绿色食品产地评价——以京津冀永清地区为例

图1 永清县土壤实际采样点位^[10-11]

Fig.1 Soil sampling sites of the Yongqing County^[10-11]

1.3 样品分析测试

所有样品分析测试工作均在中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所(以下简称物化探所)中心实验室完成。其中,深层土壤测试指标共51项,分别为As、B、Ba、Be、Bi、Br、Cd、Cs、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、Y、Zn、Zr、SiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、Corg、TC、pH;表层土壤除了包含深层土壤测试的所有指标外,还包括碱解氮、有效磷、速效钾、阳离子交换量(CEC),共55项指标(见表1)。

表1 土壤样品分析方法配套方案

Table 1 Soil sample analysis method matching scheme

分析方法	项数	元素指标(检出限)
X射线荧光光谱法(XRF)	21	Ba(5)、Br(1)、Cl(20)、Cr(5)、Ge(0.1)、La(1)、P(5)、V(5)、Mn(5)、 Nb(2)、Rb(5)、Sr(5)、Tl(0.1)、Ti(5)、Y(1)、Zr(2)、SiO₂(0.1)、 Al₂O₃(0.05)、Fe₂O₃(0.05)、K₂O(0.05)、CaO(0.05)
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)	12	Bi(0.05)、Cd(30)、Cs(1)、Co(1)、Cu(1)、Ga(2)、Mo(0.2)、Ni(2)、 Pb(2)、Sc(1)、Th(2)、U(0.1)
电感耦合等离子体光学发射光谱法(ICP-OES)	6	Na₂O(0.1)、MgO(0.05)、S(30)、Zn(4)、Be(0.5)、Li(1)
氢化物—原子荧光光谱法(HG-AFS)	3	As(1)、Sb(0.05)、Se(0.01)
冷蒸汽—原子荧光光谱法(CV-AFS)	1	Hg(0.5)
发射光谱法(ES)	2	B(1)、Sn(1)
离子选择性电极法(ISE)	1	F(100)
催化—分光光度法(COL)	1	I(0.5)
氧化燃烧—气相色谱法(GC)	2	N(20)、TC(0.1)
氧化热解—电位法(POT)	1	Corg(0.1)
电位法(POT)	1	pH(0.1)
碱解—扩散法	1	碱解氮(1.25)
乙酸铵提取,等离子体光谱法测定(ICP-OES)	1	速效钾(1.25)
碳酸氢钠提取,等离子体光谱法测定(ICP-OES)	1	有效磷(0.25)
氯化铵—乙酸铵交换法	1	CEC(2.5)

注:SiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、K₂O、Corg、TC含量单位为%;Cd、Hg含量单位为10^-9;CEC含量单位为cmol(+)/kg;pH无量纲;其他元素指标的含量单位为10^-6。

土壤样品相关指标的分析选择以X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体光学发射光谱法(ICP-OES)为主体,辅以其他分析方法组成的分析配套方案(见表1)^[13-14]。对包括表层土壤和深层土壤在内的共822件样品进行51种元素及pH等指标的分析,测试过程中共插入72件GSS4a、GSS41和GSD17a国家一级标准物质,统计各元素指标合格率均为100%;共抽取41件样品做重复性检验分析,所有元素指标的合格率均在90%以上,且绝大部分元素指标的合格率为100%。分析412件表层土壤样品的碱性—有效态共4种指标,共插入18件AR3和ASA8两种国家一级标准物质,统计各指标合格率均为100%;共抽取22件样品做重复性检验分析,除CEC合格率为93.8%以外,其余指标的合格率均为100%。对标准物质和重复样的分析表明,本次样品测试数据结果可靠。

样品的分析测试方法和质量控制按《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)^[12]标准执行。

1.4 评价方法——土地二维码标识的绘制标准

1.4.1 绿色食品产地土壤环境质量要求

绿色食品是指产地的生态环境优良、生产过程中严格按照绿色食品标准、进行全程质量控制并获得绿色食品标志使用权的安全、优质农产品及相关产品。《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15]对产地土壤的污染物限量值进行了规定,适宜种植绿色农产品的土壤中重金属元素含量应低于相应的限定值。根据该标准中土壤环境质量要求,对研究区土壤(均为旱田)地块重金属元素进行绿色食品产地判定(表2)。

表2 绿色食品产地环境质量要求和农用地土壤污染风险管制值

Table 2 Environmental quality requirement of green food production area and risk control values for soil pollution of agricultural land

