■洞庭湖—江汉流域多目标区域地球化学系列图编制
项目来源:中国地质调查局国土资源大调查
项目负责:伍光英，曾春芳，骆检兰
主要完成人:曾春芳，骆检兰，张德存，潘仲芳，全浩理，伍光英，陈富文，魏道芳，
廖西蒙，张开明，胡光明，杨晓君
成果概况:该项目隶属“全国土壤现状调查及污染防治”项目，通过收集整理洞庭湖—江汉流域多目标区域地球化学调查数据，编制了基础性图件和多目标区域地球化学系列图件123张和6 000余张表格。通过研究不同土壤类型、地质背景分布区、行政分区、地貌类型中地球化学元素的分布特点，较系统地总结了该地区地球化学元素的分布分配、富集与贫化、迁移转化规律，对重金属元素的土壤环境质量类型和植物主要营养元素的丰缺分布规律进行了研究，为该地区经济社会发展规划、合理利用土地资源、发展生态农业、环境建设等方面提供了可靠的基础地球化学资料；也为该地区第四纪地质的进一步研究提供了不可多得的地球化学数据资料。研究表明，洞庭湖—江汉流域土壤具有以下几个特点。
（1）洞庭湖—江汉流域土壤中相对富集了反映物质来源和生态环境特色的地球化学元素。
①两湖地区地球化学基准值基本属于一种二元体系的分布特征，从客观上表现现代异地源冲积层和原地风化母质土壤地球化学上的不同，这对下一步继续全面解析土壤特征和土地利用价值提供了丰富的基础资料。
但是，洞庭湖—江汉流域土壤中CaO的分布极不均匀。MgO、Na2O、Org.C（有机碳）、TC（全碳）、Cd、I、Sr等元素分布较不均匀，如MgO、Na2O、Sr等元素在洞庭湖中央平原是相对富集的。
②表层土壤有机质丰富，有机碳1.58%，全碳1.75%，说明两湖地区内植被发育。深部土壤中碳的含量明显减少，说明碳的循环主要发生在地表土壤和大气之间。
③表层土壤酸化较严重，pH值为5.80；深层土壤未受到土壤酸化的影响，pH值为6.81，呈中性。
④不同沉积环境所富集的元素有所不同。如湖沼相、河湖相沉积区土壤中均富集Cd和Zn两项重金属元素。而湖区的河湖相与湖沼相分布区的土壤除了富集CaO、Sr外，还同时富集Tc、MgO、Na2O、Org.C、S、P、N等组分。而湘江与资江流域河湖相沉积区土壤除富集Cd、Zn等重金属元素外，还明显富集Bi、Sn、Sb、W、As、Be、Pb、Tl、Se、Rb、Li、U、Th、Hg等元素，Na2O、CaO、MgO、Tc等元素和指标相对贫化。沅江口河湖相沉积区土壤也相对富集Cd、Hg、Zn和N、P、S、Org.C、Tc等元素和指标。澧水流域河湖相沉积区的土壤相对富集的元素较少，除富集Cd以外，还富集MgO、Na2O、P等。侏罗纪岩体分布区的土壤明显富集Sn、Bi、Rb、Tl、Be、U、Li、Pb、Th、K2O、Ga、W、Al2O3等亲石亲氧元素，而相对贫CaO、Ni、Mo、Cr、Mn、Sb、MgO、Cd、Co、V、Cu、B、As、Sc、Ti、TFe2O3、Y、P、Au等基性、亲铁元素，相对贫化Tc、Org.C、N等组分。
（2）洞庭湖—江汉流域既有植物营养有益元素非常丰富的土地资源，也存在缺乏个别元素的局部地区。研究表明，洞庭湖—江汉流域土壤中植物营养有益元素整体上较丰富，大部分营养有益元素含量是非常丰富的。有机质、全氮、全钾等元素适量以上等级的土壤占了90%以上，其中，丰富以上等级的土壤占了接近50%以上。全区土壤中是缺磷的，全区适量以上等级的土壤只占了0.84%，因此要特别需要注意合理使用磷肥。此外，也存在较大区域的土壤中缺乏一些营养有益元素，值得重视。洞庭湖—江汉流域的水域的有机质、氮、硫、氯等元素和指标相对缺乏，提示我们在这些地区开发农业生产时一定要注意多施用有机肥料。
