人和自然界是一个统一体，人类的生存、健康和发展依赖并受制于环境［1］。早在三千多年前，人们就注意到并在一系列文献中记载和论述了自然环境与人类健康和长寿之间的关系［2］。Hamilton发现了地壳岩石中元素平均丰度与人体血液中元素的平衡丰度值的分布规律颇为类似，首次揭示了人体中元素与地球密切相关的现象［3］。随着近代科学技术的发展，人们逐渐弄清了环境中生命元素的生理生化功能，为从本质上认识健康与环境的关系提供了可能。自上世纪90年代人们开始关注长寿与环境的关系，人们运用地球化学的知识研究了长寿与环境的关系，发现长寿地区环境中的生命元素含量不同于非长寿地区［4~6］，其成果有一定的说服力，但是研究较为零散，缺乏系统性。本文以闻名中外的长寿之乡——江苏省如皋市为研究对象，分析该地区不同年龄段长寿人口的空间分布特征与土壤类型空间分布特征及其两者之间的相关性，初步探讨土壤环境对人类健康长寿的作用机理。

1数据来源与研究方法

1．1研究区概况

江苏省如皋市地处北纬32°00′—32°30′，东经120°20′—120°50′，气候属北亚热带湿润季风气候区，年平均气温14．6℃，年平均降水量1059．7毫米。全市总面积1477平方公里。如皋市位于长江三角洲冲积平原上，因而全市地势较为平坦，气候条件无明显差异，但地质背景、土壤性质、水文水系、种植习惯和社会经济条件等方面地域差异较为明显。2003年全市145万人口中有195位百岁以上的寿星，远远超过了联合国规定的每百万人口中有75位百岁老人的长寿之乡的标准，90岁以上的长寿老人也达4000多位，成为中外闻名的长寿之乡，而且还是目前世界上唯一地处经济发达的沿海平原地区的长寿之乡。

1．2数据获取

人口数据的来源：各镇总人口数据来自2001年出版的《如皋年鉴》［7］，各镇90岁以上人口数量、100岁以上人口数量来自如皋市公安局2002年人口统计资料。根据上述资料，分别计算出各镇长寿人口比例，即每十万人口中90岁以上人口数量，每百万人口中100岁以上人口数量。土壤资料来源于1987年全国第二次土壤普查时编制的《如皋县土壤图》和《江苏省如皋县土壤志》［8］。

1．3方法

在GIS软件Arcview3．3的支持下，利用如皋市地形图、行政区划图及各乡镇长寿人口比例等图件和数据建立该地区百岁以上和九十岁以上长寿人口的空间数据库；同时利用土壤图和土壤母质图，建立该地区土壤和土壤母质空间数据库。运用Arc／info8．1软件较强的空间分析功能，将长寿人口和土壤等两类空间数据库进行叠置分析，研究该地区不同土壤类型上长寿人口的分布特征，统计出不同土壤类型上长寿人口的分布比率。

2结果与讨论

2．1长寿人口分布情况

从如皋市长寿人口比率的空间分布图(图1)可以看出，长寿人口的分布只有明显的地域聚集特点，在局部地区形成长寿人口密集区，不同年龄段长寿人口的空间分布特征大体相似。百岁以上长寿人口比率的分布基本在北部-东部-东南部较高，自东向西、自北向南逐渐递减。整个如皋市百岁以上老人比率平均为134人／百万人，东南部百岁以上老人比率为232人／百万人，高出如皋市平均值的73％，而中西部百岁以上老人比率则为85人／百万人，低于如皋市平均值的37％，地区之间的百岁以上长寿人口比率差异性非常显著。

（图1）如皋市不同年龄段长寿人口比率空间分布图

(Fig．1) The spatial distribution of the density of longevous people in the township basis in Rugao County

除了百岁以上老人比率存在明显地区差异外，90岁以上高龄人口的比率也存在地区性的差异，其分布趋势与百岁以上老人的分布趋势基本相同(图1)。经对该地区百岁以上老人数量与九十岁以上老人数量进行相关分析，结果发现各镇区百岁老人数量(Y)与九十岁以上老人数量(X)具有非常良好的直线相关性，回归方程为Y=13．433X十43．457，其决定系数(R2)达0．83，达到极显著相关(P<0．001)。尽管衡量长寿之乡的标准为百岁老人的比率，但在如皋市也存在一个数量较多的九十岁以上高龄人口群体，使该地区百岁人口的比率始终保持在较高的水平上。长寿人口的这种聚集现象从遗传学上难以解释，而全市居民，尤其是广大农村地区的居民在风俗习惯、饮食结构上并无明显差异，长寿人群大部分固定在原居住地，一生迁徙较少，与周围环境进行着较为单一的物质交换，这种现象集中反映了人与环境之间的关联关系。而在环境的多个单元中，土壤是一个最基本的环境单元，它影响着环境中其它单元尤其是水和作物的物质组成，进而影响到人体的健康。因此，本文对如皋市土壤及其母质的空间分布进行了初步分析。

