qū);江蘇

0 引言

土壤的物質(zhì)組成、元素地球化學(xué)特征的差異與土地資源的保護(hù)利用、生態(tài)安全密切相關(guān)。隨著人類對資源與環(huán)境問題的認(rèn)識(shí)越來越深刻，生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查對土壤環(huán)境的研究也逐步深入。元素地球化學(xué)作為研究地表沉積物物質(zhì)組成、來源、成因等的重要手段，與土壤學(xué)的結(jié)合日趨緊密，針對地表土壤、河湖沉積物的地球化學(xué)研究成果也相當(dāng)豐富，前人在運(yùn)用元素地球化學(xué)研究地表物質(zhì)組成、成因來源等方面的文獻(xiàn)報(bào)道也很常見(楊守業(yè)等，2000、2001;陳懷滿，2002;黃成敏等，2002;吳衛(wèi)紅等，2006;王國慶等，2007;李新艷等，2007;唐文春等，2007;葉瑋等，2008;秦魚生等，2008;常宏等，2008;戴萬宏等，2009)。江蘇是全國率先完成其全部地表土壤區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查的省區(qū)，獲得了豐富的土壤元素含量分布等第一手調(diào)查數(shù)據(jù)。筆者以新近獲得的江蘇省數(shù)萬個(gè)土壤樣品的元素含量分布數(shù)據(jù)為依據(jù)，通過對全省地表土壤元素地球化學(xué)特征的宏觀分析，對江蘇土壤的地球化學(xué)分區(qū)問題作一初步探討，期望能為深入研究江蘇土壤的物質(zhì)組成、合理利用全省有限土地資源提供參考。

1 數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

土壤地球化學(xué)分區(qū)也是對元素地球化學(xué)分區(qū)的進(jìn)一步拓展與有關(guān)方法理論的應(yīng)用，其前提是必須要掌握一個(gè)地區(qū)系統(tǒng)的土壤元素含量分布等調(diào)查數(shù)據(jù)。生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查又稱多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查，被喻為新時(shí)期地表地學(xué)研究的“基因”工程。主要是針對第四紀(jì)覆蓋區(qū)開展的基礎(chǔ)性地質(zhì)調(diào)查工作，基本目標(biāo)包括基礎(chǔ)地質(zhì)、資源潛力與生態(tài)環(huán)境等三大方面，按照1∶25萬采樣網(wǎng)度和分析密度，系統(tǒng)調(diào)查土壤等第四紀(jì)沉積物的元素含量分布等地球化學(xué)特征。依據(jù)第四紀(jì)覆蓋區(qū)元素地球化學(xué)特征空間變化及對應(yīng)的成因關(guān)系規(guī)劃國土資源科學(xué)保護(hù)與利用，為資源潛力評價(jià)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)、土地資源管護(hù)等提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料，是生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查評價(jià)的基本任務(wù)。

