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物探与化探  2022, Vol. 46 Issue (5): 1114-1120    DOI: 10.11720/wtyht.2022.0051
  东北黑土地地球化学调查专栏 本期目录 | 过刊浏览 | 高级检索 |
海伦市土壤主要微量元素空间分布特征
李秋燕1,2,3(), 张一鹤1,2,3(), 魏明辉1,2,3, 贺鹏飞1,2,3
1.中国地质调查局 沈阳地质调查中心,辽宁 沈阳 110034
2.自然资源部 黑土地演化与生态效应重点实验室,辽宁 沈阳 110034
3.辽宁省黑土地演化与生态效应重点实验室,辽宁 沈阳 110034
Spatial distribution of the soil trace elements in Hailun City
LI Qiu-Yan1,2,3(), ZHANG Yi-He1,2,3(), WEI Ming-Hui1,2,3, HE Peng-Fei1,2,3
1. Shenyang Center of China Geological Survey, Shenyang 110034, China
2. Key Laboratory of Black Soil Evolution and Ecological Effect, Ministry of Natural Resources, Shenyang 110034, China
3. Key Laboratory of Black Soil Evolution and Ecological Effect, Liaoning Province, Shenyang 110034, China
全文: PDF(1909 KB)   HTML
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摘要 

以海伦市研究区1 175件表层(0~20 cm)土壤样品主要微量元素(B、Cu、Mn、Mo、Zn)的实测含量为研究对象,采用地统计学与GIS相结合的方法,对土壤微量元素的含量及空间分布特征进行分析。结果表明:研究区表层土壤中B和Mo含量较缺乏;Mn和Mo的块金效应大于75%,空间自相关性弱,B、Cu和Zn块金效应在25%~75%之间,属于中等空间相关,空间变异主要受到自然因素影响;B和Cu的空间分布相似,由中心向四周逐渐减少,Mn和Mo含量呈明显带状分布,Zn含量北部高于南部。微量元素之间既存在着共生关系,也可能存在拮抗关系。土壤有机质含量、成土母质、土壤类型和土地利用对微量元素均有不同程度的影响。
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李秋燕
张一鹤
魏明辉
贺鹏飞
关键词 ： 微量元素,  地统计学,  ArcGIS,  空间分布,  海伦市    
Abstract：

Based on the measured contents of the main trace elements (B, Cu, Mn, Mo, and Zn) in 1175 surface soil samples (sampling depth: 0~20 cm), this study analyzed the contents and spatial distribution characteristics of the trace elements in the soil in Hailun City using both geostatistics and geographic information system (GIS). The results are as follows. The surface soil in the city is deficient in B and Mo. Elements Mn and Mo in the surface soil have nugget-to-sill ratios greater than 75%, with weak spatial autocorrelation. Elements B, Cu, and Zn in surface soil have nugget-to-sill ratios of 25%~75%, with moderate spatial correlation, and their spatial variations are mainly affected by natural factors. Elements B and Cu in the surface soil have similar spatial distribution, with the contents gradually decreasing from the center to the surroundings of the city. The Mn and Mo contents in the surface soil show an obvious zonal distribution, and the Zn content is higher in the north than in the south. There are both symbiotic and antagonistic relationships among trace elements. The soil organic matter content, soil parent materials, soil type, and land uses have different effects on the trace elements in the surface soil in the city.
Key words： trace elements    geostatistics    ArcGIS    spatial distribution    Hailun City
收稿日期: 2022-01-28      修回日期: 2022-07-21      出版日期: 2022-10-20
ZTFLH:  P632  
基金资助:中国地质调查局项目“东北黑土地1:25万土地质量地球化学调查”(121201007000161312);“兴凯湖平原及松辽平原西部土地质量地球化学调查”(DD20190520)
通讯作者: 张一鹤
作者简介: 李秋燕(1993-),女,工程师,2018年毕业于东北大学,主要从事土地质量地球化学调查工作。 Email:2284435292@qq.com
引用本文:   
李秋燕, 张一鹤, 魏明辉, 贺鹏飞. 海伦市土壤主要微量元素空间分布特征[J]. 物探与化探, 2022, 46(5): 1114-1120.