绿色食品产地环境质量要求	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Ni	Pb	Zn
pH<6.5	25	0.3	120	50	0.25		50
6.5≤pH≤7.5	20	0.3	120	60	0.3		50
pH>7.5	20	0.4	120	60	0.35		50
农用地土壤污染风险管制值	As	Cd	Cr	Cu	Hg	Ni	Pb	Zn
pH≤5.5	200	1.5	800	250^*	2.0	300^*	400	1000^*
5.5<pH≤6.5	150	2.0	850	250^*	2.5	350^*	500	1000^*
6.5<pH≤7.5	120	3.0	1000	500^*	4.0	500^*	700	1250^*
pH>7.5	100	4.0	1300	500^*	6.0	950^*	1000	1500^*

注:农用地土壤污染风险管制值中“*”为本次评价采用的估算值^[16],其余为GB 15618—2018中旱地农用地标准值;元素含量单位均为10^-6。

另外,考虑到某些地区土壤中重金属含量过高可能存在污染风险,根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)^[17]对研究区土壤环境质量展开评价,以土壤污染风险管制值作为土壤重金属污染风险阈值,并以Cu、Ni、Zn三项元素5倍筛选值作为补充的风险管制值,以满足评价体系的需要^[17](表2)。

本文选取《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15]和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)^[16]作为土地二维码标记的绘制评价标准。其中,研究区土壤中重金属元素含量如满足绿色食品产地环境质量标准,符合绿色食品种植区域,绘制的土地二维码标识则为绿码;当土壤中重金属元素含量超出土壤污染风险管控值时,说明食用农产品不符合质量安全标准,农用地土壤污染风险高,原则上应当采取禁止种植食用农产品、退耕还林等严格管控措施,绘制的土地二维码标识则为红码;介于上述两者之间,说明土壤可能存在风险,应当加强监控,绘制的土地二维码标识为黄码。

1.4.2 绿色食品产地土壤环境可持续发展要求

土壤肥力状况是衡量环境可持续发展的重要指标。最新2021年版本的《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15]相比较于2013年版本的《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2013)^[1],将土壤肥力要求从土壤质量要求中移动到土壤环境可持续发展要求中,并将阳离子交换量从土壤肥力分级参考指标中移除掉(表3)。根据最新版本要求^[15],对本次研究区旱地、菜地和果园中土壤肥力有机质、全氮、有效磷和速效钾开展评价,并将具体的信息编制到土地二维码标识数据库中。并参考《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)^[12]开展土壤养分含量特征的研究。

表3 绿色食品产地土壤肥力分级标准(据《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15])

Table 3 Soil fertility grading standard of green food production area (according to the Environmental Quality of Green Food Origin (NY/T 391—2021) ^[15])

项目	级别	旱地	菜地	园地
有机质	Ⅰ	>15	>30	>20
	Ⅱ	10~15	20~30	15~20
	Ⅲ	<10	<20	<15
全氮	Ⅰ	>1.0	>1.2	>1.0
	Ⅱ	0.8~1.0	1.0~1.2	0.8~1.0
	Ⅲ	<0.8	<1.0	<0.8
有效磷	Ⅰ	>10	>40	>10
	Ⅱ	5~10	20~40	5~10
	Ⅲ	<5	<20	<5
速效钾	Ⅰ	>120	>150	>100
	Ⅱ	80~120	100~150	50~100
	Ⅲ	<80	<100	<50

注:有机质、全氮含量单位为10^-3;有效磷、速效钾含量单位为10^-6。

1.5 数据处理与成图

本文利用物化探所自主研发的Geochem Studio(IE)制图软件(http://www.globalgeochemistry.com/en/Article/lists.htmlcategory=61)进行数据处理、统计分析和地球化学图件制作。

1.6 “化学地球”软件平台

“化学地球”(Chemical Earth)是地球化学领域第一款将Web和Globe模型的数据检索、查询、统计及空间可视化集于一身的数据库软件平台^[18](图2)。该平台实现了针对多尺度、海量的地球化学数据与图形的管理,能对不同尺度地球化学图进行显示,具有图形与数据交互查询、采样信息查询等一系列功能。该平台通过管理全球地球化学数据,绘制地球化学元素图谱,使全球地球化学大数据实现共享成为可能(www.globalgeochemistry.com)^[7]。

图2

图2 “化学地球”平台界面

Fig.2 Interface of the “Chemical Earth” platform

本研究在“化学地球”大数据平台基础上,将空间大数据技术和网络平台与第一产业和第三产业融合,进行商业化开发利用并面向大众推广,使其具有简洁、精美的客户端,易于操作的流程,便于普通大众查看、点击阅览。

