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浙西丘陵区不同采样密度富硒土壤评价研究 摘要： 为精准确定富硒水田图斑，以浙西典型丘陵富硒区常山县球川镇棋盘山为研究区，采用1∶1万土地质量地球化学评价规范（平均采样密度为256件/km2）和无样图斑属性赋值法（平均采样密度为552件/km2）分析图斑实测值，对比研究浙西丘陵区富硒土壤硒含量及富硒图斑评价结果无样图斑赋值结果与实测值相对双差合格率为6071%，富硒图斑判定结果一致率为6364%研究区1∶1万土地质量地球化学评价规范采样评价精度尚难达到富硒图斑精准要求，应适当加大采样密度，尤其是无样图斑周边无实测图斑时，应布置采样点予以控制关键词： 富硒土壤;土地质量地质调查;采样密度;浙西丘陵区：P559：A：20961871（2020）0217707浙江省农业粮食生产功能区和现代农业园区1∶1万土地质量地质调查评价工作正在推进，其调查成果精度能否满足土地精准管理需求值得进一步探讨目前，针对1∶1万土地质量地球化学采样密度的研究较少，尤其1∶1万富硒土壤采样密度研究更少王玉婷等[1]在四川盆地的丘陵地带开展1∶1万土地质量地球化学评估，按250 m250 m网格取样，即采样密度为16件/km2。

彭敏等[2]研究认为地块规整、地势平坦、母质单一的平原区，8件/km2的采样密度能满足地块尺度评价工作精度要求黄春雷等[3]在金华地区开展富硒土壤详查时采用了12～16件/km2的采样密度贺灵等[4]对比浙中丘陵盆地区高采样密度和低采样密度土壤地球化学元素含量差异，发现对Se、Mo、Cu等变异较小的元素，164件/km2的采样密度基本能满足评价要求《DZ/T 0295—2016土地质量地球化学评价规范》[5]要求：1∶1万土地质量地质调查的基本采样密度为20件/km2，最小评价单元为土地利用现状调查图斑由于元素空间变异性受地形、地貌、地质背景、地块破碎程度等影响，空间变异性小的元素采样密度小，变异性大的元素（Cd、Hg）采样密度大，因此，合理确定采样密度是进行土地质量地质调查的前提为实现土地精准管理，需对每个地块或图斑进行评价当图斑无评价数据（即无样图斑）时，常用插值法或属性赋值法进行赋值[4]土壤元素含量空间连续性和相关性[6]为插值（赋值）提供了前提一些学者根据评价指标的空间变化程度，采用空间插值法赋值[710]，但该法主要适用于平原、盆地等相对平坦地区对图斑碎小的丘陵和山地，可选择属性赋值法进行赋值[5]。

目前，属性赋值法的应用实例较少，仅贺灵等[11]探讨丘陵盆地区采样密度时采用了赋值法，但缺乏赋值结果与实测值的对比研究本文在1∶5万土地质量地质调查[12]的基础上，对浙西丘陵区常山县球川镇棋盘山富硒区开展采样密度对比试验，按1∶1万土地质量地质调查土壤采样密度，利用属性赋值法对无样图斑赋值，以实际利用和土地精准管理为目标，按图斑采样通过对比研究区空白图斑赋值、实测土壤硒含量及富硒土壤评价结果，探讨合理的采样密度，为类似丘陵区1∶1万富硒土壤地质调查及富硒土壤开发利用提供指导1研究区概况棋盘山富硒区位于浙西丘陵区，行政隶属常山县球川镇区内地貌类型为低丘岗地，以黏土和黏壤土为主，土壤类型有水稻土和石灰岩土该区土地利用方式以水田和旱地为主，另有林地和园地等，图斑细碎（图1（a））夏秋季主要种植水稻，冬春季主要种植油菜研究区成土母质主要为河漫滩相沉积物，北西角为石灰性紫泥岩类风化物（图1（b）），周边未见固废堆和污染企业等污染源2材料与方法21样品采集相对旱地和园地等其他土地利用类型，水田耕作更精细长期耕作活动使地块土壤中各元素含量相对较均匀，空间分异较小[13]，因此，本次试验采样点集中布置在水田中。

