地质与资源
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2020年 29卷 6期
刊出日期 2020-12-30
东北黑土地资源地质生态调查专辑
东北黑土地资源地质生态调查专辑
503 翟富荣, 梁帅, 戴慧敏
东北黑土地地球化学调查研究进展与展望
东北黑土地是世界四大黑土区之一，以高有机质和高肥力而著称，在保障国家粮食安全中具有举足轻重的地位.东北平原大地构造位置上属于欧亚板块大陆边缘活动带，经历了多期复杂地质作用和环境演化过程，逐渐形成如今的黑土地.黑土矿物组分主要包括伊利石、蛭石、高岭石和蒙脱石.黑土地被开垦后农田化过程中存在黑土退化、地质调查方法不统一、基础地质研究薄弱、综合研究不足等主要地质问题.目前主要通过土地质量地球化学调查、遥感等技术手段，已在黑土地质量状况、土地质量限制因子及其交互作用机理、黑土形成时代及其环境、黑土地关键带天-空-地一体化调查方法、富硒土地资源筛选等领域取得重要研究进展.今后地质工作者应在长观基地监测与国际联合公关、黑土地修复地质方案研究与实践、元素地球化学循环机制研究、黑土形成演化理论、土地资源“双评价”技术方法等方面加强探索及综合研究，确保黑土可持续利用.
2020 Vol. 29 (6): 503-509,532 [摘要] ( 174 ) [HTML 1KB] [ PDF 567KB] ( 510 )
510 戴慧敏, 刘凯, 宋运红, 梁帅, 张一鹤, 刘国栋, 杨泽
东北地区黑土退化地球化学指示与退化强度
利用东北地区土地质量地球化学调查数据，分析探讨了黑土不同退化类型的地球化学指标变化，并与20世纪80年代对比分析了黑土下降的面积和强度.结果显示，有机质下降和盐碱化是黑土退化的关键因素，在有机质缺乏区和碱性土壤区，土壤C/N值均小于10.0，且全氮、全磷、全硫、有机碳等指标间呈现弱相关性，而代表黏粒的铝、铁氧化物或指标与易被这些物质吸附的微量元素仍保持“生命共同体”特点.对比海伦及公主岭地区不同时期土壤锌、钼等微量元素含量，显示锌、钼等微量元素含量10年来均明显下降，表明在黑土有机质流失以及土壤盐碱化过程中土壤全氮、全磷、全硫以及锰、锌等营养元素在一定程度上随之流失.自20世纪80年代以来，松辽平原区土壤有机碳减少面积达54.45%，有机碳减少了131 Mt，其中向大气释放碳数量为26.2 Mt.在开垦相对较晚的黑龙江省，黑土有机碳下降程度最强，由北向南随着开垦程度增强，有机碳下降程度反而相对较小，体现随着开垦程度增强，有机碳不断趋于平稳的过程.通过统计及对比研究认为，在研究黑土退化及黑土开发保护过程中既要重视人为活动导致的土壤养分流失，也要重视黑土向强酸、强碱化发展的趋势.
2020 Vol. 29 (6): 510-517 [摘要] ( 107 ) [HTML 1KB] [ PDF 626KB] ( 405 )
518 房娜娜, 刘凯, 刘国栋, 许江, 张一鹤, 杨泽, 陈江, 戴慧敏
黑土肥力质量评价的生物指标研究进展
由于受到自然因素和人类掠夺式开发利用的影响，黑土肥力下降不断加剧，对国家粮食安全构成重大威胁，黑土肥力质量评价指标已成为当今土壤学的研究热点.传统的研究涉及较多化学和物理指标，近年来生物检测技术迅猛发展，土壤生物指标因其灵敏性较高已逐渐成为土壤肥力质量评价的重要参数，但还没有形成统一的标准，因此有必要梳理一下土壤生物指标.本文对近些年土壤微生物、酶活性及动物等土壤肥力质量评价的生物指标的研究进展进行了综述，为黑土肥力质量评价提供新的研究思路和手段.
