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土壤不仅是珍贵的自然资源,同时也对人类的生存和发展起着重要作用。近年来,由于人类大规模生产、生活等活动,破坏了影响土壤发育的生态环境。工业三废的排放、大量使用农药、不适当施用化肥等使土壤环境遭受不同程度的污染,而土壤环境状况对发展农业生产以及提高农产品品质与产量起着举足轻重的作用。贵州岩溶山区是生态环境脆弱带的重要组成部分,境内山多地少,没有平原支撑的耕作条件,农业生产条件差、水平低,耕地资源严重不足。而近百年来岩溶山区人口迅速增加,自然植被破坏以及工业污染加剧,导致土壤退化以及土地生产力的下降,严重制约岩溶山区经济、社会的可持续发展。因此,开展岩溶山区土壤与环境问题的研究将有利于促进岩溶地区经济发展,缓解岩溶山区人口-资源-环境之间的矛盾,为合理发展山区立体农业种植提供科学依据。因此,本文选取贵州省毕节市威奢乡基本农耕土壤为研究区域,通过实地调查,采用GPS定位方法对研究区土壤进行样品采集,并选用玻璃电极法、PE-2400元素分析仪法、马尔文激光粒度测试仪法、ICP-MS及X荧光光谱法对样品进行测试分析,运用SPSS12.0和EXCEL2010软件对实验数据进行统计处理,分析了研究区土壤环境特征并采用单因子指数法对威奢乡土壤环境质量进行科学评价,得出如下主要研究结果: 1、毕节市威奢乡农耕土壤环境特征表现为:耕作土壤总体呈弱酸性,pH平均值为6.12,略低于贵州省表层土壤平均值;土壤有机质含量丰富,介于3.29%~12.06%之间,平均值为5.85%,3级以上达到100%,可以满足农作物生长需要;据国际土壤质地划分标准,研究区土壤质地为粉砂质黏壤土,适宜发展农业生产。 2、对比全国第二次土壤普查养分分级标准,研究区土壤全氮、全磷含量为一级,较充足,但全钾含量为五级,因此,应适量施加含钾元素肥料,以提高土壤肥力;而研究区Ca、Mg元素含量均低于贵州省表层土壤平均值,也应注意适量补充;此外,研究区土壤植物必需微量元素具有Fe>Mn>Zn>Cu>Mo的区域特征,且研究区Mo元素含量偏低,表明研究区土壤Mo供给能力有限,会影响土壤肥力,应适量追加Mo元素;研究区土壤有害重金属元素Cr、Cd、As、Pb含具有Cr>Pb>As>Cd的区域特征,且研究区域土壤中重金属Cr、Cd含量均大于贵州省表层土壤平均值,而As、Pb含量则小于此平均值;研究区土壤Na元素与Ti元素含量均远大于贵州省表层土壤平均值,应注意预防土壤盐碱化以及重金属Ti含量过高对研究区农耕土壤造成污染。 3、研究区土壤有机碳含量及全N、全K、全Mg含量随土壤深度的增加均呈现出逐步下降的变化趋势,而土壤全P、全Ca具有随深度增加呈现出先降低后又上升的变化趋势,植物必须微量元素含量(除Zn元素外)随土壤深度增加总体呈上升趋势,而Zn元素具有随土壤深度增加逐步下降的变化趋势,这说明Zn元素在土壤表层富集可能主要来源于外源污染,受土壤母质层影响较小。而重金属元素Cd、Pb具有与Zn元素相同的变化趋势,随土壤深度增加元素含量呈下降趋势。重金属Cr在土壤层25厘米以上无明显变化,在25厘米以下含量迅速增加,随后呈现下降的变化趋势,但总趋势仍然是上升的,而重金属Ni、As随土壤深度增加无明显变化规律。 4、根据GB15618-1995二级标准,从单因子污染评价角度看,研究区土壤重金属污染程度依次为Cd>Cu>Ni>Zn,Cd的Pi值最高,平均值为7.39,远大于1,说明研究区土壤Cd已经明显污染,成为该地区最主要的污染物。其次,土壤中重金属Cu、Ni、Zn也出现轻度超标,土壤Cr、As、Pb属清洁水平,无污染。由此评价结果可以看出,研究区农业土壤遭受到了一定程度的重金属复合污染,而这种污染以重金属Cd为代表。针对研究区农业土壤重金属Cd超标的现状,应选择种植玉米和红豆等富集系数较小的农作物,此外,由于水稻对土壤中重金属Cd富集能力较强,因此研究区应尽量避免种植水稻,应以旱田种植为主。为降低土壤中重金属Cd含量,可采取用碱石灰做隔离层、施用磷酸盐类化合物、施用粉煤灰、客土措施及利用超富集植物抽提等方法效降低土壤中重金属含量。 5、研究区土壤地球化学元素随海拔高度变化趋势显示,海拔1500-1600m及海拔1800m以上农耕土壤中,重金属元素含量较高,此海拔处农耕土壤应尽量发展林业种植,避免重金属在农作物中富集,危害人体健康。而海拔1400-1500m处土壤P含量偏低,可予以适量补充,以提高土壤肥力。 6、研究区土壤微区环境差异显示,剖面3 pH值最高,而剖面4、剖面7、剖面8 pH值较低,偏酸性,可根据种植农作物类型进行合理调节。对比全国第二次土壤普查养分分级标准,剖面1、剖面3所在地块全磷含量为五级及以下,急需补充P元素以提高土壤肥力。而剖面4所在地块钾含量水平为中上,剖面8、剖面6钾含量为中下,其余土壤剖面钾含量水平为五级及以下。表明研究区土壤钾元素贫乏,应及时补充钾元素。对比贵州省表层土壤平均值,各剖面所在地Ca元素含量均偏低。Mg元素含量,除剖面4、剖面8所在地高于贵州省平均值外,其余剖面均低于此值,应注意补充。而剖面1、剖面3、剖面7、剖面8所在地Mn元素含量较低,应适当给予补充以提高土壤肥力。各剖面Mo元素含量差异明显,除剖面2、剖面3、剖面9、剖面10所在地Mo元素含量高于贵州省表层土壤平均值外,而其余剖面所在地Mo元素含量均偏低,应注意补充。