（3）表层土壤中出现了大面积的重金属污染，环境状况不容乐观。全区15个城镇区因污染因素造成了不同的地球化学背景，最显著的是长沙、湘潭和株洲，挑选出的12种元素均出现高量背景，而以株洲富集指数最高，其Pb 3.11，Sb 2.92，Hg 3.66，Cd 6.56，Bi 4.32，As 1.69，应是全区母质背景和人为因素共同形成的典型背景区。武汉城区作为华中最大城市却未出现如长—株—潭那样的污染高背景，在剔除异常量后仅见Hg、Pb、Zn、Cd、Sn、Se、S、P等偏高分布的地球化学背景，其状态比常德、岳阳、益阳等城区还要低缓，而其中的益阳城区出现Sb富集系数达5.5的高量，值得注意。其余城区相对比较好，尤其是宜昌，目前尚未出现因人为因素出现重金属高背景，而荆州、孝感、天门、荆门、潜江等城镇区仅出现重金属为主的弱高背景。
（4）土壤地球化学特征直接反映出第四纪沉积环境特征。综合研究发现，洞庭湖—江汉平原作为一个特殊的沉积盆地，其沉积环境特征非常明显。与周围正在受剥蚀的丘陵岗地比较，明显是富钙镁钠、强碱性的沉积环境，说明长江支流对洞庭湖的影响程度较弱，而长江冲积物对整个环境的影响程度更强一些。
洞庭湖—江汉平原周围早期湖积物的成分却与周边剥蚀环境的元素组合更接近一些，而局部成分存在一定的差异。说明早期洞庭湖—江汉平原的环境相对封闭一些，与长江的关系不太明显，而受近地物源的控制明显一些。
（5）洞庭湖—江汉平原具有特殊的土壤地球化学类型和土壤地球化学分区。一方面本区存在主要受母质层控制的地球化学分区，但也存在人为因素的影响，即武汉、荆州两市区出现的重金属污染叠加特征区，但和湘中长—株—潭比较，都不十分强烈。两湖周缘垄岗—低山丘陵贫钙镁地球化学区环绕两湖平原高钙镁区周缘分布，地质背景为除全新统外的所有母质区，包括第四系更新统、第三系、中—古生界、元古界以及岩浆岩等，土壤基本为原地源风化母质土壤以及后生的水稻土，基本为酸性土。
建议如下。
（1）合理调整经济社会发展规划，优化用地结构。洞庭湖—江汉流域已经查明了土地质量及农作物适生地质环境条件，因此可以据此合理调整农业区划和规划，对农用地进行合理的分等定级；合理调整城镇建设规划和土地利用总体规划，将包括长—株—潭城市区在内的受到重度污染的种植用地调整为建设用地，而将清洁无污染的土地调整为基本农田永久保护起来。
（2）合理利用无污染优质土地资源，开发适宜的农产品。研究表明，洞庭湖—江汉流域有近62 200km2的土地是属于无污染的土地，适合种植各类农作物和开发各类不同的农产品。同时可针对富含某些特殊的对人体有益的元素的土壤，在进行深入研究的基础上，选择适合的地区发展和开发新型农产品，如富硒等元素的农产品。
（3）深入调查土壤污染源，建立两湖地区生态地球化学环境监测体系。对湘江下游出现的土壤重金属污染，及时开展深入的调查。其调查步骤包括:查清污染源，切断污染源，查明影响程度，采取应对措施。为了及时掌握重金属污染变化的新动态，以此次生态地球化学调查为数据库平台，以生态地球化学环境监测单元为基础，以控制基本农田保护区、重点土地污染区和地球化学异常区的土地质量变化为目标，建立两湖地区生态地球化学环境监测体系，掌握重金属污染变化的新动态，为治理重金属污染及时提供基础资料。
（4）逐步推进大比例尺的生态地球化学调查，提高土地环境质量调查评价程度。目前已经建立了调查区的土壤元素背景值，了解了宏观层面的土地质量现状。但是，要划分出污染土地、优质土地的准确界线和掌握具体情况，为政府科学决策服务，还需做更详细的调查评价。建议在此次1∶25万调查的基础上，开展重要农业区、长—株—潭重金属污染区的1∶5万生态地球化学调查评价。
（5）制定适当的土地施肥方案，科学指导农业土壤施肥。本次调查表明，在某些地区存在明显营养有益元素缺乏，但本次调查是以总量数据为主，关于元素的有效态的数据比较缺乏。因此应当加强在这些营养有益元素缺乏的地区，开展深入的调查与研究，在此基础上制定出适当的土地施肥方案，科学地指导这些地区的农业土壤施肥。
此外，在本区许多营养有益元素丰富的地区，也应当研究这些元素的有效态的特点，针对某些总量含量较高，而有效态却很低的地区，要研究出适当的办法，提高元素的有效态和植物的利用率。
（曾春芳 编）
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