2020 Vol. 29 (6): 518-524,542 [摘要] ( 99 ) [HTML 1KB] [ PDF 576KB] ( 389 )
525 王建华, 陶培峰, 袁月, 李志忠, 杨佳佳
PSR框架下的黑龙江省海伦市耕地质量评价
为科学评价现有耕地质量水平，利用环境卫星、Landsat8遥感影像以及地球化学调查等数据，提取了土壤肥力、水分、重金属污染等多种指标信息，采用与土壤水含量相关性更强的TVDI代替传统的DVI方法，建立了基于压力-状态-响应模型（PSR）的土壤质量评价方法.运用层次分析法（AHP）为各评价指标赋予权重，结合专家评分与线性内插法实现评价因子的定量评价，最终将各评价因子进行空间权重叠加获得地块评价单元.评价结果表明：海伦市一级耕地占28.75%，二级耕地占71.17%，三级及以下耕地占0.08%，耕地质量总体较高.通过对不同等级耕地空间分布的结果分析，提出了针对性的耕地改良建议.
2020 Vol. 29 (6): 525-532 [摘要] ( 116 ) [HTML 0KB] [ PDF 687KB] ( 352 )
533 刘国栋, 杨泽, 戴慧敏, 张一鹤, 肖红叶, 陈江
黑龙江省海伦市长发镇土地质量地球化学评价及开发建议
基于海伦市长发镇1：1万土地质量地球化学调查获得的土壤重金属元素和养分元素数据，参照土壤环境质量标准（GB15618—2018）和土地质量地球化学评价规范（DZ/T0295—2016），采用单指标评价法对研究区土壤养分和土壤环境质量进行评价，并在此基础上，将两者叠加分析，对研究区进行土地质量地球化学综合判定.结果表明：研究区内土壤养分以丰富及较丰富为主，分别占长发镇总面积的37.49%和62.22%，区内缺乏B、Mo；研究区99.94%的土地为无风险（一等），0.06%的土地为风险可控（二等），风险可控土地主要受Cd及Hg元素的影响；土地质量地球化学综合评价结果显示，研究区以一等（优质）土地为主，占评价区总面积的99.66%；研究发现长发镇富Se土地资源面积19.25 km2，土壤中Se含量为0.4×10-6～1.4×10-6，平均值为0.44×10-6；长发镇符合绿色食品产地的耕地面积138.44 km2，占调查区耕地面积的99.84%，其中绿色富Se、绿色食品产地分别为18.53 km2和119.91 km2.
2020 Vol. 29 (6): 533-542 [摘要] ( 136 ) [HTML 0KB] [ PDF 901KB] ( 336 )
543 宋运红, 张哲寰, 杨凤超, 梁帅, 魏明辉, 刘凯, 许江
黑龙江海伦地区垦殖前后典型黑土剖面主要养分元素垂直分布特征
垦殖前后典型黑土主要养分元素特征研究对东北黑土资源的可持续利用和保护东北大粮仓具有重要作用.在松嫩平原东部海伦地区对比研究了典型黑土区40年间土地利用未发生改变的地区（本次对比研究林地和耕地），布设了4条典型黑土剖面，对垦殖前后典型黑土剖面中土壤肥力的主要指标元素（有机质、全氮、全磷、C：N及pH值）分别对比分析.结果表明：有机质、全氮、全磷含量表现为随土壤深度急剧下降—缓慢下降—基本稳定的变化趋势；垦殖虽然改变了各土层土壤中养分元素的含量，但是并未改变其随土壤深度的变化规律；垦殖在一定程度上影响了表层黑土土壤的pH值，导致耕地表层黑土土壤慢慢酸化.研究结果可为黑土资源的可持续利用、保护及修复提供科学依据.
