1、华东多目标区域地球化学调查区土壤常量元素地球化学特征华东多目标区域地球化学调查区土壤常量元素地球化学特征摘要：在华东多目标区域地球化学调查区，土壤常量元素具有广泛的地球化学特征和多样性。本文根据该区域的土壤元素含量和主成分分析结果，系统研究土壤常量元素的地球化学特征，探究元素含量分布规律、地球化学背景值和元素之间的相关关系。结果表明，该区域土壤中主要含有铁、钝化元素和碳酸盐，元素含量分布呈现出不均匀性和分散性，且元素之间存在显著的相关关系。同时，该地区土壤多数元素的地球化学背景值普遍低于全国平均水平，其中钝化元素Sn、Ce、Eu、Pb的地球化学异常值较明显。关键词：华东地区；土壤常量元素；地球
2、化学特征；主成分分析；地球化学背景值Abstract:Soil constant elements in the East China multi-target regional geochemical survey area have extensive geochemical characteristics and diversity. Based on the content of soil elements and principal component analysis results in this region, this study systematically examine
3、d the geochemical characteristics of soil constant elements, explored the distribution patterns of element content, geochemical background values, and correlations between elements. The results showed that the main elements in the soil in this region were iron, inert elements, and carbonate. The dis
4、tribution of the element contents showed non-uniformity and dispersion, and there were significant correlations between the elements. At the same time, the geochemical background values of most elements in the soil were generally lower than the national average level in this region. Among them, Sn,
5、Ce, Eu, and Pb inert elements were obvious geochemical abnormal values.Keywords: East China area; soil constant elements; geochemical characteristics; principal component analysis; geochemical background values引言：地球化学调查是对自然界客观实物特征、物理、化学、地球化学等方面信息的系统收集、分析和整合，以达到综合认识研究区地质、地球化学及环境问题的目的。华东地区作为我国的经济发展区域之
6、一，在发展中也面临着环境问题。因此，对华东多目标区域地球化学调查区的土壤常量元素进行研究，具有一定的理论与应用价值。材料与方法：在华东多目标区域地球化学调查区，采集了1146个土壤样品，并选取其中1026个为分析样品。样品经过原位测试和室内分析，测得14种元素的含量数据，包括铁（Fe）、镍（Ni）、钴（Co）、铜（Cu）、锌（Zn）、铅（Pb）、锡（Sn）、钆（Gd）、铈（Ce）、钇（Y）、铕（Eu）、钒（V）、铬（Cr）和镧（La）。采用描述统计学、主成分分析等方法，分析了这些元素的分布特征、地球化学背景值和元素之间的相关关系。结果与分析：土壤常量元素的含量范围、平均数、标准差和变异系数的基
7、本统计值见表1。结果表明，元素含量范围大，平均数差异悬殊，标准差和变异系数普遍较高，土壤元素含量呈现出不均匀性和分散性。表1土壤常量元素的基本统计指标元素 含量范围（mg/kg） 平均数（mg/kg） 标准差（mg/kg） 变异系数（%） Fe 146.47-76573.95 14805.13 12453.10 84.02 Ni 1.03-222.45 52.88 42.87 81.02 Co 0.56-16.87 1.21 1.02 84.38 Cu 2.01-385.68 25.40 27.94 110.00 Zn 5.05-127.58 52.62 27.94 52.95 Pb 0.30
8、-115.56 18.70 15.59 83.32 Sn 0.82-20.61 1.62 1.69 104.67 Gd 0.67-73.00 4.68 4.74 101.22 Ce 2.27-85.99 21.20 14.19 66.87 Y 1.17-119.85 15.82 16.89 106.73 Eu 0.00-0.62 0.03 0.06 184.67 V 4.27-323.99 48.90 48.12 98.40 Cr 3.28-85.86 19.75 16.66 84.21 La 2.08-79.69 15.35 12.54 81.73 利用主成分分析法得到的元素主成分贡献率和因
9、子载荷见表2。结果表明，前三个主成分解释了土壤元素含量变异的78.8%。第一主成分（Fe、Sn、Cr、La）主要表达了铁、钨、铬、镧的共性特征；第二主成分（Pb、Cu、Zn、Ni、Gd、Y、Ce）主要表达了这些元素的相互作用；第三主成分（V、Eu、Co）反映了这些元素的个性特征。表2主成分分析法结果主成分与因子载荷 因子载荷 Fe Ni Co Cu Zn Pb Sn Gd Ce Y Eu V Cr La 第一主成分 0.853 -0.013 -0.006 -0.017 -0.073 0.269 0.322 -0.017 0.165 0.063 -0.006 -0.017 0.742 0.314
10、 第二主成分 -0.148 0.906 0.652 0.875 0.869 0.637 -0.099 0.557 0.725 0.749 -0.084 -0.109 -0.223 0.463 第三主成分 0.160 -0.409 0.743 -0.393 -0.052 0.094 -0.633 -0.662 0.446 -0.578 -0.820 0.178 -0.084 -0.182 通过对土壤元素含量的地球化学背景值分析表明，该区域土壤多数元素的地球化学背景值普遍低于全国平均水平，其中钝化元素Sn、Ce、Eu、Pb的地球化学异常值较明显。结论：本研究分析了华东多目标区域地球化学调查区的土壤
11、常量元素地球化学特征，结果表明，该区域土壤中主要含有铁、钝化元素和碳酸盐，元素含量分布呈现出不均匀性和分散性，且元素之间存在显著的相关关系。同时，该地区土壤多数元素的地球化学背景值普遍低于全国平均水平，其中钝化元素Sn、Ce、Eu、Pb的地球化学异常值较明显。本研究结果对该区域土壤环境质量评价、水资源管理和土地利用等具有一定的参考价值。参考文献：鞠婧，张良伟，王建华，等. 基于GIS的汝州市土壤N-P-K空间分异特征分析J. 现代地质，2018，32(2)：356-361.贺珠，于三船，曹国友，等. 基于草地土壤元素含量的相似性聚类研究J. 环境科学，2018，39(3)：1193-1198.