研究区共有水田图斑53个，面积125 km2按两种采样密度分别采集土壤表层（0～20 cm）样品一是根据1∶1万土地质量地质调查采样密度要求，以采样点均匀分布和有效控制图斑为原则，采集样品32件，采样密度为256件/km2（图1）;二是以图斑为采样单元，采集样品69件（含上述32件），采样密度为552件/km2对12个大图斑（面积>0033 km2）加密采样，对28个无样图斑补充采样为保证样品的代表性，在布设的采样点上以GPS定位中心点，向四周辐射20～50 m确定分样点，由5个子样等量混合组成1件样品使用不锈钢铲直接采样，样品原始重量>2 kg自然风干后，去除岩屑石块和植物根系，过2 mm（10目）尼龙筛，混匀后装瓶备用22样品测试在华北有色地质勘查局燕郊中心实验室完成样品测试工作土壤样品全量硒采用氢化物发生原子荧光光谱法（HGAFS）测定，检出限为00110-6样品分析按《DZ/T 0295—2016土地质量地球化学评价规范》[5]和《DZ/T 0258—2014多目标区域地球化学调查规范（1∶250 000）》[14]执行，测试时插入重复样与标准样进行质量监控检查发现，所有样品报出率为100%，准确度和精密度监控样合格率100%，重复样合格率100%，達到《DZ/T 0295—2016土地质量地球化学评价规范》[5]要求。

方法一的样品还测试了土壤重金属元素As、Hg、Pb、Cd、Cr、Ni、Cu、Zn含量及pH值，用于了解研究区土壤环境质量23研究方法231赋值方法采用属性约束下的空间距离最近原则，按成土母质、土壤类型、土地利用类型的属性先后顺序，使用采样图斑Se含量对无样图斑赋值[5]由于无样图斑的成土母质为河漫滩相沉积物，土壤类型为水稻土，土地利用类型为水田，故赋值时只考虑空间距离最近原则，分以下4种情况：（1）当无样图斑仅与1个采样图斑相邻时，用采样图斑Se含量对其赋值2）当无样图斑与多个采样图斑相邻时，采用平均值对其赋值3）当无样图斑只与其他无样图斑相邻时，将已赋值的无样图斑视为采样图斑，按（1）和（2）情况对其赋值4）当无样图斑周边无已采样（或已赋值）图斑时，按距离最近原则，选择1个采样（或已赋值）图斑Se含量对其赋值232评价方法为对比赋值结果与实测值的差异，以图斑为统计单元，计算每个图斑中实测值与赋值的相对双差（RD），参考《DZ/T 0258—2014多目标区域地球化学调查规范（1∶250 000）》[14]对土壤样品重复检验的要求计算合格率（合格率=合格图斑数/图斑总数）以合格率≥90%评判赋值数据的可接受性[4]。

当合格率<90%时，表明赋值结果不能满足土地精细管理要求一般认为，土壤w（Se）≤0410-6为中低硒及缺硒土壤;w（Se）>（04～30）10-6为富硒土壤;w（Se）>3010-6为硒过剩土壤[1519]以土壤w（Se）>（04～30）10-6为富硒标准，对比赋值和实测值富硒图斑判定结果，当判定结果一致的富硒图斑面积占实测富硒图斑面积比≥90%时，表明赋值法能满足富硒图斑精准确定要求，否则应适当加大采樣密度3结果与探讨31富硒土壤空间分布常山县1∶5万土地质量地质调查（采样密度9件/km2）初步圈定了富硒土壤分布范围，土壤硒主要来源于风化的富硒岩石，外源输入组分影响较小，具有一定的开发潜力[12]通过1∶1万土地质量地质调查（采样密度256件/km2）详细查明了富硒土壤分布特征旱地土壤Se含量为（028～073）10-6，平均含量为05010-6;水田土壤Se含量为（025～050）10-6，平均含量为03910-6旱地土壤硒含量高于水田土壤硒含量，富硒水田集中分布在研究区中部加密采样（采样密度552件/km2）后，运用地球化学勘查一体化系统GeoChem Studio 305软件绘制了研究区富硒水田分布图（图2）。