2020 Vol. 29 (6): 543-549 [摘要] ( 113 ) [HTML 0KB] [ PDF 747KB] ( 356 )
550 刘驰, 刘希瑶, 刘澎
松辽平原典型黑土区有机质的变化及影响因素分析
根据2003～2008年松辽平原中南部地区多目标区域地球化学调查成果，研究了典型黑土区有机质的分布特征，提出了绥化-哈尔滨-四平一线典型黑土区有机质含量具有纬度地带性分布特点，有机质由北向南逐渐降低.分析了土壤有机质的影响因素，认为土壤的成土母质和土壤质地是决定有机质含量的重要基础，湖相沉积物和土壤质地细腻，黏粒成分多，有机质含量高.气温和降水等气候条件是影响土壤有机质的主要因素，低温湿润气候条件有利于有机质积累.耕地开垦时间长、作物连作和化肥使用等人为因素降低了有机质含量.
2020 Vol. 29 (6): 550-555 [摘要] ( 90 ) [HTML 0KB] [ PDF 660KB] ( 299 )
556 韩晓萌, 戴慧敏, 梁帅, 刘凯
黑龙江省拜泉地区典型黑土剖面元素地球化学特征及其环境指示意义
地表中元素的地球化学行为与自然环境密切相关，土壤中元素分布的变化记录了其形成时的环境特征.以拜泉地区典型黑土剖面为对象，对其常量、微量元素的分布规律及其蕴含的环境信息进行研究，探讨了研究区土壤剖面风化程度及剖面形成过程中气候演化特征.结果表明，拜泉土壤剖面常量元素含量除SiO2和Na2O外，总体上高于东北平原平均值；化学蚀变指数（CIA）平均值为58，硅铝铁率（Saf）值较高，属于弱风化强度.植物生长所必需的微量元素N、P、S、Mn、B、I、Ge、Se和Mo等在温暖气候条件下，在表层和淀积层积累，含量较高，在淋溶层和母质层含量较低；寒冷干燥条件下，在表层积累.金属微量元素与Fe元素具有较强的相关性，说明其垂向组分不仅受气候条件控制，同时受常量元素控制.常量元素迁移规律表明，剖面腐殖层土壤成熟度高，成土过程中以温暖湿润气候为主；淀积层可能处于脱Na、Ca阶段，成土过程中气候相对寒冷干燥.
2020 Vol. 29 (6): 556-563 [摘要] ( 124 ) [HTML 0KB] [ PDF 856KB] ( 343 )
564 潘志恒, 李鑫, 白荣杰, 孙洪翔, 李延锋, 韩钊
长春经济区土壤地球化学特征
长春经济区可划分为低山丘陵和山前台地平原两个地貌区.自然景观环境要素由东向西呈有规律的渐变，土壤亦由暗棕壤、白浆土—黑土—黑钙土过渡.通过对大量的土壤地球化学资料的分析研究，结果表明：区域景观环境要素控制区域土壤地球化学作用及土壤元素分布，地质构造单元制约成土母质元素分布；元素分布在很大程度上继承母质元素的地球化学特征，不同景观环境中元素分布亦有一定的差异；而且人类生产活动对土壤元素的分布以及土壤性状土壤肥力影响巨大，对此应给予关注.
2020 Vol. 29 (6): 564-569 [摘要] ( 114 ) [HTML 0KB] [ PDF 826KB] ( 292 )
570 肖红叶, 戴慧敏, 杨泽, 刘国栋, 高铁, 杨佳佳, 张一鹤
黑龙江省兴凯湖自然保护区生态系统固碳服务功能评价
湿地是自然界中重要的“碳汇”，其碳储量变化对全球气候变化和温室效应有重要的影响.选择地理位置独特的黑龙江兴凯湖自然保护区作为研究区，根据保护区内不同土壤类型采集表层（0～20 cm）土壤样品，利用遥感解译的保护区土地利用图、土壤储碳量和植物固碳量计算公式，核算兴凯湖自然保护区生态系统固碳服务总量，同时借鉴瑞典碳税法和中国造林成本法，估算兴凯湖保护区固碳服务功能价值为4.9亿元.结果显示，兴凯湖自然保护区湿地固碳服务功能高于全国平均水平，且高于同纬度同属东北平原的莫莫格湿地，为保护区今后的保护管理策略提供了有效的参考依据.