自2000年開始，江蘇即開展了小范圍的多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查試點(diǎn)工作。至2007年底，已經(jīng)率先在全國完成了其全部陸域國土的區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查工作，按照全國統(tǒng)一的多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查(或填圖)技術(shù)規(guī)范，系統(tǒng)收集了全省以土壤為主的地表第四系沉積物的元素含量分布等調(diào)查資料，編制了各個(gè)元素的系列地球化學(xué)調(diào)查成果圖。通過多年實(shí)地調(diào)查，按照表層土壤(相當(dāng)于耕作層)采樣深度為0cm～20cm，以1km2為1個(gè)采樣單元(或格子)，每采樣單元至少采集1個(gè)樣品(重要城市地區(qū)適當(dāng)加密)、樣品質(zhì)量大于800g、散點(diǎn)采集該單元內(nèi)最具代表性土壤混合而成，每4km2分析測試1個(gè)組合樣(由取自每個(gè)采樣格子的所有子樣等量混合而成)、樣品質(zhì)量200g，共采集表層土壤樣品超過10萬個(gè)、統(tǒng)一分析測試表層土壤樣品24 186個(gè)，主要用于揭示人為環(huán)境土壤地球化學(xué)特性;深層土壤采樣深度150cm～200cm(少量樣品為120cm至基巖深度)，以4km2為1個(gè)采樣單元(或格子)，每格子采集1個(gè)樣品，樣品質(zhì)量大于600g，用特制采樣器單點(diǎn)采集該格子內(nèi)最具代表性土壤，每16km2分析測試1個(gè)組合樣(由取自每個(gè)采樣格子的所有子樣等量混合而成，子樣不足4個(gè)者按實(shí)際子樣等量分取)、樣品質(zhì)量200g，共采集全省深層土壤樣品2.4萬多個(gè)、統(tǒng)一分析測試深層土壤樣品6 127個(gè)，主要用于研究自然環(huán)境土壤地球化學(xué)特征。對新采集的上述全部約12萬個(gè)土壤等沉積物樣品，在送實(shí)驗(yàn)室分析測試之前，統(tǒng)一過20目篩，剔除樣品中的碎石、樹根、草屑等雜物，之后按規(guī)定抽取一部分組成組合分析樣送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析測試，余下部分按單樣抽取約450g作為副樣進(jìn)行長期保留，建立了專門的“江蘇省國土生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查”副樣庫。以上區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查(1∶25萬)樣品統(tǒng)一分析測試54項(xiàng)指標(biāo)，分別為pH、TOC(總有機(jī)碳)及 Si、Al、Mg、Ca、Fe、K、Na、C、N、P、S、Se、B、Mn、Ti、V、Co、Cr、Ni、Cu、Pb、Zn、Cd、As、Sb、Bi、Hg、Mo、W、Sn、Ag、Au、Sr、Ba、La、Ce、Y、Sc、Zr、Th、U、Ga、Ge、Tl、Li、Be、Rb、Nb、F、Cl、Br、I，累計(jì)獲取關(guān)于全省國土地表生態(tài)地質(zhì)環(huán)境的元素含量等分布數(shù)據(jù)近200萬條，每個(gè)調(diào)查數(shù)據(jù)都像棋盤上的“棋子”一樣均勻分布在全省10.26萬km2國土的土壤中，筆者曾多次報(bào)道過此項(xiàng)調(diào)查的有關(guān)研究成果(廖啟林等，2004、2006、2007;Liao Qi-lin et al，2007;Huang S S et al，2007)。

為了保證上述調(diào)查數(shù)據(jù)的質(zhì)量，對樣品采集與測試過程及其技術(shù)要求事先進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)定，并采取多種有效形式對樣品采集質(zhì)量、分析測試質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格監(jiān)控，最終數(shù)據(jù)質(zhì)量經(jīng)過國家權(quán)威部門組織專家進(jìn)行了驗(yàn)收。這批全省高質(zhì)量土壤元素含量調(diào)查數(shù)據(jù)的獲取，為下一步要進(jìn)行的全省土壤地球化學(xué)分區(qū)奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 江蘇土壤元素含量分布總體特征

江蘇境內(nèi)土壤種類發(fā)育比較齊全，所分布的土壤大類主要有水稻土、潮土、濱海鹽土、沼澤土、紅壤、紫色土、石灰?guī)r土等。上述1∶25萬區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查所獲得的江蘇省土壤元素含量等調(diào)查數(shù)據(jù)的初步分析與研究顯示，江蘇土壤的元素含量分布宏觀上具有以下顯著特征。

(1)全省土壤環(huán)境中52個(gè)元素與總有機(jī)碳(TOC)的含量分布絕大多數(shù)不均衡，酸堿度分布差異明顯，52個(gè)元素中，任何一個(gè)元素的最高含量都是其最低含量的2倍以上。從常量元素到微量元素，從毒害元素到營養(yǎng)元素，其含量分布在空間上都表現(xiàn)出較大差異。如全省表層土壤的K最低含量才0.95%，最高含量達(dá)3.69%，二者相差近4倍;又如全省表層土壤的最低pH為4.2，最高pH為9.9，可從極酸性土壤變化到強(qiáng)堿性土壤?？傮w來看，蘇北土壤的 Ca、Mg、K、Na、F 等元素含量偏高，以堿性環(huán)境為主;蘇南土壤的 Si、Ti、B、TOC、稀土元素含量相對較高，以中酸性環(huán)境為主。

