土地质量地球化学评价中评价单元的划分——以宣恩县晓关乡为例

吴冬妹

(湖北省地质科学研究院,湖北 武汉 430034)

土地质量地球化学评价中评价单元的划分
——以宣恩县晓关乡为例

吴冬妹

(湖北省地质科学研究院,湖北 武汉 430034)

土地质量地球化学评价工作中评价单元是最基础的评价单位,对工作区评价单元进行划分是核心内容。以宣恩县晓关乡为例,采用评价区的土地利用现状图和地质背景图相叠加为主要方法,并按照采样单元格进行进一步分割和合并,能更合理真实地反映评价区的土地地球化学质量,为土地规划和农业种植结构调整提供准确的地球化学依据。

评价单元;地质界线;土地质量;图斑;宣恩晓关乡

土地质量地球化学评价以评价单元为基础[1],但对比较大的土地利用图斑的分割目前仍无明确的标准和固定的评价方法,但是无论评价方法如何,首先都要对工作区进行评价单元划分。合理划分评价单元会直接影响土地质量地球化学评价的最终效果。目前,“金土地”工程项目基本采用1/4 km2的方里网格线对大图斑分割形成评价单元,王洪翠等[2]在分析了影响山西忻州盆地土地地球化学质量主要因素后,采用利用类型图和土壤类型图相叠加的方法划分评价单元。陈桂华等[3]研究了武汉市的土地质量评价,按地貌与地表组成物质的差异划分评价的基本单元。吕巧灵等[4]在郑州市郊区土地生态环境质量评价中,将土地利用现状图、地貌图、坡度图、土壤肥力图、植被图、大气质量图、灌溉水质量图和土壤环境质量图叠加,形成综合的单元评价图。以上评价单元划分方法主要是针对平原或丘陵地区,土壤成因较单一,主要为冲洪积土壤。恩施地区以山地为主,土壤主要为残坡积物,一般为基岩风化形成,搬运距离短,从土壤地球化学图的趋势来看,各元素的区域分布特征与地层、岩性密切相关,因此,以上评价单元的分割方法均不太适宜,有必要对评价单元的分割和合并方法开展进一步研究。本文所论述的划分方法是以地层界线和1 km2方里网格线共同划分大图斑(超过1 km2),以该方法划分的评价单元进行评价,能更真实地反映山区土地质量现状,很好地解决山区土地质量评价难的问题。

1 评价区概况

宣恩县地处武陵山和齐岳山的交接部位,位于恩施州南部,属山区,以中山为主。出露地层从震旦系至第四系均有分布(图1),成土母岩主要为灰岩、砂岩、泥岩、页岩、硅质岩等,调查成果显示,黑色炭质页岩、硅质岩及炭质灰岩分布区的表层土壤均较为富硒。评价区内土壤类型主要为黄壤、黄棕壤、棕壤(表1,图2)。土地利用类型主要为林地,其次为茶园和旱地(表2,图3)。种植的农作物主要为茶叶,其次为玉米和水稻。

2 评价单元的分割

2.1 评价单元及其影响因素

评价单元是土地质量地球化学等级划分的基础单元,也是土地质量地球化学评价的核心,评价单元的划分决定了土地质量的评价是否合理,要根据评价的目的来确定评价单元。根据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)[5],1∶50 000、1∶10 000～1∶2 000土地质量地球化学评价单元同土地利用现状单元,及评价工作实际需求,在土地利用现状单元基础上,可叠加地形地貌、地质背景、土壤类型等不同图层产生新的评价单元;本文以宣恩县晓关乡为例,对其进行市县级评价,要求图件比例尺为 1∶50 000,采样平均密度为4.77点/km2[6],林地放稀至1.5点/km2,耕地加密至17.3/km2,进而探讨单元划分的方法。

图1 晓关乡地质背景图Fig.1 Geological background map of Xiaoguan Town,Xuan’en County1.石门组;2.嘉陵江组上段;3.嘉陵江组中段;4.嘉陵江组下段;5.大冶组;6.龙潭组、下窑组、大冶组并层;7.茅口组、孤峰组并层;8.梁山组、栖霞组并层;9.石炭系、大埔组并层;10.云台观组、黄龙组、写经寺组并层;11.纱帽组;12.罗惹坪组;13.龙马溪组;14.宝塔山组;15.大湾组、牯牛潭组并层;16.南津关组、红花园组并层;17.娄山关组上段;18.娄山关组下段;19.覃家庙组;20.天河板组、石龙洞组并层;21.石牌组。

图2 晓关乡土壤类型图Fig.2 Soil type map of Xiaoguan Town,Xuan’en County1.水稻土;2.石灰土;3.黄壤;4.黄棕壤;5.棕壤。

图3 晓关乡土地利用现状图Fig.3 Present landuse map of Xiaoguan Town,Xuan’en County1.水田;2.旱地;3.果园;4.茶园;5.其他园地;6.裸地;7.灌木林;8.有林地;9.其他林地;10.其他草地;11.内陆滩涂;12.采矿用地;13.水工建筑用地;14.村庄。

图4 晓关乡镉含量等值线图Fig.4 Cadmium content contour map of Xiaoguan Town,Xuan’en County

表1 各类土壤所占面积百分比Table 1 Percentage of all types of soil area

表2 土地利用类型面积百分比Table 2 Percentage of land use type area

由于影响土地质量的因素分为自然因素和人为因素[7],因此需要从这 2 个方面考虑一些有益、有害元素对土地的影响。属于自然成因范畴的有土壤类型、地形地貌、地质背景等[8],属于人类影响范畴的主要是土地利用类型。而土壤类型来源于其成土母质,尤其是本评价区内成土母质基本为残坡积物,土壤类型空间分布特征受成土母质控制强烈,且土壤元素含量分布(图4)与地质背景高度相关,土地利用现状和地质背景是影响土地质量的主要因素。