2020 Vol. 29 (6): 570-573 [摘要] ( 145 ) [HTML 0KB] [ PDF 694KB] ( 330 )
574 贺鹏飞, 魏明辉, 李秋燕, 张哲寰, 许江
内蒙古鄂伦春旗东部主要农耕区土壤有机碳含量及主要影响因素分析
利用鄂伦春自治旗东部主要耕地区1：25万土地质量地球化学调查数据，查明了研究区内表层和深层土壤有机碳储量和有机碳密度分布特征，分析了研究区内土壤有机碳储量、有机碳密度与土壤类型、土地利用方式之间的关系，探讨了土壤类型和土地利用方式对土壤有机碳的作用机理.结果表明研究区内土壤有机碳含量分布不均，土壤类型和土地利用方式是土壤有机碳储量和有机碳密度的主要影响因素.
2020 Vol. 29 (6): 574-578 [摘要] ( 92 ) [HTML 0KB] [ PDF 787KB] ( 271 )
579 许江, 戴慧敏, 刘国栋, 宋运红
不同土地利用方式下土壤酶活性的变化研究
选择黑龙江省海伦市相邻耕地和林地作为研究对象，分析了土地利用方式、土壤深度以及部分地球化学特征等对土壤中蔗糖酶、脲酶、过氧化物酶活性的影响.结果表明：蔗糖酶受土壤深度影响较为明显，表层土壤中蔗糖酶活性显著高于深层土壤，而与土地利用方式无关；脲酶受土壤深度影响较小，但土地利用方式对其影响较大，如种植大豆可以显著提升土壤脲酶的活性，除此之外脲酶活性还受土壤黏粒含量的影响；过氧化物酶活性主要受控于土壤有机碳的含量，受土壤深度影响较小，但深层林地土壤中过氧化物酶活性显著高于深层耕地土壤.
2020 Vol. 29 (6): 579-584 [摘要] ( 111 ) [HTML 0KB] [ PDF 788KB] ( 291 )
585 张哲寰, 赵君, 宋运红, 贺鹏飞, 魏明辉
黑龙江省克山县土壤-作物系统硒元素地球化学特征
黑龙江省克山县是我国克山病区.通过分析土壤表层（0～20 cm）样品809件，深层（150～200 cm）样品205件，对不同类型土壤中微量元素Se的含量、有效态含量、农作物籽实Se含量特征进行了研究.结果显示：土壤表层Se元素含量平均为0.249×10-6，低于全国平均值，高于世界、和东北平原黑龙江省土壤平均值，土壤表层Se含量以足硒为主要特征，足硒土壤面积达93.95%；土壤深层Se含量平均为0.167×10-6，明显低于土壤表层，Se含量不足或缺Se土壤面积占62.62%；不同类型土壤表层Se含量由高到低顺序为黑钙土=草甸土 > 黑土 > 暗棕壤，深层Se含量由高到低依次为暗棕壤 > 黑土 > 草甸土 > 黑钙土，与土壤表层高低顺序相反；不同土地利用类型Se含量显示建设用地和耕地Se含量较高，林地和水利用地含量较低，反映Se含量受人类活动影响明显；玉米、大豆、水稻主要农作物籽实Se含量平均为0.033×10-6，呈低Se特征.
2020 Vol. 29 (6): 585-591,555 [摘要] ( 112 ) [HTML 0KB] [ PDF 837KB] ( 286 )
592 姜侠, 张立, 崔玉军, 李瑛
黑龙江省绥棱县土壤硒空间分布特征及其与土壤性质的关系
基于黑龙江省1：5万富硒土地专项调查取得的7701个高精度土壤数据，分析了硒、有机碳（TOC）、pH等理化指标，运用统计分析、相关分析研究了绥棱县农田土壤硒空间分布特征，并探讨硒与土壤性质的关系.结果表明，土壤硒含量在0.05×10-6～0.87×10-6之间，平均硒含量0.27×10-6；农田土壤以足硒为主，足硒土壤占比88.00%，富硒土壤占比3.90%，硒潜在不足土壤占比7.24%，缺硒土壤占比0.86%.不同土壤类型硒平均含量由高到低依次为黑土 > 草甸土 > 暗棕壤 > 白浆土 > 风沙土.相关分析结果表明，TOC是影响土壤Se含量的主要因素，pH对土壤Se含量影响不明显.