(2)就各元素平均含量而言，江蘇土壤的Cr、Mn等元素平均含量高于全國土壤平均值，而As、Se等元素平均含量低于全國土壤平均水平。另外，本次統(tǒng)計(jì)所得的江蘇土壤的Cd、Hg、Se 3個(gè)元素的平均含量遠(yuǎn)低于20年前的相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，如本次所得江蘇深層土壤的 Cd、Hg、Se平均含量分別為0.085μg/g、0.020μg/g 和 0.090μg/g，其背景含量的上限分別為 0.115μg/g、0.030μg/g 和 0.12μg/g，而20年前所報(bào)道(中國環(huán)境監(jiān)測總站，1990)的江蘇C層土壤的 Cd、Hg、Se平均含量分別為0.118μg/g、0.096μg/g和 0.15μg/g，其背景含量的上限全部超過了0.3μg/g。出現(xiàn)上述偏差，應(yīng)與當(dāng)時(shí)土壤樣品分析方法中Cd、Hg、Se等檢出限偏高、一些低含量樣品沒能參與統(tǒng)計(jì)有關(guān)，也可能與以前所采集的樣本數(shù)量偏少有關(guān)。

(3)全省土壤元素含量分布差異與成土母質(zhì)有一定的對應(yīng)關(guān)系，初始成土物質(zhì)來源對各地土壤的元素地球化學(xué)特征有直接影響。例如，蘇北泛黃河故道一帶土壤具有顯著富Mg-Ca-C、貧Si、偏堿性等基本特征，當(dāng)?shù)赝寥赖臒o機(jī)碳含量遠(yuǎn)高于其周邊地區(qū)，這套富無機(jī)碳的土壤同時(shí)高度富集鈣(圖1)，與這套土壤的成土母質(zhì)來源于古黃河上游、本身富含碳酸鹽有關(guān);又如，蘇南西部丘崗地區(qū)土壤具有相對富Si-Al、富稀土元素、富B、貧Mg-Ca、pH為中酸性等基本特征，與當(dāng)?shù)爻赏聊纲|(zhì)來自中酸性火山巖有聯(lián)系;再如，盱眙—六合一帶新生代玄武巖分布區(qū)土壤中發(fā)現(xiàn)其Cr、Ni、Co等鐵族元素含量顯著偏高，這正是對玄武巖基本元素組合特征的繼承。

圖1 江蘇土壤鈣含量(%)分布現(xiàn)狀

(4)不同地貌單元土壤的元素含量分布各有特點(diǎn)，幾乎每個(gè)地貌單元的土壤都存在特定的元素組合。江蘇境內(nèi)從北向南分布著沂沭丘陵平原、徐淮黃泛平原、蘇北濱海平原、里下河淺洼平原、長江三角洲平原、寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘陵崗地、太湖水網(wǎng)平原等7大地貌單元，以上各單元表層土壤的元素含量分布基本統(tǒng)計(jì)結(jié)果列于表1。從中可看出，沂沭丘陵平原土壤相對富 K、Mn、Ba、Pb、最貧 B，徐淮黃泛平原土壤明顯富 Ca、Mg、C、貧 Si，蘇北濱海平原土壤相對富Cl、Br、Ca、Mg、K、Na、貧 TOC，太湖水網(wǎng)平原土壤明顯富 N、Se、B、S、TOC，其 Cd、Hg 等重金屬含量顯著偏高，寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘崗?fù)寥老鄬Ω籘i、Fe、Zn，長江三角洲平原土壤相對富P、Sn。

(5)就全省不同行政區(qū)而言，其土壤的元素含量分布也存在較大差異。從13個(gè)省轄市土壤的元素含量分布數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示，南京、鎮(zhèn)江等地區(qū)土壤中的Ca元素平均含量與徐州地區(qū)土壤的平均含量相比差8倍多，南通市土壤的As元素平均含量不到連云港、宿遷、南京等地土壤的一半，南京土壤的S元素平均含量不及徐州土壤的1/3。

