辽宁省辽河流域土壤地球化学特征及其环境质量评价中文摘要（作者：张喆指导教师：陆继龙教授）辽宁省辽河流域是我国东北部主要平原区，是我国重要的农业产地之一。
本文以辽宁省辽河流域为主要研究范围，以54个元素为研究对象，采用传统的地球化学调查方法，通过系统采集区域土壤样品，分析测试相关元素和指标，编制地球化学图件，研究异常元素的来源、迁移转化方式，查明了辽河流域土壤地球化学特征并进行了环境质量评价，为支撑辽宁省农业结构调整和发展效益农业、提高农产品市场竞争力提供科学依据。
得到的结论如下：（1）与全国土壤背景值或辽河流域平均值相比，平原区土壤的各元素含量都呈总体富集状态；与流域整体状况比较，丘陵区土壤的各元素含量相对贫乏，只有Si、K 元素略富集；受风沙土广泛分布的影响，低山丘陵区的Si、K等元素含量高于其它地区，而极度缺乏其它元素；山区涉及辽东山地和辽西山地的边缘，与辽河流域平均值比较，有机碳富集，高度富集元素有Sr、Zr两种。
（2）通过单指标评价能够了解到，相对于砷、铬、铅等元素来讲，镉、镍和铜以及汞的污染区域更为广泛。
尤其是在工业密集的城市圈内存在着严重的镉、汞污染问题，当然这和城市经济发展水平、工业建设发展等之间具有密切联系。
而铬、铜以及镍等元素的污染和自然环境等相关因素之间具有较强的关联性。
纵观此流域，污染最严重的当属镉元素。
大多数土壤达到了一、二级土壤环境标准要求，三级以及超三级土壤比较少。
（3）通过模糊加权评价，可以看出辽河流域土壤环境质量整体良好，其中一级和二级土壤面积较大，分别占流域土壤总面积的87.88%和6.16%；三级和四级土壤面积分别为4.67%和1.28%；表明辽河流域94.04%的土壤环境质量较好，适宜农业生产安全使用；5.95%土壤受到污染，不适宜农作物的安全生产。
辽宁省辽河流域适宜发展无公害农业的土地面积为49164 km2，占全流域的94%；而适宜发展绿色农业的土地面积48240 km2，占全流域土壤面积的92%。
附件8：“典型稻田土壤关键生物地球化学过程与环境功能”重大项目指南稻田对维护我国粮食安全和环境健康起着不可替代的作用。
我国是一个人口大国，发展农业，确保粮食安全是一项基本国策。
在粮食需求不断增加、耕地面积逐年减少、环境质量却日趋恶化的压力下，维持稻田土壤持续高产性能、同时保证其生态环境健康与农产品质量安全，是我国当前迫切需要加以研究和解决的重大科学问题。
稻田土壤生产力与生态环境功能的形成与演化，集中体现了人为活动与生物地球化学过程的相互作用、生物地球化学过程与水分和生物的相互作用与耦合关系、生产力与生态环境功能的相互作用与协调、以及农业生产与全球气候变化的相互作用。
深入研究稻田土壤的生物地球化学过程与环境功能，不仅对于稻田的可持续利用具有极其重要的科学意义和实践指导价值，还将极大地推动我国农田科学使用和管理研究，构造生产力与产品质量不断提高、与生态环境状况充分协调的农业生产体系提供重大科学支撑。
一、科学目标以水稻土为模型系统，系统研究在氧化-还原交替作用下土壤碳、氮、铁等关键元素的生物地球化学循环过程及其微生物学机制，阐明水稻土碳、氮、铁循环过程特点、耦合机制及其生态环境效应，揭示稻田土壤生产力与生态环境功能演化特点与关键驱动机制，建立稻田土壤碳、氮、铁循环的生物地球化学过程模拟模型，提出稻田土壤持续生产力和关键生态功能协调的理论体系与关键途径，为构建我国特色的地表过程研究体系提供理论与方法借鉴，同时为保障国家粮食安全和环境健康提供重大科技支撑。
二、研究内容（一）典型水稻土中碳氮铁等耦合的微生物分子生态学机理。
重点研究水稻土碳氮转化过程的微生物机理。
水稻土固相铁的释放与形态转化过程动力学及其微生物学机制。
氧化-还原交替过程作用下相关碳氮铁转化过程的耦合的微生物学机制。
（二）水稻土中碳氮转化、积累与温室气体排放机制。
重点研究典型水稻土有机质和氮转化的物理化学过程与微生物过程耦合机理、典型稻田土壤持续生产力与生态服务功能协调机理。