2020 Vol. 29 (6): 592-596,578 [摘要] ( 115 ) [HTML 0KB] [ PDF 845KB] ( 298 )
597 刘凯, 杜守营, 戴慧敏, 魏明辉, 宋运红
黑龙江省五常市东部土壤中硒分布及影响因素
硒是人和动物必需的微量元素之一，富硒土壤的开发利用前景广阔.黑龙江省五常市东部优质水稻种植区土壤中Se含量为0.03×10-6~0.5×10-6，算数平均值0.245×10-6，属于低Se和缺Se土壤面积占90.37%，足Se面积占9.48%，富Se面积仅0.15%.进一步研究显示，低Se的成土母质是导致研究区土壤缺Se的主要原因.土壤Se含量的空间分布受土壤质地、氧化物、有机质以及微地形的影响.
2020 Vol. 29 (6): 597-602 [摘要] ( 83 ) [HTML 0KB] [ PDF 836KB] ( 358 )
603 张立, 姜侠, 崔玉军, 窦智慧, 李瑛, 孙振伟
松嫩平原吕大火房垂直剖面中硒赋存形态及影响因素分析
吕大火房剖面位于松嫩平原东部，是研究松嫩平原富硒土壤带中硒来源的典型自然剖面.在白垩系嫩江组（K2n）两条垂直剖面上共采集了33件样品，分析了硒及其赋存的7种形态、总有机碳（TOC）、pH等理化指标.结果表明，所采集的样品硒含量在0.01×10-6～3.05×10-6之间，平均含量0.56×10-6，不同层位样品硒含量差异较大；剖面样品中硒以残渣态硒为主要赋存形式，残渣态硒平均含量0.092×10-6，所占比例为51.98%.剖面样品硒含量主要受成土母质（油页岩）影响，相关分析结果表明，TOC和pH对剖面硒含量分布有一定的影响，TOC与强有机结合态硒、腐殖酸结合态硒、离子交换态硒、水溶态硒呈正相关关系，pH与各形态硒均呈负相关关系.
2020 Vol. 29 (6): 603-608,584 [摘要] ( 86 ) [HTML 0KB] [ PDF 876KB] ( 259 )
609 魏明辉, 许江, 李秋燕, 贺鹏飞
内蒙古鄂伦春旗土壤钼元素的分布特征及主要影响因素
钼元素是动植物生长必需的微量元素，生命体中的钼元素直接或间接来自土壤.依据内蒙古自治区鄂伦春旗东部主要耕地区1：25万土地质量地球化学调查项目所采集的土壤样品分析数据，对研究区内表层土壤钼含量进行了营养等级评价.鄂伦春旗东部地区土壤钼含量普遍达到丰富级以上.同时分析了地球化学指标、土壤类型、成土母质等对土壤钼含量的影响.认为钼含量在pH值为5～7之间时随pH增大而减小；在有机质含量20×10-3～140×10-3时，随有机质含量增加而减少.认为暗棕壤及其对应的成土母质为本区提供了钼的来源；提出了研究区内土壤钼主要来源于基岩风化的结论.
2020 Vol. 29 (6): 609-613 [摘要] ( 96 ) [HTML 0KB] [ PDF 838KB] ( 304 )
614 杨泽, 刘国栋, 戴慧敏, 张一鹤, 许江, 肖红叶
黑龙江省兴凯湖平原土壤pH值时空变化特征分析
土壤酸碱度是影响土壤化学和生物学性质的一个重要因素，会对土地生产力产生重要影响.为掌握兴凯湖平原土壤pH值近年来变化状况，采用空间统计方法，基于全国第二次土壤普查及2019年土壤pH值数据，对工作区近30年土壤pH值时空变化特征进行了分析.结果表明：兴凯湖平原土壤pH值总体呈下降趋势，但整体上土壤pH值变幅不大，主要集中在±0.5～±1区间.从土地利用类型上来看，兴凯湖平原耕地区土壤pH值均呈下降趋势，西部的林地区pH值整体保持不变或略有上升.在兴凯湖平原4种主要土壤类型中，除暗棕壤外，其他3类土壤在近30年间pH平均值均呈下降趋势.因此需要对工作区土壤pH值变化的原因进行多因素、定量分析，以进一步明确具体原因.