通過上述比較可以看出，江蘇土壤元素含量分布存在地域性差異，成土母質(zhì)及物質(zhì)來源不同是導(dǎo)致各地土壤元素地球化學(xué)特征有別的重要原因，這些土壤元素含量分布、特定元素組合等差異構(gòu)成了進(jìn)行土壤地球化學(xué)分區(qū)的直接依據(jù)。

表1 江蘇不同地貌單元表層土壤元素平均含量與變異系數(shù)對比

續(xù)表1

3 土壤地球化學(xué)分區(qū)的意義

元素地球化學(xué)分區(qū)在20世紀(jì)八九十年代的區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查研究中被廣泛應(yīng)用(谷曉明等，1993;李雙林等，1997)，主要是為了進(jìn)一步利用地質(zhì)體之間的元素地球化學(xué)特征差異做好區(qū)域成礦預(yù)測工作，研究對象多限于各大地構(gòu)造單元及其巖石圈。后來，地球化學(xué)分區(qū)也被表生地球化學(xué)研究、農(nóng)業(yè)及環(huán)境領(lǐng)域的元素地球化學(xué)研究所應(yīng)用(王憲偉等，1997;潘愛芳等，2004;王國慶等，2007;何偉相等，2008)，河流、海洋沉積物的元素地球化學(xué)分區(qū)側(cè)重于物質(zhì)來源研究，環(huán)境地球化學(xué)分區(qū)與農(nóng)業(yè)地球化學(xué)分區(qū)側(cè)重于地表不同區(qū)域的生態(tài)功能劃分，基本做法都是地表不同介質(zhì)(以第四系沉積物為主)的元素地球化學(xué)信息的提煉。地球經(jīng)過漫長的歷史演化，形成了地表元素分布的不均勻性，這種不均勻性反映在不同介質(zhì)中，為不同形式的地球化學(xué)分區(qū)奠定了基礎(chǔ)。

地球表層生態(tài)系統(tǒng)由大氣圈、水圈、生物圈、土壤圈和巖石圈等5大部分組成，土壤圈作為連接其他4大生態(tài)圈的紐帶，一直是現(xiàn)代地球化學(xué)研究的重要領(lǐng)域。關(guān)于土壤的元素地球化學(xué)特征研究已經(jīng)有比較悠久的歷史，但進(jìn)行土壤地球化學(xué)分區(qū)需要以一定范圍的大量元素地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以前這方面的研究并不很多。進(jìn)行土壤地球化學(xué)分區(qū)，其實(shí)質(zhì)就是依據(jù)不同地區(qū)土壤元素地球化學(xué)特征的差異，利用其元素組合、特殊元素含量分布指示信息等，結(jié)合形成土壤的有關(guān)地質(zhì)背景，用統(tǒng)一的地球化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)劃分不同的土壤分布范圍，并賦予每個(gè)土壤分區(qū)的特定元素地球化學(xué)意義。江蘇因?yàn)橐呀?jīng)完成了1∶25萬區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查，積累了全省土壤網(wǎng)格化分布的大量土壤樣品的元素含量調(diào)查資料，具備了開展其土壤地球化學(xué)分區(qū)研究的基本條件。

開展江蘇土壤的地球化學(xué)分區(qū)研究，具有以下現(xiàn)實(shí)意義。

(1)可以為研究第四紀(jì)成因等基礎(chǔ)地質(zhì)問題、農(nóng)業(yè)區(qū)劃、土地資源規(guī)劃等提供背景資料。土壤元素地球化學(xué)組成是成土母質(zhì)經(jīng)歷一系列物理、化學(xué)、生物作用的結(jié)果，它既是第四紀(jì)地質(zhì)作用過程的真實(shí)記載，又受到人類活動(dòng)的影響，土壤元素異常含量又可能對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境質(zhì)量、人群健康等造成一定影響。

(2)可以進(jìn)一步豐富江蘇土壤地球化學(xué)研究的內(nèi)容，為深入探索江蘇土壤的物質(zhì)來源、生態(tài)功能分區(qū)等提供新的線索或依據(jù)。