2.2 评价单元划分的基本要求

单元之间的土地特征差异明显,不同地貌部位的土地不能划为同一单元,地表水、土壤条件、元素含量值等因素指标有明显差异的不划为同一单元(图4),土地利用类型不同的不划为同一单元,市县级评价单元面积≤0.25 km2。单元内部的土地特征相似,单元边界应采用控制区域格局的地貌走向线、分界线,河流、沟渠、道路、堤坝等线状地物和有明显标志的权属界线。

2.3 评价单元的分割与合并

将地质背景图和土地利用现状图转化成比例尺为1∶50 000的mapgis图,将地质界线套合到土地利用现状图上,把>0.25 km2土地利用图斑挑选出来另存文件,再分别用地质界线和1 km2的方里网格线分割>0.25 km2的土地利用图斑,然后把分割后形成的微小图斑,优先土地利用类型合并,再按地质单元类型合并,最后综合考虑其他元素进行合并,以此方法划分的评价单元图形作为土地分等定级的基础,用相关的软件对未布设采样点的评价单元进行赋值,赋值后即形成各类土地质量地球化学评价图(图5)。

图5 评价单元的分割与合并过程Fig.5 Segmentation and merging process of evaluation unit

2.4 评价结果

用土地利用现状图与地质背景图叠加形成的评价单元对土地质量地球化学进行分等定级(图6),其土地地球化学质量与元素地球化学含量等值线及地质背景基本相吻合,能合理地反映评价区的土地质量地球化学现状。

土地质量地球化学评价成果应用范围广泛,既可以为土地管理和规划服务,也可以为土地整治、高标准农田建设、测土配方施肥等方面起指导作用。

3 结论与讨论

(1) 在以残坡积为主要土壤成因的地区,评价单元分割和合并时,将地质背景和土地利用作为主要因素考虑,其评价结果更符合实际情况,也使图面更为协调美观。

(2) 在冲积平原区,由于土壤都是冲积形成,来源较为单一,与地质背景关系不大,其评价单元分割和合并的效果没有山区明显。建议分割时考虑地形地貌、灌溉类型、种植方式等。

(3) 该类划分方法是基于恩施州宣恩县土地质量地球化学评价基础上提出的,目前建议适用于恩施地区土壤表层元素含量与成土母质密切相关的区域,其他地区采用此方法时要进行论证。

(4) 此方法的优点是能客观真实地评价该类土壤成因的土地地球化学质量,缺点是对地层划分精度要求高,若地层界线划分不准确,同样会导致评价单元划分的误差,进而影响评价结果。

图6 土地地球化学质量综合等级图Fig.6 Geochemical comprehensive grade of land quality map

[1] 徐康,金晓斌,吴定国,等.基于农用地分等修正的土地整治项目耕地质量评价[J].农业工程学报,2015,31(7):249-255.

[2] 王洪翠,杨忠芳,李伟,等.土地质量评估中评价单元的划分——以山西忻州盆地为例[J].地质通报,2008,28(2):203-206.

[3] 陈桂华,徐樵利.武汉市土地质量评价研究[J].华中师范大学学报(自然科学版),1995,29(4):529-533.

[4] 吕巧灵,吴克宁.在郑州市郊区土地生态环境质量评价[J].农业资源与环境科学,2007,23(1):118-122.

[5] 杨忠芳,余涛,李敏,等.土地质量地球化学评价规范:DZ/T 0295—2016[S].北京:中国标准出版社,2016.

[6] 吴冬妹,戴光忠,项剑桥,等.湖北省宣恩县土地质量地球化学评价报告[R].武汉:湖北省地质科学研究院,2016.

[7] 杨忠芳,余涛,冯海艳,等.区域生态地球化学评价数据的统计方法[J].地质通报,2007,26(11):1405-1412.

[8] 郝星耀,潘瑜春,唐秀美,等.基于空间聚类的平原旱作农区土地平整单元区划分方法[J].农业工程学报,2015,31(5):301-307.

(责任编辑：于继红)

Division of Evaluation Units in Land Quality Geochemical Assessment-ACase Study of Xiaoguan Town,Xuan’en County

WU Dongmei

(HubeiInstituteofGeosciences,Wuhan,Hubei430034)

In geochemical assessment of land quality,the evaluation unit is the most basic evaluation unit,and the work area evaluation unit division is the core content.In this paper,Xiaoguan Town,Xuan’en County,as an example,used that the present landuse map and the geological background map of the evaluation area are superimposed as the main method,and in accordance with the sampling cell for further segmentation and merging to reflect more rationally and truthfully the land geochemical quality of the evaluation area,and to provide accurate geochemical basis for land planning and agricultural planting structure adjustment.

evaluation unit; geological boundary; land quality; map spot; Xiaoguan Town; Xuan’en County

S159

A

1671-1211(2017)05-0558-05

2016-12-15;改回日期2017-03-27

吴冬妹(1968-),女,高级工程师,地球化学专业,从事农业地质及富硒产业调查与研究工作。E-mail:497534072@qq.com

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.P.20170824.1748.038.html数字出版日期2017-08-24 17:48

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2017.05.010