西辽河流域土壤锗分布特征、影响因素及其生态环境影响

作     者：许可可 刘国栋 魏明辉 张哲寰 戴慧敏 刘凯 彭敏 杨柯 

作者机构：中国地质调查局沈阳地质调查中心 辽宁省黑土地演化与生态效应重点实验室 自然资源部黑土地演化与生态效应重点实验室 中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心 中国地质科学院地球物理地球化学勘探研究所 

出 版 物：《中国地质》 (Geology in China)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：中国地质调查局项目(DD20230554 DD20230089 DD20221779 DD20230210-01) 

主　　题：锗(Ge) 土壤 分布特征 影响因素 随机森林 西辽河流域 环境地质调查工程 

摘      要：【研究目的】锗元素(Ge)具有重要的生物和工业应用前景。【研究方法】基于辽河流域多目标区域地球化学调查成果，利用全局莫兰指数、半方差分析、人为环境富集系数等研究西辽河流域表层和深层土壤Ge空间分布特征，采用随机森林模型计算地质和环境因素对土壤Ge的解释度以及重要程度排序。【研究结果】结果表明，西辽河流域表层和深层土壤Ge含量平均值分别为1.10 mg/kg和1.08 mg/kg，上游表层和深层土壤Ge含量平均值分别为1.46 mg/kg和1.41 mg/kg，下游表层和深层土壤Ge含量平均值分别为1.07 mg/kg和1.05 mg/kg。总体呈现表层和深层差异不大，但上游显著大于下游的特征。全局莫兰指数显示表层和深层土壤Ge空间分布具有明显的空间自相关性。半方差结果显示，上、下游表层和深层土壤具有中等和强烈空间自相关性。表层和深层土壤Ge含量高值区分布基本一致，土地质量地球化学等级划分得出表层土壤Ge含量缺乏面积占比达88.4%，主要分布在下游区域，中等、较丰富和丰富区合计占9.8%，集中分布在上游区域。人为环境富集系数结果显示，上游区域主要受自然因素和轻微人类活动影响；下游受人类活动影响较显著。随机森林模型分析显示，土壤理化性质、成土母岩、海拔、土壤类型以及土地利用类型等影响因素对研究区表层和深层土壤Ge的解释度分别为68.5%和56.1%；重要性排序显示，成土母岩重要程度居首位，Ti、TFe2O3、Zn、Cr和Mn等元素位于前列，海拔和土壤类型较为重要，土地利用类型和土壤pH重要程度较低。【结论】不同土壤理化指标、成土母岩、海拔、土壤类型以及土地利用类型等，均对整个研究区及其上、下游表层和深层土壤Ge含量差异具有显著影响。研究区上游土壤Ge相比下游更加丰富，更适宜发展富Ge农产品，发展富Ge农业。