(3)可以進(jìn)一步開發(fā)1∶25萬區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查資料的潛在利用價(jià)值，為土壤地球化學(xué)調(diào)查在土地資源保護(hù)利用中發(fā)揮應(yīng)有作用提供新的借鑒。

(4)可以為宏觀把握全省地表土壤的物質(zhì)組成差異及元素分布總體特征提供一個(gè)“窗口”，豐富現(xiàn)代環(huán)境地球化學(xué)研究內(nèi)容。

4 分區(qū)準(zhǔn)則

以江蘇3萬多個(gè)土壤樣品的52個(gè)元素含量、pH、TOC等調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以研究總結(jié)土壤元素分布特征和組合規(guī)律為出發(fā)點(diǎn)，充分考慮常量元素的空間分布差異及其對土壤質(zhì)地的影響，考慮成土母質(zhì)類型差異，依據(jù)微量元素組合和地理地貌特征作為亞區(qū)劃分主要依據(jù)，適當(dāng)考慮人類活動(dòng)的影響。在進(jìn)行江蘇土壤地球化學(xué)分區(qū)具體界限劃分時(shí)，遵循以下基本準(zhǔn)則或線索。

(1)以土壤元素含量分布現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，考慮成土母質(zhì)及其沉積過程的區(qū)域性特點(diǎn)，重點(diǎn)考察土壤中常量元素(Si、Al、Ca、Mg、Fe、Na 等)、營養(yǎng)元素(N、P、K、S、Cu、Zn、B、Se、Mo 等)、毒害元素(Cd、Hg、Pb、As、Cr、Tl等)、代表性微量元素(部分 REE、鹵素、鐵族元素、Sc、Zr、U 等)、pH、TOC 等主要指標(biāo)的宏觀分布，元素組合及相關(guān)地球化學(xué)特點(diǎn)類似、成土過程相似者為同一個(gè)地球化學(xué)區(qū)或亞區(qū)。

(2)挑選能代表土壤基本物質(zhì)組成的常量元素(Si、Al、Ca、Mg、Fe、Na 等)、對土壤屬性有重要影響的酸堿度(pH)和有機(jī)質(zhì)含量(OM)及有特殊指示意義的微量元素(Cd、B、Se等)作為劃分地球化學(xué)區(qū)的基本依據(jù)，結(jié)合地質(zhì)背景先劃分地球化學(xué)區(qū)。

(3)在同一地球化學(xué)區(qū)中，依據(jù)土壤中特定的元素組合相對貧富差異、局部地貌、特殊成土母質(zhì)等，再進(jìn)一步劃分各地球化學(xué)亞區(qū)?；鶐r出露區(qū)、殘坡積層等制約土壤元素分布的特殊地質(zhì)背景也作為劃分土壤地球化學(xué)亞區(qū)的重要依據(jù)。

(4)Si、Al、Ca、Mg、Fe、K、Na 等常量元素在深、表層土壤的宏觀分布特征一般比較接近，當(dāng)同一地區(qū)表層與深層土壤的有關(guān)微量元素含量分布有較大差異時(shí)，有機(jī)質(zhì)(OM)、營養(yǎng)元素含量主要參考表層土壤的資料，B、Se、重金屬元素等總體以表層土壤資料為主，適當(dāng)考慮深層土壤的數(shù)據(jù)，La、Ce、Y、Sc、Zr、U等元素則主要參照深層土壤的資料。

5 土壤地球化學(xué)分區(qū)結(jié)果與討論

按照上述土壤地球化學(xué)分區(qū)原則，可將江蘇土壤劃分為3個(gè)地球化學(xué)區(qū)、24個(gè)地球化學(xué)亞區(qū)。其具體分布情況如圖2。

3個(gè)土壤地球化學(xué)區(qū)如下。

Ⅰ.蘇北富堿土元素的堿性土壤分布區(qū)，包括14個(gè)地球化學(xué)亞區(qū)。該地球化學(xué)區(qū)基本特征是土壤總體偏堿性，Ca、Mg、Sr、Ba、K 等堿性或堿土元素含量總體偏高，Si、Al含量總體偏低，大部分地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量相對偏低(但有相當(dāng)一部分地區(qū)土壤的碳含量并不偏低)，大部分地區(qū)土壤相對貧B、貧稀土元素比較明顯。

