摘要：本文在广西东兰县土壤硒元素含量调查的基础上，分析了土壤硒含量地球化学分布特征，并对其成因来源及影响因素进行了初步探讨。结果表明，工作区表层土壤硒含量为（0.04～2.79）mg/kg，平均值为0.55mg/kg，影响工作区土壤硒含量的主要因素是成土母质，同时土壤理化性质、铁和锰氧化物和养分元素P、N等含量等指标也有一定的影响作用。
关键词：东兰县；硒；分布特征；影响因素
引言
硒（Se）是人和动物健康密切相关的微量生命元素，主要通过土壤—植物进入食物链循环，具有提高动物机体免疫和人体抗癌衰老的能力，土壤和植物中缺Se或者Se过量均会导致机体产生疾病[1-3]。广西1∶250000多目标区域地球化学调查成果表明富硒土壤面积达21200km2，为目前圈定出的最大面积连片富硒土壤，较为罕见。东兰县是著名的“长寿之乡”，土壤肥沃，本文以该县土地质量地球化学评价工作区为例，分析硒元素在表层土壤的地球化学特征、成因来源及影响因素，为富硒土地的开发利用提供地球化学依据。
1工作区概况
本次工作区位于广西壮族自治区东兰县境内，面积约930km2，地理坐标极值为东经107°10′41″～107°38′5″、北纬24°13′57″～24°51′1″之间。区内主要为山地地形，地质背景以二叠系、三叠系为主，成土母岩多为碳酸盐岩和碎屑岩。区内交通便利，为富硒土壤资源的开发利用提供了便利条件。
2材料和方法
2.1样品采集方法
本次采样工作遵循样品分布区域均匀性、代表性原则，采用网格加图斑的方式布设于水田、旱地、林（果）地、草地及山地丘陵等土层较厚地带，选用表层土壤样和土壤垂向剖面样采集的方法。其中，表层土壤样共3065个，为0～20cm的连续土柱，采用“S”形、“X”形等方式进行多点等量混合成一个样品；土壤垂向剖面样共230个，采集0～200cm连续土柱。土壤样品自然风干后过10目样筛，采用四分法进行缩分取样送实验室。
2.2样品分析测试
样品测试工作由华北有色地质勘查局燕郊中心实验室完成。采用AFS原子荧光光谱法测定土壤全硒，检出限为0.01μg/g；元素实际检出限、准确度、精密度等质量指标达到或优于《多目标区域地球化学调查规范》（DD2005-1）的要求。
2.3数据处理
统计前对所有数据进行异常值剔除，对不同成土母质土壤Se元素含量进行统计、GIS空间分析，使用GS+7.0软件进行半方差函数拟合，数据统计分析采用SPSS17.0和Excel 2010软件完成。
3结果与分析
3.1硒元素地球化学特征
对表层土壤样品的Se含量统计结果显示（表1），Se元素的含量范围为0.04～2.79mg/kg，平均值为0.55mg/kg，背景值为0.51mg/kg，与中国土壤（A层）背景值0.29mg/kg的比值K为1.76，表明东兰县工作区土壤中Se含量较为丰富。
表1 工作区硒含量参数统计（单位mg/kg）
半变异拟合函数中块金值与基台值的比值[Co/（Co+C）]称为块金系数，表示可度量空间自相关的变异所占的比例，反映系统变量的空间相关性的程度。对表层土壤样品硒含量进行半方差函数拟合分析，其决定系数为0.58，拟合函数参考价值中等，块金系数为10.74%，结果表明工作区硒元素具有强烈的空间自相关性，即其分布主要受自然因素影响，受到的人为干扰影响较小，土壤中硒元素主要来源于成土母岩风化残留。
依据《土地质量地球化学评价规范》，以Se含量≤0.125、0.125～0.175、0.175～0.40、0.40～3和＞3标准值分别划分为缺乏、边缘、适量、高和过剩5个地球化学等级。本次表层土壤样品Se含量达高等级的有2259件，占总样数的73.7%，反映了工作区表层土壤硒含量较丰富。依据这种划分，工作区土壤Se含量达高等级，即富硒土壤等级的面积约784 m2，占工作区面积的87%，主要分布于巴畴乡、隘洞镇、长江乡、武篆镇、三石镇等地区。在空间上与三叠系碎屑岩、碳酸盐岩和二叠系碳酸盐岩的分布吻合度较高，表明土壤中硒含量与分布特征与成土母质类型关系密切。