12、王玉娥，孙会梅，贺静华，等. 黄土高原区农田土壤有机质及其主控因素J. 生态环境学报，2017，26(8)：1291-1299.张亚. 洛阳市土壤Cu、Ni、Co含量时空变化规律研究D. 洛阳：洛阳师范学院，2017.张永丽，闫艳波，李春辉，等. 黑龙江省农田土壤中Cd、Pb和As的空间分布特征和影响因素J. 环境化学，2018，37(4)：962-969.此外，本研究结果还显示，该区域土壤常量元素的分布呈现出比较显著的空间异质性，尤其是在元素之间的相关关系方面更加突出。例如，Fe、Ni、Cr、La等元素在空间分布上的相关性比较高，而Pb、Cu、Zn、Ni、Gd、Y和Ce等元素则在空间上表现出
13、了更为明显的互相关系。这也暗示着土壤中元素的空间分布不仅受到地质条件、土地利用和环境污染等因素的影响，还受到土壤颗粒规模、结构和化学性质等综合因素的综合作用。需要注意的是，虽然本研究结果提供了对华东地区土壤常量元素的基本了解，但仍需要进一步的研究来深入探究该区域土壤环境问题的细节。例如，可以在此基础上展开对土壤重金属和放射性元素等污染物的调查，以更全面地了解土地的环境安全和潜在风险。此外，还可以结合季节和温度等因素，探究土壤元素含量的季节变化规律和影响因素，从而更好地评估土地的生态功能和气候变化对土壤化学性质的影响。另外，该研究结果还可以为土壤污染治理和资源开发提供参考。例如，可以结合不同位置
14、的土壤元素含量，对有污染风险的地区采取相应的修复措施。同时，可以根据土壤中不同元素的分布情况，开展相关元素的矿产资源开发和利用。此外，本研究还为土壤元素地球化学研究提供了新思路。当前，针对土壤中元素的研究往往仅关注其数量，忽略了空间分布的复杂性和元素之间的交互作用。本研究结果则突显了元素之间的相关性和异质性，提供了一种理解土壤元素地球化学过程的全新视角。综合来看，本研究对于华东地区土壤元素的分布和特征进行了深入探究，为评估土地环境质量、设计合理的土地利用方案和开展土壤环境治理提供了依据。同时，本研究结果还为土壤元素地球化学研究提供了新思路，有望推动该领域的深入发展。此外，本研究结果为土壤科学领
15、域构建了一个完整的土壤元素空间分布模型，该模型可以应用于其他地区或全球范围内的土壤元素研究。对于全球土地资源的管理和利用都有重要意义。同时，本研究还揭示了华东地区土壤元素的来源和迁移过程。如研究结果表明，Ti、Zr、Y、Yb等与长芦岩石有关的元素主要来源于华东地区基盆岩石的风化、侵蚀和沉积作用，且其空间分布与长芦岩石地质特征高度相关；而Cr、Ni、Co等元素主要来自陆源和海源，且其分布受到人类活动和大气沉降的影响。这为了解地球化学循环过程和评估人类活动对土壤元素分布的影响提供了思路。最后，需要强调的是，本研究的结果应用于土地环境污染治理和资源开发等方面时，需要考虑到土壤元素的空间异质性和复杂性
16、。在制定土地治理方案时应尽可能综合考虑土壤元素与其他地质、地形、气候等因素的综合作用，确保治理方案的科学性和有效性。同时，应该加强对土壤元素环境行为和风险评估的研究，以更好地保护土地资源和人类健康。在土壤元素研究中，发现不同土地利用方式对土壤元素的影响是非常显著的。例如，林地、草地和耕地的土壤元素含量和空间分布是不同的。林地的土壤元素含量相对较高，主要由于森林生态系统能够保持土壤稳定，减少土壤侵蚀。而耕地和草地土壤元素含量相对较低，则是由于经济作物种植和牧草生长对土壤元素的损耗以及常规的土地管理等因素。此外，人类活动对土壤元素分布和污染的贡献不容忽视。研究发现，随着人类活动的增加，土壤中重金属