2 结果与讨论

2.1 绿色食品产地土壤适宜性评价

2.1.1 土壤环境地球化学评价

研究结果显示,永清县表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素平均含量分别是 9.44×10^-6、0.16×10^-6、64.4×10^-6、24.6×10^-6、0.41×10^-6、27.7 ×10^-6、20.7×10^-6和72.8×10^-6,空间分布上整体呈现“西南高、东北低”的特征^[10]。

根据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)^[16]中评价标准,研究区土壤以安全利用为主,无管控区出现,仅Cd、Cu和Zn在极少量区域(面积1.1 km²)表现为风险区,占调查总面积的0.14%,推测可能与蔬菜种植过程中施肥有关^[10]。

永清地区表层土壤中符合《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15]评价标准的土壤面积为756.65 km²,占调查总面积的99.43%,不符合绿色食品产地标准的土壤面积仅为4.34 km²。结合综合潜在生态风险^[19]方面的研究工作,考虑到低等生态风险的区域基本不具有潜在重金属污染风险,以同时满足低等生态风险^[19]和符合《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15]评价标准的区域作为最适宜大规模发展的绿色食品种植区,圈定绿色食品种植区域总面积为669.12 km²,占调查总面积的87.93%^[10]。因此,永清县境内绝大多数土壤清洁,适宜生产种植绿色农产品,这将为该地区绿色农产品的产业发展与规划管理提供科学依据。

2.1.2 土壤肥力指标地球化学评价

土壤肥力水平不仅可以提高农作物的产量和质量,也是绿色食品可持续健康发展的重要保障。永清县表层土壤中有机质、全氮、有效磷和速效钾平均含量依次为5.29×10^-3、0.78×10^-3、41.8×10^-6、197×10^-6。土壤肥力方面总体表现为有机质和全氮缺乏,有效磷和速效钾较为丰富^[11]。

依据《绿色食品产地环境质量》(NY/T 391—2021)^[15] 评价标准,对该县表层土壤旱地、菜地、园地3种土地利用类型的肥力状况开展分级评价,其有机质和全氮含量大体处于Ⅲ级水平,为缺乏状态;而有效磷和速效钾含量均以Ⅰ级水平为主,为丰富状态^[11]。但在空间分布上存在明显差异,西南区域(种植大棚蔬菜为主)的龙虎庄乡、刘街乡、养马庄乡等乡镇的土壤养分含量显著高于东北区域(发展果业和林业为主)的曹家务乡、韩村镇、里澜城镇等乡镇。值得注意的是,永清县表层土壤养分与重金属在空间分布上存在一定的正相关性,亦表现为“西南高、东北低”特征,这可能与土地利用类型密切相关。

为更好地适应绿色食品产业发展的需求,针对永清县土壤肥力现状,结合土地利用类型和种植农作物情况,可因地制宜地进行科学且合理的培肥,例如应普遍增施有机肥和氮肥以提高土壤中有机质和全氮含量,对缺乏有效磷和速效钾的区域,增施磷肥和钾肥^[11]。同时,也应兼顾考虑在施肥过程中造成的重金属有效态含量升高这一现象^[20],定期监控管理,防止出现局部地区重金属过快升高,杜绝重金属污染的可能性。

2.1.3 土壤有益元素地球化学评价

元素硒(Se)、碘(I)、氟(F)、锗(Ge)与人类的生命健康密切相关。永清县表层土壤中Se、I、F和Ge平均含量依次为0.17×10^-6、3.84×10^-6、557×10^-6、1.21×10^-6。如表4所示,永清县表层土壤中Se平均含量明显低于全国表层土壤平均值;I平均含量与全国表层土壤平均值接近,显著高于河北省平均值,约是河北省平均值的2.5倍; F平均含量明显高于全国和河北表层土壤平均值;Ge平均含量明显低于全国和河北表层土壤平均值^[21]。从元素含量异系数角度来看,I的变异系数最大(63.5%),为高度变异;Se(28.2%)和F(20.1%)的变异系数中等,为中度变异;Ge的变异系数最小(11.9%),为低度变异。

表4 永清地区表层土壤中硒、碘、氟、锗元素含量统计

Table 4 Statistics of selenium, iodine, fluorine, germanium in surface soils in the Yongqing county 10^-6

