李 樋,劉小念,劉 洪,李佑國,李隨民,張騰蛟,歐陽淵,王永華,張景華,李 嘉
(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,四川 成都 610059; 2.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心,四川成都 610081; 3.湖北省地質(zhì)局地球物理勘探大隊,湖北 武漢 430056; 4.河北地質(zhì)大學(xué)資源與環(huán)境研究所,河北 石家莊 050031; 5.河北省地礦局第六地質(zhì)大隊,河北 石家莊 050081)
生態(tài)地質(zhì)學(xué)目前處于發(fā)展探索階段,該學(xué)科具有集地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)交叉的特點,其研究對象涉及巖石圈、土壤圈、水圈、大氣圈和生物圈。地質(zhì)調(diào)查工作服務(wù)于生態(tài)文明建設(shè)是當(dāng)前地質(zhì)調(diào)查工作轉(zhuǎn)型發(fā)展的方向,生態(tài)地質(zhì)調(diào)查是該項工作的一個重要組成部分,其最終目的是為區(qū)域資源開發(fā)、生態(tài)保護(hù)與修復(fù)和國土空間用途管理提供基于地球系統(tǒng)的科學(xué)依據(jù)。土壤生態(tài)特征與地質(zhì)環(huán)境之間有著密切的關(guān)系,土壤作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分在生態(tài)地質(zhì)學(xué)研究中扮演著重要的角色,是生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的基石。成土母質(zhì)是土壤形成的原始物質(zhì),也是植物養(yǎng)分的最初來源。土壤中養(yǎng)分含量的高低直接影響著植物的生長,按照植物生長所需要的養(yǎng)分含量,可將土壤養(yǎng)分元素分為大量元素和微量元素,其中微量元素對植物健康生長的作用甚至超過大量元素,當(dāng)植物缺乏微量元素時,可出現(xiàn)植株矮小、低產(chǎn)、早衰或死亡等,而當(dāng)植物中含有過量的微量元素時,也會造成植物的中毒,因此土壤中的微量元素也稱為營養(yǎng)元素。土壤中的微量元素主要有鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、硼(B)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鈷(Co)和氯(Cl),其中Fe元素在地質(zhì)建造基巖中為主量元素(大量元素),經(jīng)過風(fēng)化層成土作用土壤中Fe元素的含量相對較高,一般不會缺乏;考慮植物對微量元素的需求,土壤中Ni、Co和Cl元素的豐度一般會大于植物的需求,因此土壤中Cu、Zn、Mn、Mo、B 5種元素是植物生長最為重要的營養(yǎng)元素,故本文在地質(zhì)建造的基礎(chǔ)上選取該5種營養(yǎng)元素展開其含量空間分布特征的研究。國內(nèi)外學(xué)者從 20 世紀(jì)70年代末開始將地統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用于土壤屬性的空間變異研究中,并取得了豐富的成果。在國外,如Fachinelli等利用地統(tǒng)計學(xué)與GIS技術(shù)相結(jié)合的方法,研究了土壤中微量元素的空間分布特征及變異規(guī)律;Rodriguez等基于多尺度分析了西班牙埃布羅河流域農(nóng)田耕層土壤中Cd、Cu、Zn等重金屬元素的空間變異規(guī)律;Cordora等以英國洛桑實驗區(qū)土壤中N為研究對象,對其空間變異性進(jìn)行了分析。在國內(nèi),關(guān)于土壤微量元素及有機(jī)質(zhì)的研究主要是針對不同尺度、不同研究區(qū)域,這些研究主要揭示了土壤類型、地形和地貌、土地利用等因素對其空間分布的影響,但未能考慮到不同地質(zhì)建造形成的成土母質(zhì)對土壤中營養(yǎng)元素空間分布及變異的影響。