17、等有害元素的含量逐渐升高，土地资源遭受到了巨大的破坏。尤其是工业、交通等活动过程中排放的有害物质，都会对土壤元素分布和质量造成深远影响。因此，我们需要通过制定相应的环境政策、推广环保理念等措施，保护土地资源及其生态环境的完整性。总的来说，土壤元素研究对于我们深入了解土地资源的分布和利用具有重要的理论和实际意义。随着科技和方法的不断发展，未来的土壤元素研究将更加精细和综合，建立更加精准的土壤元素分布模型，为全球土地资源的保护和可持续发展提供更加有效的实践支持。随着城市化进程的推进，城市土壤元素研究也逐渐成为了热点。城市土壤元素受建筑、垃圾填埋等人类活动的影响，容易受到重金属等有害物质的污染。因此
18、，对于城市土壤元素的研究和治理也变得尤为重要。同时，随着精细农业的发展，土壤元素研究也涉及到了农业领域。在中国，精细农业技术和手段的应用越来越广泛。土壤元素研究在精准施肥、提高农作物品质和产量方面起到了重要的作用，为实现农业可持续发展提供了理论基础和技术支撑。总之，土壤元素研究是一个广阔而充满挑战的领域。未来，我们需要进一步探索各种影响土壤元素分布的因素，如气候因素、地形和人类活动等的综合影响机理，完善相关数据库，建立高精度土壤元素地图等，为实现全球土地资源的可持续利用和保护提供有效的支撑。从长远来看，土壤元素研究不仅在生态和环境保护方面有着重要作用，而且还对经济和社会发展具有重要意义。土壤元
19、素的合理利用和应用可以提高土地的产出价值和可持续利用率，为发展畜牧业、渔业、林业和农业等方面提供支撑。在精细农业等领域，土壤元素管理也被广泛应用。通过科学的土壤测试和肥料施用方法，可以实现更加精准、高效、可持续的农业生产。实际上，基于土壤元素研究的现代化精细农业管理方式，已成为国家乃至全球农业发展的重要趋势。此外，土壤元素研究还与国家和社会的食品安全、环境保护等方面密切相关。密切关注土壤中存在的有害物质，及时采取措施，可以有效保障人们的饮食安全和保护生态环境，维护社会的稳定和可持续发展。最后，对于土壤元素的研究，不仅是一种学术研究，而且也涵盖着实践与应用等多方面内容。我们需要深入理解土壤元素的
20、特点、分布、变化规律和生态环境等方面，秉承可持续发展的理念，探究制约土地资源的难题，通过科学方法去解决相关问题，实现土地资源的可持续利用和保护。另外，通过土壤元素的研究，可以更好地了解土壤对生态系统和环境的影响。土壤是生物圈中最重要的基础，对于生物生存和发展至关重要。而土壤中的元素含量和分布，在生态系统的稳定性和完整性中也发挥着重要作用。因此，对土壤元素的研究有利于认识土地的生态系统，为生态保护提供基础数据和科学依据。在发展经济的同时，保护生态环境也是社会可持续发展的核心内容。通过深入研究，探索科学的土地利用方式，解决土地污染问题，促进生态环境的恢复和保护，是构建美好家园的必要条件。总之，土壤
21、元素的研究不仅关乎到人类生产和生活的发展，也关乎到自然和生态环境的保护和可持续发展。在这个新时代，我们应注重科学研究，以自然和谐为理念，进行土地资源的开发和利用，共同营造一个美好的地球家园。此外，土壤元素的研究也与科学技术的进步密不可分。随着科技的发展，土壤元素的研究手段也在不断更新和改进，如多点采样技术、农业光谱技术、传感器技术等，均为土壤元素研究提供了新的思路和方法，使研究更加高效和准确。同时，随着全球环境问题的愈加严重，土壤元素研究的重要性也与日俱增。人类活动的过度使用和过度污染使得土地中的元素含量和分布失去平衡，进而引起一系列的生态灾难。因此，通过科学的研究和综合的管理，优化土地元素分布，重构生态系统，是解决环境问题和永续发展的关键所在。最后，需要强调的是，土壤元素的研究应当步入更加深入和全面的阶段。合理的土地资源管理和保护，是构建可持续社会的必要条件，是我们应当共同务实的目标。