2020 Vol. 29 (6): 614-620 [摘要] ( 118 ) [HTML 0KB] [ PDF 905KB] ( 294 )
621 陈江, 陈霄燕, 戴慧敏, 刘国栋, 刘凯, 房娜娜, 毛朝霞
沸石矿物在东北地区黑土地盐碱化土壤改良中的应用
东北黑土地特别是松嫩平原的土地盐碱化趋势正在加剧，对黑土地粮食安全提出了很大的挑战，因此，改良盐碱地土壤成为重要的工作.半干旱气候、地质条件、低洼地形及地下水位等都是引起东北黑土地盐碱化的因素，松嫩平原苏打盐碱地尤为突出，其土壤盐分中主要阳离子为Na+，阴离子为CO32-和HCO3-，具有高碱化特点.沸石作为离子交换剂和吸附剂，能吸附盐碱土中的钠离子和硫酸根离子等，降低土壤pH值和碱化度，同时可增加土壤对铵根离子、磷酸根离子和钾离子的保持能力，提高养分有效性，对于土壤改良效果显著.但由于沸石改性、用量及时效等各方面的不确定性，因此在今后研究中更应注重因地制宜地利用沸石矿物开展盐碱地土壤改良、加强沸石矿物改性与再生的研究，使其在盐碱地脱盐降碱等方面发挥更大的作用.
2020 Vol. 29 (6): 621-626 [摘要] ( 101 ) [HTML 0KB] [ PDF 801KB] ( 385 )
627 杨佳佳, 张一鹤, 冯雨林, 高铁, 肖红叶, 刘洋, 杨泽, 魏明辉, 张哲寰
松嫩平原东部土地利用时空动态变化分析
基于1985、2000、2017年3期土地利用遥感监测数据，利用土地利用转移矩阵、重心模型、生态环境质量指数等方法，对松嫩平原东部30年间土地利用转型时空变化特征及生态环境效应进行分析.结果表明：1985~2015年，松嫩平原东部地区土地利用以耕地和林地为主，分布界线清晰.土地利用强度持续增加，前期增加较快，后期趋缓.土地利用转型主要表现为农业生产用地持续增加，生态用地持续减少，建设用地小幅增加，前期变化剧烈，后期趋缓.土地利用转型方向较为稳定.重心转移轨迹变化较大，其中变化最大的是1985~2000年，水域的转移轨迹向西北方向偏移76.34 km.松嫩平原区域生态环境质量指数从1985年的0.395持续下降至2017年的0.361，生态环境质量持续恶化.2017年空间分布以中质量区和中低质量区为主，农业生产用地与草地、未利用地之间的相互转变是影响生态环境质量变化的主要因素.
2020 Vol. 29 (6): 627-634,602 [摘要] ( 79 ) [HTML 0KB] [ PDF 962KB] ( 387 )
635 赵君, 汪月华, 张哲寰
多目标地球化学调查数据在松嫩平原油气藏远景预测的应用
利用全国多目标土地调查获得的海量地球化学数据，以松嫩平原深层样品为研究对象，利用卤族元素和全碳、氧化钙等异常特征，结合地质特征对松嫩平原油气藏进行预测.在松嫩平原圈定了3个油气藏远景区，其中YQ-1位于大庆油田东部，具有较好发现油气藏的潜力.YQ-2、YQ-3具有进一步发现油气藏潜力.
2020 Vol. 29 (6): 635-640,626 [摘要] ( 75 ) [HTML 0KB] [ PDF 1000KB] ( 285 )
地质与资源
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