地球化学的主要领域和实践地球化学是一门研究地球内部物质成分和变化规律的学科。
它涉及到地球的各个层面，包括从地球表层的大气、水体和岩石到地球深处的核心。
地球化学的目的是揭示地球的化学性质，了解地球的物质循环规律，为人类探索地球、认识自然提供科学支撑。
本文将从地球化学的主要领域和实践两个角度来讲述地球化学的相关内容。
一、地球化学的主要领域1. 地球表层化学地球表层化学是地球化学的重要领域之一，它研究大气、水体、土地和生物等地表部分中元素和化合物的分布、循环和转化等。
例如，它可以解析大气中的气态元素和化合物的来源、分布和影响，揭示有机和无机物质在水体中的迁移和转化机制，探讨地壳圈和生物圈之间的物质循环关系等。
2. 矿床地球化学矿床地球化学是研究矿床形成和成矿过程的地球化学领域。
它通过对矿床中元素和化合物的组成、形态、分布和来源等方面的研究，探索矿床的形成机制、成矿规律、资源量、分布和勘查定位等。
矿床地球化学领域的研究成果，为矿产资源开发和利用提供重要的参考依据。
3. 地球内部化学地球内部化学是研究地球内部岩石、矿物和地幔、核等部位的成分和性质的地球化学领域。
它主要通过对地球内部熔岩、岩浆、火山岩和岩石圈的研究，探讨地球内部物质构成、变化、迁移及其与地球演化的关系等。
4. 生化地球化学生化地球化学是研究生命现象与地球化学之间的关系的领域。
它主要研究生物体和生物过程中元素和化合物的转移、转化和循环规律，并探讨生命活动与地球化学变化相互影响的关系。
例如，它可以解析生物体内各种元素和化合物的来源与循环机制，探究大气、水体和陆地环境对生物的影响，找寻体现生物-岩石互作关系的地球化学化石等。
二、地球化学的实践1. 矿产资源勘查地球化学技术在矿产资源勘查中发挥了重要作用。
例如，地球化学勘查可以通过测定土壤、河流、湖泊、沉积物等地表物质和岩石、矿物等固体样品中金属元素的含量，推测潜在矿床的位置、类型和规模。
同时，通过对矿床中各种元素和化合物的分析，还能够提供有关矿床形成时间、环境、矿物组成等信息，为矿产资源的开发提供科学依据。
地球化学与地质勘测利用地球化学手段勘测地下地质情况地球化学与地质勘测：利用地球化学手段勘测地下地质情况地球化学是研究地球及其组成部分的化学性质、内部过程和地质相互作用的学科。
利用地球化学手段进行地质勘测，是为了了解地下地质情况，从而更好地理解和预测地球内部的物质组成、地质演化过程以及矿产资源的分布等。
一、地球化学勘测的意义地球化学勘测是了解地下地质情况的重要手段之一。
它可以通过分析地下水、土壤、矿石和岩石等样品中的化学元素及其同位素组成，推断出地质体的性质和特征。
地球化学勘测在以下领域有着广泛的应用：1. 矿产勘查：通过地球化学手段，可以在地下寻找矿产资源的存在和分布情况，并预测其潜在价值。
这对于矿产资源的开发和利用具有重要意义。
2. 环境地球化学：研究地下水、土壤以及其他环境介质中的有害物质和污染物的分布和迁移规律，为环境保护和治理提供依据。
3. 地质演化研究：通过研究地球物质的化学组成和同位素组成，可以揭示地球的演化历史、构造过程以及大地构造和地震活动等地质现象的发生机制。
二、地球化学勘测的方法地球化学勘测主要通过采集地下水、土壤和岩石等样品，并对其进行化学元素和同位素的分析。
常用的分析方法包括元素分析仪器（如电感耦合等离子体质谱仪、ICP-MS等）和同位素分析仪器（如质谱仪和同位素比值质谱仪）等。
地球化学勘测可以采用定点或者区域性的采样方式，确保样品的代表性。
三、地球化学勘测的应用举例1. 矿产勘查：地球化学勘测在矿产勘查中起到了至关重要的作用。
通过对地下水、土壤和岩石等样品中有关矿产的化学元素和同位素进行分析，可以判断矿床的存在和潜在价值。
例如，通过分析地下水和土壤中的金、银等金属元素的含量和分布，可以预测金属矿床的存在和规模。
2. 环境地球化学：地球化学勘测在环境地球化学研究中有着广泛的应用。
通过分析环境介质中的有害物质和污染物的含量和分布，可以评估环境污染的程度和范围，并制定相应的治理措施。