而在自然環(huán)境條件下,土壤中的微量元素很大程度上受到其成土地質(zhì)建造的制約。地質(zhì)建造是指同一時代、同一構(gòu)造環(huán)境、同一地質(zhì)作用下形成的一套巖石組合,是土壤和植被的物質(zhì)基礎(chǔ)。采用地質(zhì)建造分區(qū)的方法研究土壤的物質(zhì)組成將有利于快速地了解土壤的生態(tài)地質(zhì)背景特征,便于開展有針對性的生態(tài)地質(zhì)調(diào)查和生態(tài)脆弱性評價工作。因此,有必要將地質(zhì)構(gòu)造單元和地貌條件作為劃分土壤生態(tài)區(qū)的主要參考依據(jù),因為它是控制地形和成土母質(zhì)區(qū)域分布的主要因素,并以土壤類型、土壤肥力作為劃分土壤生態(tài)區(qū)塊的主要參考因子,因為它反映了土壤生態(tài)區(qū)塊的資源潛力。此外,運用地質(zhì)理論進(jìn)行土壤生態(tài)分區(qū),對于準(zhǔn)確、客觀地反映地球表面能量分配的差異、生態(tài)系統(tǒng)及類型的空間分布規(guī)律,因地制宜地開發(fā)和利用土地資源,科學(xué)、合理地整治生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實意義。此外,考慮地質(zhì)條件進(jìn)行土壤生態(tài)分區(qū),也是當(dāng)前農(nóng)業(yè)地質(zhì)、生態(tài)環(huán)境學(xué)研究領(lǐng)域中的嶄新課題,它的特點是在土壤生態(tài)分區(qū)原則與方法中突出體現(xiàn)了地質(zhì)環(huán)境對土壤形成與土壤生態(tài)的制約規(guī)律,避免了土壤生態(tài)分區(qū)界線的人為性。
大涼山區(qū)是長江中上游重要的生態(tài)資源保障基地,對該地區(qū)展開土壤地球化學(xué)調(diào)查及評價具有十分重要的意義。在借鑒前人對大涼山區(qū)生態(tài)地質(zhì)調(diào)查研究成果的基礎(chǔ)上,本次研究首先對大涼山區(qū)進(jìn)行不同地質(zhì)建造劃分,然后在此基礎(chǔ)上選取植物生長最為重要的5種營養(yǎng)元素Cu、Zn、Mn、Mo、B進(jìn)行了不同地質(zhì)建造內(nèi)土壤中這5種營養(yǎng)元素含量的空間分布特征研究,該研究成果可為當(dāng)?shù)卣块T對土地資源的合理利用與規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
大涼山區(qū)位于四川省西南涼山彝族自治州內(nèi),是大雪山的支脈,呈東北-西南走向。該地區(qū)地勢西北高東南低,由西北向東南傾斜,除了河谷盆地外,山地和山原面的平均海拔高度均在3 000 m以上,多數(shù)山峰海拔超過4 000 m。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造發(fā)育,河流切割強(qiáng)烈,形成了山高谷深、相對高差懸殊的地貌景觀,總體上可分為河谷平原、低山河谷、中山寬谷平原、中山河谷、構(gòu)造侵蝕溶蝕中山山原、構(gòu)造侵蝕剝蝕中山山原、構(gòu)造侵蝕溶蝕中山、構(gòu)造侵蝕剝蝕中山、構(gòu)造侵蝕溶蝕高山、構(gòu)造侵蝕剝蝕高山和構(gòu)造侵蝕剝蝕極高山11個地貌單元,其中以構(gòu)造侵蝕剝蝕中山、構(gòu)造侵蝕溶蝕中山為主,見圖1。
圖1 大涼山區(qū)地貌類型圖Fig.1 Geomorphological types in Daliangshan Region