LI Qiu-Yan, ZHANG Yi-He, WEI Ming-Hui, HE Peng-Fei. Spatial distribution of the soil trace elements in Hailun City. Geophysical and Geochemical Exploration, 2022, 46(5): 1114-1120.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2022.0051      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2022/V46/I5/1114
元素 分析方法 检出限
B 发射光谱法(ES) 0.3′10-6
Cu X荧光光谱法(XRF) 1′10-6
Mo 等离子质谱法(ICP-MS) 0.12′10-6
Mn X荧光光谱法(XRF) 2.1′10-6
Zn X荧光光谱法(XRF) 4′10-6
Table 1  各项指标的分析方法与检出限
元素 含量范围/10-6 平均值/10-6 标准差/10-6 变异系数/% 松嫩平原背景值[10]/10-6 全国背景值[11]/10-6
B 9.5~78.8 30.79 6.46 20.99 33.72 47.8
Cu 16.3~35.8 22.75 1.67 7.33 22.55 22.6
Mn 366~2216 732 167 22.84 774 583
Mo 0.32~1.69 0.58 0.20 34.33 0.95 2
Zn 40.9~106 67.02 6.95 10.37 67.87 74.2
Table 2  土壤微量元素含量统计分析
Fig.1  土壤微量元素趋势分析
元素 拟合模型 块金值(C0) 基台值(C0+C) [C0/(C0+C)]/% 变程a/km 拟合度R2
B 指数模型 0.01550154 0.02162 71.7 633 0.689
Cu 球状模型 1.8513 3.025 61.2 181 0.975
Mn 高斯模型 0.0114639 0.01442 79.5 126 0.990
Mo 高斯模型 0.01972296 0.02484 79.4 121 0.992
Zn 指数模型 17.073 32.52 52.5 21.6 0.827
Table 3  海伦市土壤微量元素半方差理论模型与参数
Fig.2  表层土壤微量元素含量空间分布
成分 丰富(一等) 较丰富(二等) 中等(三等) 较缺乏(四等) 缺乏(五等)
面积/km2 百分比/% 面积/km2 百分比/% 面积/km2 百分比/% 面积/km2 百分比/% 面积/km2 百分比/%
B 4 0.09 16 0.34 72 1.54 2499 53.41 2088 44.62
Cu 18.13 0.39 773.3 16.53 3368.18 71.98 519.1 11.09 0.29 0.01
Mn 2450 52.35 1334 28.52 768 16.4 123 2.64 4 0.09
Mo 462 9.87 603 12.89 707 15.11 1836 39.23 1071 22.9
Zn 107 2.3 885 18.91 2658 56.79 1025 21.91 4 0.09
Table 4  土壤养分单指标评价结果统计
指标 B Cu Mn Mo Zn Corg
B 1 0.091** -0.146** -0.130** -0.012 -0.147**
Cu 1 -0.131** -0.207** 0.239** 0.054
Mn 1 0.740** 0.352** 0.539**
Mo 1 0.331** 0.634**
Zn 1 0.251**
Corg 1
Table 5  土壤微量元素和有机质相关性分析
分类 w(B)/10-6 w(Cu)/10-6 w(Mn)/10-6 w(Mo)/10-6 w(Zn)/10-6
成土母质 冰积 28.78 21.73 987 0.96 71.19
冲湖积 31.40 22.93 703 0.54 66.73
冲积 29.59 22.68 725 0.55 65.27
坡洪积 30.42 23.16 664 0.49 66.69
土壤类型 暗棕壤 28.04 21.76 965 0.90 70.43
草甸土 30.62 22.83 728 0.57 66.83
黑土 31.41 22.85 690 0.53 66.46
土地利用类型 草地 31.31 22.62 772 0.57 66.43
林地 28.62 21.44 987 0.96 71.73
旱地 31.25 22.88 688 0.53 66.22
沼泽 29.12 22.50 837 0.69 68.80
水田 28.06 23.53 708 0.52 66.44
Table 6  不同成土母质、土壤类型和土地利用类型的土壤微量元素平均含量
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