参数	Se	I	F	Ge
最小值	0.05	0.43	350	0.62
最大值	0.44	17.00	1104	1.66
平均值	0.17	3.84	557	1.21
中位数	0.17	3.44	544	1.19
变异系数/%	28.20	63.50	20.1	11.90
河北省表层土壤平均值^[21]		1.55	462	1.60
中国表层土壤平均值^[21]	0.29	3.80	480	1.70

图3展示了永清县表层土壤中生命元素Se、I、F、Ge的地球化学分布特征。其中,土壤中Se、F高含量分布区大致位于永清县西南部刘街乡、龙虎庄乡、养马庄乡、永清镇、大幸阁乡及里澜城镇东南部,其他乡镇零星分布有少量点状高含量分布区;低含量分布区大致位于永清县东北部曹家务乡、管家务乡、韩村镇、别古庄镇、三圣口乡及后奕镇东部。Se和F与重金属元素及有机质、全氮、有效磷和速效钾在空间分布上相似,均呈现出“西南高、东北低”的分布特征。土壤中I的含量分布呈现出“西北高、东南低”的特征,大辛阁乡北部、永清镇北部、曹家务乡、管家务乡为I高含量值分布区,低含量区分布在别古庄镇、三圣口乡、里澜城镇。Ge的高含量区在空间上分布较为分散,在龙虎庄乡、大幸阁乡、管家务乡呈面状分布,其他乡镇则多呈点状分布。

图3

图3 永清县表层土壤中硒(a)、碘(b)、氟(c)、锗(d)元素含量空间分布

Fig.3 Geochemical maps of selenium (a), iodine (b), fluorine (c), germanium (d) contents in surface soils in the Yongqing

County

根据《土地质量地球化学评价规范》(DZ/T 0295—2016)^[12] 分级评价标准,对该县表层土壤中生命元素Se、I、F、Ge含量开展等级划分,Se以适量和边缘为主,约占调查区总面积的95%;而I以适量为主,约占调查区总面积的79%;F则较为分散,主体为高、适量和边缘3个等级;Ge整体表现为缺乏和较缺乏,约占调查区总面积的89%(图4)。

图4

图4 永清县表层土壤中硒(a)、碘(b)、氟(c)、锗(d)地球化学等级

Fig.4 Geochemical class maps of selenium (a), iodine (b), fluorine (c), germanium (d) contents in surface soils in the Yongqing county

2.2 绿色食品产地土地二维码标识的绘制

依托本次研究项目,将土壤样品调查采集落实到永清县每一个乡村和部分农业科技产业园区。同时对样品的54种元素和指标进行分析测试,重点监测与农产品密切相关的N、P、K等养分元素,Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd、As、Hg等8种有害重金属元素及Se、Ge、F、I等健康元素,并对土地类别进行分类评级。综合分析元素的分布情况,进行系统的质量评价和规划利用,依托土壤水文环境大数据监测平台子系统,生成每个地块专属的土地二维码标识。根据绿色食品产地环境质量标准(NY/Y 391—2021)^[15]对二维码赋予颜色,符合该标准则为绿色;如果超过农用地土壤污染风险管制值(GB 15618—2018)^[16],则为红色;两者之间为黄色。以绿色、红色和黄色作为二维码底色显示,便于管理者和公众查询阅览,快速了解所属地块环境质量评价结果。

针对永清县386个行政村和4个农业科技园共建立绿色土地二维码标识1 162个,实现一村一码,一园一码,其中共有11个采样点位为黄码,无红码出现,其余均为绿码,说明永清地区作为京津冀区域内最为清洁的连片土地区域之一,具备大力发展绿色食品产业的基础,该项技术可服务于绿色土地保护利用和农民增产增收。该方法有助于构建该区域精准的地球化学特征分区分级体系,辅助该地区针对性地制定“一地一策”的生态环境保护措施,实现生态环境精准防控和高效治理。

土地二维码标识手机客户端首页展示所有采样点位,右侧显示所有采样点的分类展示。点击某个点位或扫描特定的土地二维码标识(图5a),在其上部展示土质检测、水质监测或者土壤水质联合检测状况二维码,并给出评价结论,下部显示采样点位基本信息,包括所属村名、采样编号和经纬度(图5b)。滑动后下部依次展示表层和深层土壤监测数据指标特征,包括取样深度、pH值、土壤养分元素(N、P、K)、土壤重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn)、土壤健康元素(Se、I、F、Ge)含量,最下方则展示采样照片以及采样点定位地图(图5c)。本项工作基于“用数据说话、用数据管理、用数据决策、用数据创新”的机制,为农民生产、生活提供了高效、便捷的信息服务,引导农民生产经营决策,使得高质量数据成为农业生产的定位仪和农业管理的指挥棒。