本研究所用的地球化學(xué)數(shù)據(jù)來自中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心組織西南各地勘單位開展的1∶20萬區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)(見表1)。本研究所用土壤樣品嚴(yán)格按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求,測定項目共計39項,其中:土壤樣品中Cu、Zn、Mn元素采用X熒光光譜法測定,檢出下限值依次為1.0 mg/kg、4.0 mg/kg、10.0 mg/kg;土壤樣品中Mo元素采用等離子質(zhì)譜法測定,檢出下限值為0.3 mg/kg;土壤樣品中B元素采用發(fā)射光譜法測定,檢出下限值為1.0 mg/kg。數(shù)據(jù)的整理、描述統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析采用Microsoft Excel 2003、IBM Statistics SPSS 25.0軟件完成。
表1 研究區(qū)地球化學(xué)數(shù)據(jù)來源Table 1 Sources of geochemical data in the study area
地質(zhì)建造是依據(jù)一定地質(zhì)歷史時期構(gòu)造沉積環(huán)境形成的有成因聯(lián)系的巖石組合進(jìn)行劃分的。大涼山區(qū)地質(zhì)建造特征及其大地構(gòu)造屬性具有明顯的相關(guān)性和分區(qū)性,故按照沉積建造特征及其演化、空間分布、大地構(gòu)造屬性、巖漿活動等重要標(biāo)志集合不同地質(zhì)單元的生態(tài)屬性進(jìn)行大涼山區(qū)地質(zhì)建造的劃分。地質(zhì)建造泛指在地殼發(fā)展的某一構(gòu)造階段中,在一定大地構(gòu)造條件下所產(chǎn)生的具有成因聯(lián)系的一套巖石組合?;诘刭|(zhì)建造對土壤中營養(yǎng)元素展開空間分布特征研究的優(yōu)勢是,綜合考量了地質(zhì)建造基巖經(jīng)過風(fēng)化成土作用對土壤中營養(yǎng)元素空間分布豐缺程度的影響。傳統(tǒng)的地質(zhì)建造分析多用于大地構(gòu)造和成礦作用研究,主要關(guān)注基巖區(qū),而生態(tài)地質(zhì)的調(diào)查對象是一定自然空間內(nèi)生態(tài)與淺表地質(zhì)環(huán)境構(gòu)成的統(tǒng)一整體,即生態(tài)地質(zhì)系統(tǒng)?;诖?,最終將大涼山區(qū)分成8個地質(zhì)建造單元和12個地質(zhì)建造亞單元,見圖2和表2。具體分述如下:
表2 大涼山區(qū)地質(zhì)建造單元劃分方案Table 2 Division scheme of geological formation units in Daliangshan Region
圖2 大涼山區(qū)地質(zhì)建造簡圖Fig.2 Geological formation-structure sketch of Daliangshan Region
(1) 新生代松散堆積-碎屑巖建造。該地質(zhì)建造主要分布于冕寧縣—德昌、越西、布拖等地1 500~2 300 m之間的河谷和盆地。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)主要由沼澤相泥質(zhì)碎屑巖和砂泥礫松散堆積物組成,巖石類型主要為新近紀(jì)—第四紀(jì)砂泥巖、礫巖(昔格達(dá)組)以及第四紀(jì)沖洪積物等。該地質(zhì)建造主要分布的安寧河谷斷陷盆地在平面上呈長條形,盆地邊緣到中心由山麓洪積物過渡到河流-湖泊沉積物,垂直上有河流沖積物和洪積物交互沉積記錄,河谷呈近南北向?qū)挭M相間展布,谷底寬闊平整。
(2) 中生代陸內(nèi)盆地碎屑巖建造。該地質(zhì)建造在大涼山區(qū)出露面積廣泛,主要分布在西昌至美姑一帶。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)主要由三疊紀(jì)—新近紀(jì)的河流-湖泊相碎屑巖組成,巖石類型主要為砂巖和泥巖等。該地質(zhì)建造中地貌類型為中山和山原,海拔高度一般在1 500~4 000 m之間,中山區(qū)受長期的強(qiáng)烈剝蝕和侵蝕作用,山勢陡峻,峽谷、沖溝常見,而山原多屬于中山舒緩的高地。該地質(zhì)建造中生物垂直分帶和水平分帶均明顯,東西坡制約著生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而微地貌也直接影響著生物群落的類型。