Ⅱ.沿江富鎘-有機(jī)碳-鎂-鋅等的偏堿性土壤分布區(qū)，又可分為2個(gè)地球化學(xué)亞區(qū)。該地球化學(xué)區(qū)基本特征是土壤相對富Cd趨勢比較明顯、分布有一定規(guī)律，pH 呈堿性，同時(shí)相對富 Si、Ca、Mg、有機(jī)質(zhì)，B豐度適中。

Ⅲ.蘇南相對富硅-硼的中酸性土壤分布區(qū)，可進(jìn)一步分為8個(gè)地球化學(xué)亞區(qū)。該地球化學(xué)區(qū)基本特征是土壤酸堿度總體呈中酸性，大部分地區(qū)相對富 Si、B、Al、有機(jī)質(zhì)、稀土元素且貧 Ca、Mg、Sr、K等堿性元素，部分土壤毒害重金屬元素也明顯偏高。

上述3個(gè)土壤地球化學(xué)區(qū)之間，沿江土壤地球化學(xué)區(qū)具有蘇北、蘇南兩大地球化學(xué)區(qū)的過渡特征，其元素地球化學(xué)組成具有繼承長江上游沖積物的特點(diǎn)。3個(gè)土壤地球化學(xué)區(qū)又被進(jìn)一步劃分為24個(gè)土壤地球化學(xué)亞區(qū)，各土壤地球化學(xué)亞區(qū)的基本特征見表2。從表2可看出，各土壤地球化學(xué)亞區(qū)都能與一定的第四紀(jì)沉積環(huán)境相對應(yīng)。有些土壤地球化學(xué)亞區(qū)除具有特殊的成土地質(zhì)環(huán)境外，還具有特殊的資源優(yōu)勢，如溧陽—宜興南部殘坡積-沖積沉積亞區(qū)(編號(hào)Ⅲ-6)就是全省最有開發(fā)利用價(jià)值的天然富硒土壤資源所在地，其土壤富硒屬于自然富硒，富硒土壤的形成主要與當(dāng)?shù)卮嬖谝惶赘缓拿合档貙佑嘘P(guān)(廖啟林等，2007)，曾利用富硒土壤資源分布線索在當(dāng)?shù)匕l(fā)現(xiàn)了天然富硒茶葉。還有的土壤地球化學(xué)亞區(qū)對應(yīng)了特殊的成土母巖，如六合北部—盱眙一帶殘坡積 -沖積沉積亞區(qū)(編號(hào)Ⅰ-11)，當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境以明顯富集 Cr、Ni、Co、V、Ti、Mn、Fe、Cu等親鐵元素而區(qū)別于周圍土壤，就與當(dāng)?shù)卮嬖谝孕鋷r為代表的新生代基性火山巖有關(guān)，富親鐵元素的土壤環(huán)境的存在實(shí)際上就是這套基性火山巖風(fēng)化、剝蝕、殘積的結(jié)果。每個(gè)土壤地球化學(xué)亞區(qū)在繼承其所屬土壤地球化學(xué)區(qū)的基本屬性的同時(shí)，也呈現(xiàn)了一定的個(gè)性，土壤地球化學(xué)區(qū)強(qiáng)調(diào)宏觀性與共性，而土壤地球化學(xué)亞區(qū)則比較突出個(gè)性與差異性，對土地資源利用更有幫助作用的應(yīng)該是土壤地球化學(xué)亞區(qū)。