图5

图5 河北省永清县艳芬家庭农场土地二维码标识及内容展示

Fig.5 Land two-dimensional code identification and content display of the Yanfen family farm in Yongqing County, Hebei Province

以河北省廊坊市永清县艳芬家庭农场为例,对其开展土壤样品(YQ255)采集分析和评价工作,并建立专属土地二维码标识(图5)。该地区表层(深层)土壤As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素含量依次为10.2×10^-6(11.6×10^-6)、0.18×10^-6(0.16×10^-6)、63.9×10^-6(78.7 ×10^-6)、24.8×10^-6(31.4×10^-6)、0.033×10^-6(0.023×10^-6)、30.2×10^-6(43.2 ×10^-6)、21.3×10^-6(22.2×10^-6)、77.2×10^-6(84.9×10^-6),符合绿色食品产地土壤环境质量要求,为绿码。土壤肥力方面,有机质很低(8.19×10^-3,三级),全氮较低(0.94×10^-3,二级),有效磷丰富(69.0×10^-6,一级),速效钾丰富(322 ×10^-6,一级),土壤肥力综合评价为三级土壤类型。土壤健康元素方面,Se为0.20×10^-6(缺乏),Ge为1.31×10^-6(中等),F为596 ×10^-6(高),I为4.43×10^-6(适量)。总之,永清县艳芬农场土壤环境质量以清洁为主,有效磷和速效钾丰富,有机质和全氮欠缺,建议针对性选择肥料。

2.3 “化学地球”平台——“绿色土地”模块

“化学地球”平台——“绿色土地”模块包括服务、Web以及移动App 3个端元。服务端主要负责数据存储、数据读写以及数据的分析计算,并通过API的方式对外提供Web 服务;Web端主要负责前端的展示和数据的调取;移动App端主要负责扫描溯源码并通过挂接Web端链接获得相应的数据信息。

“绿色土地”作为一个模块嵌入到“化学地球”大数据平台(Chemical Earth)上。管理员可将获取的土壤地球化学数据上传至系统服务端,通过调取绿色土地相关标准自动完成土壤评价工作,同时生成相应的土地溯源二维码(图6)。二维码包含农产品产地、经纬度坐标、点位编号、农产品土壤地球化学成分监测数据以及土地评价的最终结果等信息。平台会将全套数据信息存储在数据库端,方便用户进行实时的查询和调用。管理员具有管理系统中所有土壤化学成分监测数据信息、企业用户注册信息、企业描述信息和农产品信息的权力,并且能够对企业和农产品信息进行修改。消费者可在移动APP端(手机端)扫描本系统生成的土地二维码标识,即可完成相应查询与阅览。

图6

图6 “化学地球”平台——“绿色土地”模块界面

Fig.6 Interface of “the Green Land” module in the “Chemical Earth” platform

未来,“绿色土地”还计划加入农作物的地球化学数据和种植生产销售信息等内容,使得“绿色土地”模块内容更加丰富,功能更加完善,让消费者更加直观地了解绿色农产品的生长环境以及对于人体健康的影响。随着信息技术的不断发展,“化学地球”大数据平台在未来经济社会发展中将会产生巨大的经济效益和社会效益。

3 总结

本次研究系统采集永清县386个行政村和4个农业科技产业园区土壤样品,同时对其中54种元素和指标进行分析测试,重点监测与农产品密切相关的N、P、K等养分元素,Cu、Pb、Zn、Ni、Cr、Cd、As、Hg 8种有害重金属元素及Se、Ge、F、I等健康元素,并对土地类别进行分类评级,综合分析元素的分布情况,进行系统的质量评价和规划利用,生成每个地块专属的土地二维码标识。

研究区共有11个采样点位为黄码,无红码出现,其余均为绿码,说明永清地区作为京津冀区域内最为清洁的连片土地区域之一,具备大力发展绿色食品产业的基础,该项技术可服务于绿色土地保护利用和农民增产增收。该方法有助于构建该区域精准的地球化学特征分区分级体系,辅助该地区针对性地制定“一地一策”的生态环境保护措施,实现生态环境精准防控和高效治理。

在“化学地球”大数据平台基础上,新增设“绿色土地”模块,将空间大数据技术、网络平台与第一产业和第三产业相融合,进行商业化开发利用并面向大众推广,消费者可通过扫描本系统生成的土地二维码标识,完成相应查询与阅览。该项技术在未来经济社会发展中将产生巨大的经济效益和社会效益。