(3) 中生代陸內(nèi)中酸性巖建造。該地質(zhì)建造主要分布在安寧河西側(cè)山區(qū)。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)由三疊紀(jì)—白堊紀(jì)中酸性侵入巖組成,巖石類型主要為花崗巖和正長巖等。該地質(zhì)建造中地貌類型主要為中山,地勢由北向南傾斜,地形起伏,山脈走向近于南北,受長期的強(qiáng)烈剝蝕和侵蝕作用,山勢較陡峻,沖溝常見。
(4) 二疊紀(jì)陸內(nèi)基性-超基性巖建造。該地質(zhì)建造呈北東向斷續(xù)分布在雷波至普格一帶。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)由二疊紀(jì)陸相基性巖組成,巖石類型主要有玄武巖等。該地質(zhì)建造中地貌類型為中山,受長期的強(qiáng)烈剝蝕和侵蝕作用,山勢較陡峻,峽谷、沖溝常見,相對高差較大,地形的復(fù)雜多樣易形成不同的水熱條件。中山地貌出現(xiàn)垂直景觀特征,而坡向、坡度和微地貌也對生物群落產(chǎn)生影響。
(5) 震旦紀(jì)—三疊紀(jì)海相碳酸鹽巖-碎屑巖建造。該地質(zhì)建造主要分布在寧南縣—雷波、甘洛縣以及安寧河斷裂以西。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)主要由海相-海陸過渡相碳酸鹽巖和碎屑巖組成,巖石類型為灰?guī)r、白云巖、砂巖和泥巖等。該地質(zhì)建造中地貌類型為典型的山地峽谷,高山、中山及山間盆地交錯分布,總體地勢北高南低,一般相對高差為1 500~2 000 m。
(6) 前震旦紀(jì)中酸性巖建造。該地質(zhì)建造主要分布在越西、冕寧,德昌一帶,與安寧河斷裂帶大致平行展布。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)由中、酸性侵入巖組成,巖石類型主要有花崗巖、花崗閃長巖等。該地質(zhì)建造中地貌類型主要為中山及山間盆地,中山地貌受長期的強(qiáng)烈剝蝕和侵蝕作用,山勢較陡峻,峽谷、沖溝常見,其地勢北高南低,相對高差為1 500~2 000 m,地形的復(fù)雜多樣易形成不同的水熱條件。中山地貌由于海拔變化,出現(xiàn)垂直景觀分帶現(xiàn)象,坡度和坡向也決定了光熱和侵蝕強(qiáng)度。
(7) 前震旦紀(jì)基性-超基性巖建造。該地質(zhì)建造呈近南北向分布在安寧河斷裂帶和磨盤山斷裂帶之間。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)由基性巖、超基性巖組成,巖石類型主要為玄武巖、輝長巖等,其中玄武巖主要由輝石、角閃石等暗色礦物組成,風(fēng)化強(qiáng)烈,形成較厚的風(fēng)化層。該地質(zhì)建造中地貌類型為中山,相對高差較大,一般相對高差為1 500~2 000 m,受長期的強(qiáng)烈剝蝕和侵蝕作用,山勢較陡峻,峽谷、沖溝常見,地形的復(fù)雜多樣導(dǎo)致水熱條件變化較大。
(8)前震旦紀(jì)變質(zhì)基底建造。該地質(zhì)建造分布范圍較小,主要零星出露在冕寧縣西北部和德昌縣南部。該地質(zhì)建造的地表基質(zhì)由綠片巖相變質(zhì)巖、變中酸性火山巖等組成,巖石類型十分復(fù)雜,主要為片巖、板巖、片麻狀花崗巖、千枚巖、大理巖等。該地質(zhì)建造中地貌類型為中山,山勢較陡峻,峽谷、沖溝常見,地形的復(fù)雜多樣導(dǎo)致水熱條件變化較大。
在樣品數(shù)據(jù)量較大時,對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行描述統(tǒng)計分析,可以從整體上了解并掌握數(shù)據(jù)的基本情況。本研究對大涼山區(qū)20 953件土壤樣品中Cu、Zn、Mn、Mo、B 5種營養(yǎng)元素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行了描述統(tǒng)計分析,其結(jié)果見表3。