富硒水田分布在棋盘山村南东侧，分布零散，土壤Se含量为（041～070）10-6，平均含量为04610-6按逐个图斑汇总，富硒水田面积为0466 km2，占研究区水田总面积的3728%32不同采样密度土壤硒含量按现行规范和以图斑为单元采样，研究区土壤Se含量最大值、最小值、平均值、中位数及变异系数见表1不同采样密度下，土壤Se含量变异系数为20%，属中度变异[20]，表明研究区Se空间分布较均匀按现行规范采样，土壤硒含量为（025～050）10-6;加密采样后，土壤硒含量为（018～070）10-6，采样密度越大，数据离散程度越高[21]由于中位数较平均值更稳定，因此，采用中位数对比不同采样密度下土壤硒含量的差异计算相对双差，表征不同采样密度下土壤Se含量的相差程度[11]结果表明，土壤硒含量中位数相对双差仅为132%，说明按现行规范和以图斑为单元采样，其采样密度均可客观反映研究区土壤Se的地球化学特征33赋值结果误差研究区无样图斑赋值与实测值相对双差合格率计算结果见表2相对双差为225%～9412%，平均值为2062%，赋值结果合格率为6071%，表明赋值数据尚难达到富硒土地精细评价要求。

28个无样图斑中，18个图斑的相邻图斑有实测值，10个图斑无实测值当相邻图斑有实测值时，赋值与实测值相对双差为241%～3448%，平均值为1304%，合格率为7222%;当相邻图斑无实测值时，赋值与实测值相对双差为225%～9412%，平均值为3426%，合格率为40%显然，无样图斑周边无实测图斑时赋值误差更大34加密采样结果误差对比12个面积较大图斑加密采样前后土壤Se含量，其相对双差为253%～1778%，平均值为817%，低于相对双差≤25%的精度要求，合格率为100%，表明对面积较大的图斑，现有采样密度能反映土壤Se含量特征（表3）35富硒图斑评价结果为验证不同采样密度评价结果的准确度，确定合理的采样密度，将预测等级（单指标、养分综合、环境质量综合）与实测等级进行一致性对比分析[2，4，11]由于加密采样前后，面积较大图斑的土壤硒含量变化较小，对富硒图斑评价结果影响较小，本研究只对比无样图斑赋值与实测值评价的富硒结果（表4）28个无样图斑，通过赋值判定为富硒水田的图斑有12个，面积为0123 km2（图3（a））通过实测值判定为富硒水田的图斑有11个，面积为0117 km2（图3（b））。

赋值与实测值一致判定为富硒水田的图斑数（7个）占实测富硒图斑的6364%，占实测富硒水田图斑面积的5897%赋值与实测值一致判定为非富硒水田的图斑数（12个）占实测非富硒图斑的7059%，占实测非富硒水田图斑面积的7545%赋值与实测值判定结果一致的图斑面积占无样图斑面积的6973%，表明赋值法的准确率无法满足土地精细管理要求4结论（1）浙西丘陵区土壤硒含量的空间变化较小，1∶1万土地质量地球化学评价规范采样和图斑采样均能客观反映该区土壤Se地球化学特征2）浙西丘陵区图斑细碎化程度高，20件/km2的采样密度难达到精准划定富硒土地边界要求，应适当加大采样密度，有效控制周边无实测值的无样图斑3）由于研究区范围较小，赋值误差是否与地质背景、土地利用方式和土壤类型有关，这有待进一步研究致谢：中化地质矿山总局浙江地质勘查院周漪工程师、李良传工程师、宋元青工程师和翁雍蓉高级工程师参与了野外样品采集工作，审稿专家在本文修改过程中提出了宝贵意见，在此一并表示感谢！参考文献[1]王玉婷，白宪洲，杨学俊，等.内江市威远县镇西镇土地整理区土地质量地球化学评估[J].地球与环境，2011，39（4）：551560.[2]彭敏，李括，刘飞，等.东北平原区地块尺度土地质量地球化学评价合理采样密度研究[J].物探与化探，2019，43（2）：338350.[3]黄春雷，宋明义，魏迎春.浙中典型富硒土壤区土壤硒含量的影响因素探讨[J].环境科学，2013，34（11）：44054410.[4]贺灵，孙彬彬，。