上述各土壤地球化學(xué)亞區(qū)所記錄的元素含量等分布信息，實(shí)質(zhì)上是各地成土母質(zhì)來源、成土母巖風(fēng)化作用、第四紀(jì)沉積演化過程、人類活動(dòng)對土壤環(huán)境的改造、土地利用等各種歷史與現(xiàn)代信息的綜合反映或顯現(xiàn)。土壤等地表沉積物的來源對其元素地球化學(xué)特征有直接影響，尤其是成土母質(zhì)對土壤等沉積物的元素含量分布有較大影響，這已經(jīng)為前人的大量研究結(jié)果(楊學(xué)義，1982;楊守業(yè)等，2000;黃成敏等，2002;朱立新等，2006;葉瑋等，2008;常宏等，2008;戴萬宏等，2009)所證實(shí)，成土母質(zhì)的差異還導(dǎo)致了不同地區(qū)土壤元素背景含量的差別(楊學(xué)義，1982;楊守業(yè)等，2000;朱立新等，2006)。稀土元素(REE)因?yàn)榫哂邢鄬Ψ€(wěn)定的習(xí)性，常作為示蹤沉積物來源的重要手段，曾被前人研究土壤元素地球化學(xué)特征所經(jīng)常運(yùn)用(楊元根等，2000;朱維晃等，2004)。江蘇境內(nèi)土壤的稀土元素分布總體比較正常，本次劃分的24個(gè)土壤地球化學(xué)亞區(qū)中，只有寧—鎮(zhèn)—揚(yáng)丘崗南段殘坡積-沖積湖積沉積亞區(qū)(編號(hào)Ⅲ-1)、常州—宜興一帶殘坡積-沖積-湖積沉積亞區(qū)(編號(hào)Ⅲ-5)土壤環(huán)境的La、Ce、Y等稀土元素含量明顯偏高，都與湖相沉積有關(guān)，推測其物質(zhì)來源可能與附近的陸相火山巖有關(guān)。前人曾報(bào)道過土壤環(huán)境富集稀土元素有利于提高水果的甜度，在環(huán)境領(lǐng)域也將稀土元素列入對人體有害的受控監(jiān)測指標(biāo)。

表2 江蘇省土壤地球化學(xué)分區(qū)及其特征

續(xù)表2

與以往考察土壤元素地球化學(xué)特征側(cè)重在沉積物的來源、成因等研究相比，本次進(jìn)行江蘇土壤地球化學(xué)分區(qū)研究還進(jìn)行了土壤元素分布等差異對土地資源利用保護(hù)影響的嘗試，除了上面提及的將新發(fā)現(xiàn)的天然富硒土壤資源產(chǎn)地作為一個(gè)單獨(dú)地球化學(xué)亞區(qū)劃出來外，像劃分太湖周邊湖積沖積沉積亞區(qū)(編號(hào)Ⅲ-7)就是考慮到當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境Cd、Hg、Pb等重金屬含量明顯偏高(全省土壤重金屬污染相對最集中的地段)，有提醒有關(guān)方面重視太湖周邊生態(tài)環(huán)境綜合整治與恢復(fù)的想法;劃分新沂—贛榆北部殘積坡積-沖積亞區(qū)(編號(hào)Ⅰ-3)是考慮到當(dāng)?shù)赝寥涝谌∽钊盉，提示有關(guān)方面要注意補(bǔ)施含B的微肥;劃分里下河洼地-濱海平原沖積-海積-沉積亞區(qū)(編號(hào)Ⅰ-9)主要因?yàn)楫?dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境質(zhì)量在全省相對最好，具備作為商品糧生產(chǎn)基地的有利條件，等等。劃分土壤地球化學(xué)區(qū)與亞區(qū)既屬于基礎(chǔ)研究，也是生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查成果的具體應(yīng)用。當(dāng)然，應(yīng)用生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)解決土地資源保護(hù)利用所關(guān)注的問題遠(yuǎn)不只如此簡單，土壤地球化學(xué)分區(qū)研究可作為其中的一項(xiàng)探索。

6 結(jié)語

(1)江蘇土壤環(huán)境中大多數(shù)元素(含OM)含量空間分布很不均衡，各地土壤環(huán)境酸堿度分布相差甚顯，為進(jìn)行江蘇土壤地球化學(xué)分區(qū)奠定了基礎(chǔ)。