由表3可知:大涼山區(qū)土壤中5種營養(yǎng)元素含量的平均值依次為48.97 mg/kg、119.31 mg/kg、1 038.21 mg/kg、1.11 mg/kg、57.45 mg/kg;通過統(tǒng)計分析,土壤中5種營養(yǎng)元素含量數(shù)據(jù)均呈正態(tài)分布,除B元素外,土壤中其他4種營養(yǎng)元素含量的平均值均高于四川省土壤背景值。在統(tǒng)計學(xué)中,多采用變異系數(shù)(CV
)來定量評價土壤中元素含量的空間變異性。當(dāng)CV
介于0%~15%時表示輕度變異;當(dāng)CV
介于15%~35%時表示中度變異;當(dāng)CV
大于35%表示高度變異。研究區(qū)土壤中元素含量數(shù)據(jù)的描述統(tǒng)計分析顯示,研究區(qū)土壤中5種營養(yǎng)元素Cu、Zn、Mn、Mo、B的變異系數(shù)CV
均大于35%,屬于高度變異,推斷其高度變異的原因與不同地質(zhì)建造內(nèi)成土母質(zhì)有一定的關(guān)系,其中Cu、Zn、Mo元素高度變異與其元素活動性較強(qiáng)有一定的聯(lián)系。表3 大涼山區(qū)土壤樣品中5種營養(yǎng)元素含量的描述統(tǒng)計分析Table 3 Description and statistical analysis of content of five nutrient elements in Daliangshan Region
Pearson相關(guān)性分析是對總體中確實具有聯(lián)系的標(biāo)志進(jìn)行分析,其主體是對總體中具有因果關(guān)系標(biāo)志的分析,在地質(zhì)學(xué)研究中,多利用該方法來判斷元素間是否具有同源性。本研究對大涼山區(qū)20 953件土壤樣品中Cu、Zn、Mn、Mo、B 5種營養(yǎng)元素含量數(shù)據(jù)進(jìn)行了皮爾遜(Pearson)相關(guān)性分析,其結(jié)果見表4。
由表4可知:大涼山區(qū)土壤中Cu、Zn、Mn、Mo 4種營養(yǎng)元素在0.01置信水平呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系,說明土壤中該4種營養(yǎng)元素可能具有相同的來源;而土壤中B元素與該4種營養(yǎng)元素在0.01置信水平上呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明土壤中B元素與該4種營養(yǎng)元素具有不同的來源。初步推斷造成這種來源差異性的原因與不同地質(zhì)建造內(nèi)基巖類型不同有關(guān)。
表4 大涼山區(qū)土壤樣品中5種營養(yǎng)元素含量的Pearson相關(guān)性分析Table 4 Pearson correlation analysis of five nutrient elements in soil samples in Daliangshan Region
本研究參照中華人民共和國國土資源部發(fā)布的《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》(DZ/T 0295—2016),將土壤中Cu、Zn、Mn、Mo、B 5種營養(yǎng)元素豐缺等級劃分為過量、一級(很豐)、二級(豐富)、三級(適中)、四級(稍缺)、五級(缺乏)6級,見表5。根據(jù)該劃分標(biāo)準(zhǔn),繪制了大涼山區(qū)土壤中5種營養(yǎng)元素含量的空間分布圖(見圖3),并得到研究區(qū)8種不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中5種營養(yǎng)元素的豐缺等級(見表6),最后結(jié)合圖2即可以分析出研究區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中5種營養(yǎng)元素的分布及豐缺情況,具體分析結(jié)果分述如下:
圖3 大涼山區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中5種營養(yǎng)元素含量的空間分布圖Fig.3 Spatial distribution characteristics of soil nutrient elements in different geological formation areas of Daliangshan Region
表5 土壤中5種營養(yǎng)元素豐缺等級劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Classification standard for abundance and deficiency of nutrient elements in soil
表6 大涼山區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中5種營養(yǎng)元素的豐缺等級Table 6 Distribution levels of five nutrient elements in soils of different geological formation areas in Daliangshan Region
(1) 新生代松散堆積-碎屑巖建造單元。該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu元素整體呈現(xiàn)稍缺—豐富的水平,其含量介于16~30 mg/kg之間,在布拖縣附近土壤中Cu元素呈現(xiàn)很豐的水平,其含量介于30~50 mg/kg之間;土壤中Zn元素除在布拖縣整體呈現(xiàn)稍缺—適中的水平,其含量介于50~70 mg/kg之間,在布拖縣附近土壤中Zn元素呈現(xiàn)豐富的水平,其含量介于70~90 mg/kg之間;土壤中Mn元素在該地質(zhì)建造單元內(nèi)整體呈現(xiàn)適中—豐富的水平,其含量介于500~700 mg/kg之間;土壤中Mo元素除在布拖縣整體呈現(xiàn)稍缺—適中的水平外,其含量介于0.45~0.65 mg/kg之間,在布拖縣附近土壤中Mo元素呈現(xiàn)豐富的水平,其含量介于0.65~0.85 mg/kg之間;土壤中B元素在該建造單元內(nèi)整體呈現(xiàn)缺乏的水平,包括德昌市、冕寧縣、布拖縣附近,其含量小于30 mg/kg,但在西昌市西部地區(qū)及越西縣附近,土壤中B元素處于稍缺—適中的水平,其含量介于30~55 mg/kg之間。從植物生長所需營養(yǎng)元素來看,該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu、Zn、Mn、Mo元素整體可以滿足植物生長的需求,但土壤中B元素缺乏。
(2) 中生代陸內(nèi)盆地碎屑巖建造單元。在該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu元素整體呈現(xiàn)稍缺—豐富的水平,其含量介于16~30 mg/kg之間,在局部地區(qū)處于很豐的水平,其含量介于30~50 mg/kg之間;土壤中Zn元素在該地質(zhì)建造單元內(nèi)整體呈現(xiàn)稍缺—豐富的水平,其含量介于50~90 mg/kg之間,局部地區(qū)處于缺乏的水平,含量小于50 mg/kg;土壤中Mn元素在該地質(zhì)建造單元整體呈現(xiàn)適中—豐富的水平,其含量介于500~700 mg/kg之間,僅局部地區(qū)處于缺乏的水平,含量小于375 mg/kg;土壤中Mo元素整體呈現(xiàn)稍缺—豐富的水平,其含量介于0.45~0.85 mg/kg之間;土壤中B元素在該地質(zhì)建造單元內(nèi)整體呈現(xiàn)缺乏—稍缺的水平,缺乏水平含量小于30 mg/kg,稍缺水平含量介于30~50 mg/kg之間,部分區(qū)域達(dá)到豐富的水平,其含量介于55~65 mg/kg之間。從植物生長所需營養(yǎng)元素來看,該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu、Zn、Mn、Mo元素整體可以滿足植物生長的需求,但局部地區(qū)土壤中Cu元素過量,應(yīng)注意防范,土壤中B元素在該地質(zhì)建造單元內(nèi)整體較缺乏,應(yīng)注意補給。