3.2不同成土母质的硒含量变化
从不同地质单元成土母质的硒含量统计来看（表2），各成土母质形成的土壤硒平均含量大小排序为：三叠系碳酸盐岩＞二叠系碳酸盐岩＞三叠系碎屑岩＞石炭系碳酸盐岩＞三叠系中性-酸性火成岩，成土母质从老到新形成的土壤硒含量逐渐升高。对垂向剖面中表层土壤（0～20cm）中硒含量与成土母质（深层土壤，180～200cm）中的硒含量进行了Pearson 相关分析，结果表明在它们之间存在显著相关（r=0.771，P＜0.01），这表明工作区富硒土壤主要是由高硒的岩层引起的。
表2 不同成土母质硒含量特征
3.3土壤硒含量与土壤性质和组分的关系
对表层土壤硒含量与土壤理化性质Corg、pH和土壤中其他元素、指标等进行Pearson 相关分析（表3）。可以看出，土壤Se与pH呈显著负相关（P＜0.01），这是由于土壤pH是控制Se4+和Se6+之间转化的主要因素，在土壤酸性条件下，随pH值下降，土壤中Se含量可迅速增加，此时以Se4+形式存在，迁移淋溶较弱，不易被生物吸收。而土壤Corg与Se呈显著正相关（P＜0.01），有机质可以通过降解作用释放出硒，使硒进入土壤作物生态循环系统，也可以与金属形成复合体，使提供的吸硒基团能够固定土壤中的硒，主要表现为固定[3]。
表3 表层土壤中硒与其他指标含量间的相关性
从金属元素来看，土壤Se与As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn呈显著正相关关系（P＜0.01），这是由于它们同属亲硫元素，具有相似的地球化学性质。Cr、Ni属亲铁元素，主要来源于成土母质，二者与土壤Se呈显著正相关（P＜0.01），表明工作区土壤Se主要源于成土母质。土壤Se与TFe2O3、MnO2、Al2O3呈显著正相关关系，表明富铁、锰、铝的环境较利于Se的富集。有研究表明，在湿润和酸性土壤中Se主要以Se4+形式存在，且倾向于与铁、锰、铝的半倍氧化物形成比较难溶的配合物，或被金属氢氧化物所捕获[11]。
从土壤养分元素来看，土壤Se与K2O无明显相关性，而与N、P 呈显著正相关关系（P＜0.01），说明土壤中N、P含量越高，越不利于土壤硒向植物迁移转化。杨忠芳等研究表明，磷灰石易吸附Se4+，几乎不吸附Se6+，这间接说明了工作区土壤中硒主要以Se4+形式存在。
4结论
（1）工作区土壤硒平均值为0.55mg/kg，背景值为0.51mg/kg，高于中国土壤（A层）背景值0.29mg/kg，富硒土壤覆盖面积为784 m2，占工作区面积的87.1%，表明工作区土壤中Se含量丰富。
（2）工作区土壤硒含量主要受控于成土母质，富硒土壤主要分布于三叠系碎屑岩、碳酸盐岩和二叠系碳酸盐岩区，土壤硒含量主要物质来源为碳酸盐岩母质风化堆积。同时，土壤pH值、Corg、TFe2O3、MnO2、Al2O3、As、Cd、Cu、N、P等元素指标，也是影响土壤硒含量的重要因素。
参考文献：
[1]广西壮族自治区第四地质队.2018.广西东兰县土地质量地球化学评价成果报告[R].
[2]迟清华，鄢明才.应用地球化学元素丰度数据手册[M].北京：地质出版社，2007.
[3]杨忠芳，余涛，侯青叶，等.海南岛农田土壤Se的地球化学特征[J].现代地质，2012，26（5）：837－849.
[4]李杰，杨志强，刘枝刚，等.南宁市土壤硒分布特征及其影响因素探讨[J].土壤学报，2012，49（5）：1012-1020.
[5]郑国东，吴含志，杨志强，等.广西南宁市横县土地质量地球化学评价报告[R].南宁：广西地质调查院，2015.
论文作者:蒋思杨,欧后峰,庞发友,卢小霞,李兆谊
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：土壤论文; 含量论文; 地球化学论文; 东兰县论文; 碳酸盐论文; 工作论文; 表层论文; 《基层建设》2019年第14期论文;