致谢

对参与本项目的中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、新苑阳光农业有限公司、廊坊市华昌物联网科技有限公司和河北地质大学相关研究人员,中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所中心实验室在分析测试中提供的支持与帮助,以及责任编辑和审稿人提出的建设性修改和指导意见,谨此一并表示感谢。

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土地质量地球化学调查计划是我国继区域化探全国扫面计划之后一个新的国家地球化学填图计划，该计划实施20年来，在支撑土壤环境污染防控、土地资源管理、国家重大立法、精准扶贫等方面做出了重大贡献，显著拓展了地质工作服务链。本文从计划的提出背景、项目的组织实施、主要进展、调查技术的进步和分析测试技术的提高与质量控制方案的完善等方面回顾了该计划的发展历程。从全国耕地地球化学状况、全国省会城市土壤环境质量状况、中国主要淡水湖泊沉积物环境质量状况、中国主要农耕区20年来土壤碳库变化4个方面对调查成果做了全面总结。全方位介绍了调查应用成果在土地管理、土壤污染防治、农业种植结构调整、脱贫攻坚、地方病防治、油气勘查、固体矿产勘查等7个领域中的应用。并在调查技术革新、评价方法创新和调查与研究融合三个方面对土地质量地球化学调查工作的未来发展趋势做了展望。

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DOI:10.13745/j.esf.sf.2019.8.25 [本文引用: 1]

The geochemical survey of land quality project launched in 1999 is a new national geochemical mapping project, succeeding the regional geochemistry-national reconnaissance project in China. The project has since made significant contributions in supporting governmental actions in soil pollution prevention and control, land resource management, major agricultural legislation and precision poverty relief—expanding greatly its role of geological service. We provided here a historical review on the projects background, organization, main progress, survey methodology development, analysis and testing technology improvement and quality control scheme. We made a comprehensive summary of the projects achievements in the overview of the geochemical status of national cultivated land, environmental qualities of soils in provincial capital cities and sediments in nations main freshwater lakes, and changes of soil organic carbon pools in the main agricultural areas of China in the past 20 years. We then gave an all-around introduction of the applications of survey data in land management, soil pollution prevention and control, agricultural planting structural adjustment, poverty relief, endemic disease prevention and control, and explorations for oil & gas and metallic minerals. Finally, we offered a prospective view on the future developmental trend of geochemical survey of land quality regarding innovative survey technology, new evaluation methods and integration of survey and research.

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地壳全元素配套分析方案及分析质量监控系统

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依据有关的标准和规定要求，在76种元素地球化学填图配套分析方案及分析质量监控系统的基础上，建立了地壳岩石和土壤样品中81个指标（包含76个元素）的配套分析方案和分析质量监控系统。建立了新的岩石样品无污染加工流程，主量元素采用熔融制片-X射线荧光光谱法进行测定，并进行主量元素的加和控制，提升了主量元素的分析准确度和精密度，实现了对地壳全部元素的高准确度、高精度分析。

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Analytical scheme and quality monitoring system for China geochemical baselines

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According to the related specification and requirements, analytical scheme and quality monitoring system for the analysis of 76 elements and 81 analysis parameters of crust rock and soil samples from the program of China Geochemical Baselines was designed based on the analytical system developed for the 76 elements geochemical mapping. The sophisticated non-contamination sample preparation procedure for rock samples was established, analytical technique with good accuracy was employed for analyzing major elements. The accuracy and precision was improved for major elements. It has been successfully applied in the China Geochemical Probe Program.

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“数字地球”已经提出多年,是20世纪末期问世的定量化研究地球的一个新的战略方向。通过借鉴Google Earth，地质学界提出了建设One Geology和OGS-Earth多层次多学科应用平台的概念。进一步提出构建基于化学元素在地壳的分布可视化，建立“化学地球”或者叫做“元素地球”（命名为Chemical Earth），能直观地揭示地壳中元素的分布，反映出不同大地构造单元元素时空分布、演化历史和矿床的物质背景。本项研究主要完成两个方面的内容：（1）研发一个基于ArcGIS Server二维和三维统一的“化学地球”软件平台，类似于谷歌地球（Google Earth）的数字地球软件平台，实现对地球化学数据和图形适时进行二维（平面）和三维（球面）联动;（2）建立地球化学数据库和提供图形化工具，实现对数据库进行多种方式的查询统计，如对不同尺度地球化学图的显示、图形与数据交互查询和采样信息查询等。

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