(3) 中生代陸內(nèi)中酸性巖建造單元。該地質(zhì)建造內(nèi)土壤中Cu元素主要呈現(xiàn)稍缺—豐富的水平,其含量介于16~30 mg/kg之間;土壤中Zn元素在該地質(zhì)建造單元內(nèi)以豐富的水平為主,局部地區(qū)處于稍缺的水平,其含量主要介于70~90 mg/kg之間;土壤中Mn元素主要呈現(xiàn)適中—豐富的水平,局部地區(qū)處于略高的水平,其含量主要介于500~700 mg/kg之間;土壤中Mo元素主要處于稍缺—豐富的水平,局部地區(qū)呈現(xiàn)缺乏的水平,其含量主要介于0.45~0.85 mg/kg之間;土壤中B元素在該地質(zhì)建造單元內(nèi)表現(xiàn)為整體缺乏的水平,其含量小于30 mg/kg。從植物生長所需微量元素來看,該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu、Zn、Mn、Mo元素整體可以滿足植物生長的需求,但土壤中B元素缺乏,應(yīng)注意補給。
(4) 二疊紀(jì)陸內(nèi)基性-超基性巖建造單元。該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu、Mn元素整體處于很豐—過量的水平;土壤中Zn、Mo元素整體處于豐富的水平,其含量分別介于70~90 mg/kg、0.65~0.85 mg/kg之間;土壤中B元素整體處于較低的水平,但在研究區(qū)東部地區(qū)分布的二疊紀(jì)陸內(nèi)基性-超基性巖建造內(nèi)土壤中B元素呈現(xiàn)豐富的水平,其含量介于55~65 mg/kg之間。從植物生長所需營養(yǎng)元素來看,該地質(zhì)建造單元內(nèi)除部分地區(qū)土壤中B元素外,其他4種營養(yǎng)元素均能滿足植物生長的需求,區(qū)內(nèi)巖石所衍生的土壤中Cu、Mn元素含量易過高,應(yīng)注意適宜性農(nóng)林業(yè)選種,但土壤中B元素整體缺乏,應(yīng)注意補給。
(5) 震旦紀(jì)—三疊紀(jì)海相碳酸鹽巖-碎屑巖建造單元。該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu元素在適中、很豐、過量的水平均有分布,在沿金沙江一帶和牦牛山附近,土壤中Cu元素含量較高,出現(xiàn)過量趨勢;土壤中Zn、Mo元素呈現(xiàn)豐富的水平,其含量分別介于70~90 mg/kg、0.65~0.85 mg/kg之間;土壤中Mn元素含量豐富,在寧南縣、布拖縣附近的土壤中Mn元素處于過量的水平,其含量大于1 500 mg/kg;土壤中B元素整體處于缺乏的水平,但是在金沙江附近表現(xiàn)出略適中的趨勢。從植物生長所需營養(yǎng)元素來看,該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu、Zn、Mo、Mn元素均能滿足植物生長的需求,但土壤中B元素缺乏,應(yīng)注意補給。
(6) 前震旦紀(jì)中酸性巖建造單元。該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu元素含量整體偏低,大部分地區(qū)Cu元素表現(xiàn)為稍缺的水平,其含量整體小于20 mg/kg,而在螺髻山、磨盤山局部地區(qū)附近呈現(xiàn)出適中—豐富的趨勢,其含量介于20~30 mg/kg之間;土壤中Zn元素呈現(xiàn)適中的水平,在小相嶺范圍內(nèi)則表現(xiàn)為豐富—過量的趨勢;土壤中Mo元素整體呈現(xiàn)缺乏—適中的水平,僅在螺髻山附近的小范圍內(nèi)出現(xiàn)部分很豐—過量的趨勢,其含量大于0.85 mg/kg;土壤中Mn元素整體呈現(xiàn)適中—豐富的水平,其含量介于500~700 mg/kg之間,在越西縣、磨盤山、螺髻山附近出現(xiàn)部分很豐—過量的趨勢,其含量大于700 mg/kg;土壤中B元素總體呈現(xiàn)為缺乏的水平,但是在小相嶺和螺髻山附近呈現(xiàn)為適中的水平。從植物生長所需營養(yǎng)元素來看,該地質(zhì)建造單元巖石所衍生的土壤中有適合植物生長的Zn、Mn元素,而相對缺少Cu、Mo和B元素。