(2)主要依據(jù)全省土壤元素地球化學(xué)特征的差異，利用元素組合、特殊元素分布貧富差距所揭示的土壤屬性信息，結(jié)合成土母質(zhì)、第四紀(jì)地質(zhì)作用過程等要素，將江蘇土壤劃分為3個(gè)地球化學(xué)區(qū)、24個(gè)地球化學(xué)亞區(qū)，分別是蘇北富堿土元素的堿性土壤分布區(qū)(含14個(gè)亞區(qū))、沿江富鎘-有機(jī)碳-鎂-鋅等的偏堿性土壤分布區(qū)(含2個(gè)亞區(qū))、蘇南相對富硅-硼的中酸性土壤分布區(qū)(含8個(gè)亞區(qū))，其中沿江富鎘-有機(jī)碳-鎂-鋅等的偏堿性土壤分布區(qū)在上述3個(gè)土壤地球化學(xué)區(qū)之間具有某種過渡性。

(3)上述土壤地球化學(xué)分區(qū)結(jié)果，可為江蘇土地資源的保護(hù)利用提供部分線索。對于一些可能還需要深入探索研究的現(xiàn)象，也將為今后研究留下新的思考。

(4)劃分土壤地球化學(xué)區(qū)更強(qiáng)調(diào)土壤環(huán)境元素分布的共性與宏觀性，劃分土壤地球化學(xué)亞區(qū)則更側(cè)重土壤環(huán)境元素分布的個(gè)性與差異性。對土地資源的保護(hù)利用而言，土壤地球化學(xué)亞區(qū)可能更有針對性。作為在全省1∶25萬區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查(多目標(biāo))資料基礎(chǔ)上的一種探索，進(jìn)行江蘇土壤地球化學(xué)分區(qū)研究的方法與結(jié)果并非很成熟、完善，但應(yīng)盡量將大量區(qū)域生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成可供有關(guān)方面利用、深入研究的信息。

7 致謝

吳新民、翁志華、朱伯萬、畢葵森、范迪富、陳寶、馮金順、仇慎平、高孝禮、湯志云、周泳德、侯平等參加了該項(xiàng)研究工作。江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院、江蘇省國土資源廳有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)與專家對該項(xiàng)研究給予了大力支持與指導(dǎo)，成文中曾得到中國科學(xué)院南京土壤研究所趙其國院士的指教，謹(jǐn)一并誠致謝忱。

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On geochemical regionalization of soils in Jiangsu

LIAO Qi-lin1，LIU Cong2，JIN Yang1，HUA Ming1，ZHENG Li-chun1，PAN Yong-min1，HUANG Shun-sheng1

(1.Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China;2.Jiangsu Department of Land and Resources，Nanjing 210029，China)

The essence of soil geochemical regionalization was to classify the soil range with identical and similar geochemical characteristics based on the varied element concentrations or their enrichment rules in various areas.The authors analyzed the inhomogeneous distribution of soil element content based on new data of soil element content by 1∶250 000 regional eco-geochemical investigations in Jiangsu Province.The results showed that the soil in the province could be divided into three geochemical areas respectively named by alkaline-earth-elements enriched soil region in northern Jiangsu(normally pH＞8.0)，Cd-TOC-Mg-Zn enriched soil region along Yangtze River(normally pH ＞7.5)，Si-B enriched soil region in Southern Jiangsu(normally pH ＜6.5)，three geochemical areas and twenty four geochemical sub-areas were planned，and further studies indicated some special usage for some geochemical sub-areas.

Soil;Geochemical regionalization;Jiangsu

P632;P596

A

1674-3636(2011)03-0225-11

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.03.225

2011-03-25;

2011-04-26;編輯：詹庚申

“江蘇省國土生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查”項(xiàng)目(200312300008)，江蘇省“333高層次人才培養(yǎng)工程”專項(xiàng)資金項(xiàng)目“蘇南典型地區(qū)重金屬污染土壤生態(tài)修復(fù)試驗(yàn)研究”(2008121)

廖啟林(1964—)，男，研究員級(jí)高級(jí)工程師，博士，地球化學(xué)與礦床學(xué)專業(yè)，E-mail：liaoqilin64@jsmail.com.cn