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丘陵地区农业地质调查技术方法研究

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摘要:福建省多为丘陵地貌,地势起伏不平,耕地分布零散,且土壤淋溶作用强烈,具有明显的地域特征,对农业地质调查有很大的影响。通过对适合福建省丘陵地区农业地质调查的技术方法的研究应用,可以针对福建省的丘陵地区合理地划分评价单元和进行数据分析,得出有代表性、高质量的农业地质调查成果。

关键词:丘陵地区农业地质调查技术

农业地质调查是我国一项重要的基础国情调查工作,福建省于2016年起开始全面开展1∶5万和1∶1万农业地质调查工作。由于福建省多为丘陵地貌,地貌起伏不平,耕地分布零散,且受亚热带季风气候影响,土壤淋溶作用强烈,给农业地质调查带来很大的影响。笔者通过在农业地质调查工作中的实践,研究总结出了一套适合福建省典型丘陵区域农业地质调查的技术方法,通过实践应用,取得了一系列高质量的农业地质调查成果,为加快福建省现代化农业发展,农用地科学规划利用提供了技术支撑。

1土壤样品布设方法

针对福建省丘陵区域耕地分布零散,不集中的特点,应在土地利用现状图耕地图斑基础上,结合利用地块图斑自然边界,再叠加考虑地形地貌和土壤类型等不同图层,并结合最新的卫星影像图等对图斑进行合并、分割(见图1、图2),对没有调查价值的微小地块进行舍弃,1∶5万农业地质调查评价单元面积一般为6~25hm2;1∶1万农业地质调查。根据划分好的评价单元图,按保证每个评价单元布设1个采样点的原则进行,1∶5万农业地质调查评价土壤样品采集密度为9个样/km2;1∶1万农业地质调查评价土壤样品采集密度为32个样/km2,以网格的方式对采样点进行命名和空间调整。采样点设计在采样小格内最具代表性的土壤成因类型区或主要土地利用方式地块内,兼顾分布面积较大的其他农用地(如林地等)。坡度较大、地势不平、不利于开发利用的地块,可适当放稀采样密度。

2样品采集加工及测试

2.1土壤样品采集

(1)采集耕作土壤样品,一般要求在地块未种植作物和施用底肥时进行,以获取地块中各微量元素的真实含量情况,避免其他因素影响。另外要避开雨季,降低淋溶作用的影响。(2)土壤的采样深度为0~20cm。采样时先去除地表杂物,用采样锄挖个坑,然后去除与金属锄接触的土壤,在采样坑的一侧自上向下均匀采集土壤,上下厚度要保持一致。采样工具可使用竹制或木制铲。单个土壤样品采集后,应注意清洁采样工具,防止污染。(3)采用多点组合方式采集土壤样品,在中心采样点位50m范围内采集4~5个子样,等量混合组成1件样品,所有子样都不要太靠近田埂和道路。田块为长方形时,采用“S”形布设子样点,田块为正方形时,采用“X”形或棋盘形布设子样点。(4)每个样点的采土部位、深度及重量要求一致,样品重量1.0~1.5kg,样品袋一般为干净结实的棉布袋。样品装于布样袋中,布样袋事先用油性笔标明样品号。

2.2土壤样品加工

要确保加工使用工具清洁无污染,每个样品加工完成后必须将制样板、筛子、毛刷等工具抖、刷干净,防止相互玷污。①风干:样品风干场地应确保无污染,风干过程应避免暴晒,注意防止雨淋、灰尘和其他污染。在风干过程中,可用木棒等物对样品进行敲打并翻动,防止样品结块,加快干燥过程。②过筛:将土壤样品平铺在干净的制样板上,用木棍将样品压碎,将石块等杂物去除干净,将所有土样过2mm的孔径筛(10目标准筛)。没能通过10目筛的土样需再次压碎,重新过筛,直到所有土样均过筛完毕。③送样:过筛完成后的土壤样品采用四分法混合均匀并称重装袋。正、副样皆可用纸袋盛装,重量不低于300g。正样送实验室化验,副样送样品库妥善保存。

3数据处理

进行评价之前,用EXCELL和SPSS软件先将化验成果数据进行整理和数据录入,并利用其处理、统计功能,编辑相关函数,对野外基础数据进行筛选、系统的分析,获得土壤样品基本地球化学特征。基本统计参数包括:样本数、含量变化范围、算术平均值、标准离差、变异系数、中位数等,以及剔除特异值后的算术平均值、几何平均值、中位数以及最大值、最小值等。对土壤样品各单指标、土壤养分、土壤环境和土壤综合质量按照评价指标进行等级划分,再利用MAPGIS的属性成图功能绘制评价图。

4成果转化和应用

为更直观地让读者了解农业地质调查技术方法的成果应用,这里以福建省某丘陵地区的1∶5万农业地质调查结果为例,将部分应用结果介绍如下:

4.1土壤样品地球化学基础参数

福建省土壤样品地球化学基础参数见表1。(1)表层土壤pH中值4.98,呈强酸性;有机质含量中值为27.53g/kg,处于适中水平。(2)Fe、全K、Ca、Mg等元素的氧化物是构成土壤的主要化学成分。本区土壤中Fe含量较高,约为全省丰度的1.9倍。(3)CaO和MgO:本区土壤CaO和MgO含量较低,其中CaO含量只有全省丰度的1/10,与福建省土壤受强烈的淋溶作用特征一致,这些元素随着淋溶作用被带出土壤。由于福建丘陵红壤地区土壤钙、镁强烈流失,全国标准难以适用,因此根据福建省已开展多目标区域地球化学调查的地区数据确定钙、镁的等级划分标准。(4)微量元素:与全省丰度相比,表层土壤中丰富的元素有(K1≥1.2,按K1值由大到小排列):Se、S、Cu、Mo。

4.2土壤养分

福建省土壤养分地球化学综合等级划分见表2、表3。在N、P、K土壤单指标养分地球化学等级划分基础上,按照下列公式计算土壤养分地球化学综合得分f养综。式中:f养综为土壤N、P、K评价总得分,1≤f养综≤5;ki为N、P、K权重系数,分别为0.4、0.4和0.2;fi分别为土壤N、P、K的单元素等级得分。从表3可见,土壤养分处于3等的点位最多,其次为4等,再次为2、5等,3等以下的点位占38.50%,3等以上的点位仅占22.42%;从面积上来看,缺乏及以下水平的面积占39.54%,接近4成,调查区土壤养分整体处于中低水平。

5结论

通过对适合福建省典型丘陵区域农业地质调查的技术方法的研究应用,可以针对福建省的典型丘陵区域合理地划分评价单元和进行数据分析,得出有代表性、高质量的农业地质调查成果,可以基本查清土壤中各元素的含量特征和分布规律,加之结合地质、地球化学和农作物调查等相关分析,可以清晰地得知土壤中的元素含量的成因和迁移规律,找寻到一大批富硒无污染的优质土壤,为福建省占比很大的丘陵农业区发展提供科学依据,促进农民增收,助力美丽乡村建设。

参考文献

1福建省农业地质调查评价工作手册.2016.

2罗贵荣.略论农业地质在现代大农业生产中的开发应用[J].中国农业资源与区划,2010,31(5),57-61.

3张固成,傅杨荣.基于MapGIS的Label点法农业地质样点布置方法[J].物探与化探,2016,40(3),614-618.

4王恒旭,王志坤.农业地质概述及应用前景[J].安徽农业科学,34(5),958-959.

作者:黄耀辉 单位:福建省121地质大队

丘陵地区农业地质调查技术方法研究责任编辑:张雨    阅读:人次
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