(7) 前震旦紀(jì)基性-超基性巖建造單元。該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu和Zn元素呈現(xiàn)為稍缺—適中的水平;土壤中B和Mo元素處于缺乏的水平;土壤中Mn元素總體處于適中的水平,局部地區(qū)處于過量的水平。該地質(zhì)建造單元內(nèi)巖石衍生的土壤中可能缺乏B和Mo元素,而Mn元素含量適中到很豐。
(8) 前震旦紀(jì)變質(zhì)基底建造單元。該地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu和Zn元素在北部牦牛山附近呈現(xiàn)為很豐—過量的水平;土壤中Mo元素呈現(xiàn)為稍缺—適中的水平;土壤中Mn元素表現(xiàn)為豐富—過量的水平;土壤中B元素表現(xiàn)為缺乏的水平。由此可見,該地質(zhì)建造單元內(nèi)巖石衍生的土壤中可能缺乏B元素。
綜上所述,大涼山區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中5種營養(yǎng)元素Cu、Zn、Mn、Mo、B含量在空間分布上存在一定的差異,整體上看,土壤中B元素在研究區(qū)內(nèi)呈現(xiàn)為缺乏的水平,這與土壤中營養(yǎng)元素在起點(建造基巖)至終點(土壤)的遷聚有十分緊密的聯(lián)系。這是由于建造基巖經(jīng)風(fēng)化作用形成成土母質(zhì),土壤會繼承成土母質(zhì)的元素組成特征,國內(nèi)外很多學(xué)者的研究成果已經(jīng)佐證了這一認(rèn)識。例如:在花崗巖類建造土壤中K元素含量較高,在片麻巖類建造土壤中Mg、P、Fe、B元素含量較高,在碳酸鹽巖類建造土壤中Ca元素含量較高,在片麻巖和花崗巖類建造土壤中Mo元素含量較高,在玄武巖和片麻巖類建造土壤中Cu、Mn元素含量較高。此外,在風(fēng)化成土的過程中,隨著理化條件的改變,不同地質(zhì)建造中元素釋放能力和遷聚特性也不相同。例如:片麻巖類建造的風(fēng)化土壤多呈酸性,有利于Cu、Mn元素的溶出;而碳酸鹽巖類建造的土壤多呈堿性,則限制了這些元素的溶出。
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)均大于35%,屬于高度變異,推斷其高度變異的原因與不同地質(zhì)建造單元內(nèi)成土母質(zhì)有一定的關(guān)系,其中土壤中Cu、Zn、Mo元素高度變異與其元素活動性較強(qiáng)有一定的聯(lián)系。(2) 通過對大涼山區(qū)土壤中營養(yǎng)元素進(jìn)行皮爾遜(Pearson)相關(guān)性分析可知,研究區(qū)土壤中B元素與其他4種營養(yǎng)元素Cu、Zn、Mn、Mo呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系,說明土壤中B元素與其他4種營養(yǎng)元素具有不同的來源,
(3) 通過對大涼山區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中5種營養(yǎng)元素Cu、Zn、Mn、Mo、B含量的空間分布特征進(jìn)行分析可知:研究區(qū)8種地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中Cu、Zn、Mn、Mo元素基本可以滿足植物生長的需求,僅前震旦紀(jì)中酸性巖建造單元內(nèi)土壤缺乏植物生長所需要的Cu、Mo元素;但二疊紀(jì)陸內(nèi)基性-超基性巖建造單元內(nèi)土壤中Cu、Mn元素含量過高,應(yīng)注意適宜性農(nóng)林業(yè)選種,在研究區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中B元素整體缺乏,應(yīng)注意B元素的補給。
(4) 研究區(qū)不同地質(zhì)建造單元內(nèi)土壤中營養(yǎng)元素的豐缺情況與地質(zhì)建造背景密切相關(guān),對土壤中營養(yǎng)元素含量進(jìn)行空間分布特征研究時應(yīng)與相應(yīng)的地質(zhì)建造背景相結(jié)合,這樣得出的分析結(jié)果會更加貼切研究區(qū)的實際情況。