广西岩溶区表层土壤硒元素分布特征与影响因素探究——以武鸣县为例

摘要

中国大部分地区土壤不同程度缺Se,约占中国总面积的72％.前期调查在广西发现目前全国最大面积的连片富Se土壤,其中岩溶区土壤Se含量明显高于非岩溶区.假设广西岩溶区土壤连片富Se可能是受成土母岩、土壤组成和独特的富集机理等综合因素共同影响,选取广西武鸣县表层土壤Se元素为研究对象,分别采集表层、深层土壤样品、岩石样品15480件、452件和200件,并对样品中的CaO、K2O、Na2O、MgO、SiO2、Al2O3、TFe2O3、Se、Mn、SOC、Ti和pH等指标进行分析.通过空间对比法、散点图、多元统计法分析土壤Se的物质来源,讨论成土母岩、风化作用、土壤组成、pH和有机碳(SOC)对土壤Se的影响,理清土壤Se影响因素的主次关系,进而探讨广西重点岩溶区土壤Se元素高度富集的主要成因.结果表明,研究区表层土壤Se元素平均含量为0.07～9.04 mg·kg-1,背景值为0.87 mg·kg-1,是全国土壤背景值的4.36倍;土壤Se与地层具有很好的空间耦合关系,深表层土壤Se具有强烈正相关性,表明土壤Se元素来源于下伏地层;散点图表明土壤Se受风化作用强度(CIA)、Al2O3、TFe2O3、SiO2、SOC、pH、CaO、K2O、Na2O和MgO等因素的影响;多元线性回归方程拟合及方程误差检验表明,风化作用强度、黏土矿物(Al2O3)、含Fe矿物(TFe2O3)和石英矿物等矿物组成对土壤Se的次生富集起到主导作用.SOC、含K矿物、含Na矿物和含Mg矿物为次要影响因素,含Mn矿物、含Ca矿物和pH的影响作用较弱.在岩溶区,风化作用控制土壤Se富集作用,高富集黏土矿物和含Fe矿物主导了土壤Se元素吸附作用,这可能是导致广西岩溶区岩母Se含量低于中国岩石平均值而土壤Se高度富集的主要原因.