2．2土壤母质及其类型分布

（图2）如皋市土壤母质图

(Fig．2)The map of soil parent materials in Rugao County

如皋市虽地处平原地带，但其境内土壤类型较为复杂，主要受土壤母质影响明显［8］。

中部和西部是长江和淮河冲积物形成的冲积平原(图2)，形成时间较长，富含石灰，粒度组成自东向西、自北向南由细到粗，一般以砂壤土为主，东部和北部则以轻壤土为主；而在西北和东部有一定面积的浅湖相冲积物，粒度组成更细，一般为轻壤土或重壤土；南部为长江近代冲积物，分布于沿江圩田和沙洲，形成时间很短，粒度组成一般也较细，其中西部以轻壤土为主，而东部为中壤土及轻粘土。如皋市多样的成土母质决定了该地区土壤类型的多样性，以及空间分布格局的复杂性。根据中国土壤系统分类的检索方法［9~10］，如皋市土壤大致分属雏形土和人为土两个土纲。根据土壤的各种特征，对照系统分类的诊断层和诊断特性进行检索直至土族，最终获得六个土族，而部分土族又包含若干土系(表1)。

表1如皋市土壤类型及分布面积

Table 1．The soil families and their area of Rugao County

1 磨头系，2 郭园系，3 桃园系，4 东陈系，5 搬经系，

6 白蒲系，7 营房系，8 张黄港系，9 长青沙系。

(图3)如皋市土壤类型图

(Fig．3)The soil map of Rugao County

在中部和中西部地区分布的是质地较粗的磨头系，其分布面积最广，占全市土地面积的40．5％，是由质地较粗的江淮冲积物发育而成；郭园系在中南部呈东西向的带状零星分布，占全市土地面积的8．8％，与磨头系相比，该系土壤地形有一定起伏；桃园系在如皋的中部和西北部零星的分布，占全市土地面积的6．2％，该土系的土壤与上述土系的土壤的主要区别在于，此土系土壤剖面中均有一个厚度不等、质地较细的土壤层次存在，相对来讲，这些层次对土壤的生产性能有一定提高，养分也相对较充足一些。总之，以上三个土系的土壤有几个显著的特点，分布上大都集中在如皋市的中部和西部地区，由江淮冲积物发育而成，土壤质地较粗，土壤养分较为贫瘠。

东陈系主要分布在如皋的东北和东部地区，占全市土地面积的20．1％，该土系的土壤虽然在东北部地区也发育于江淮冲积物母质上，但此处母质质地较细，与发育于东部地区浅湖相冲积物母质上的土壤并无明显区别，土壤的发育和生产性能都要明显高于上述土系的土壤。搬经系主要分布在如皋的西北部，占全市土地面积的6．1％，该类土壤亦发育于浅湖相冲积物母质上，但土壤质地比东陈系更细些。这两个土系分布于如皋市境内的北部—东北—东部一线，它们均发育于母质较细的土壤母质上，其生产性能和养分相对较高。

白蒲系分布在如皋的东部至东南部，占全市土地面积的6．1％。白蒲系土壤起源于浅湖相冲积物母质上。由于该类母质形成时，以淤积作用为主，因此，质地较细，加之成土时间较长，并受人为淹水种稻，定向耕作培肥等因素影响，土壤的发生层次与雏形土相比产生了明显的变化，已发育为水耕人为土。土壤的结构好，自然肥力较高。

营房系在如皋的南部成片分布于沿长江的圩田和沙洲地区，占全市土地面积的6．4％。该系土壤发育于石灰质的长江新冲积物上，尽管成土时间较短，仅有70-80年，但受人为耕作培肥影响，表层土壤已有一定有机物质聚集，土壤中石灰也有一定移动，土壤已发育为雏形土。张黄港系主要分布在如皋的南部偏西一带分布，占全市土地面积的3．5％，分布较局限，为质地较粗、形成时间较短的一类雏形土，土壤剖面50cm范围内成土母质的沉积层理清晰可辨，土壤中石灰基本没有移动。长青沙系则主要分布在如皋南部地区，占全市土地面积的2．4％，是如皋市境内发育年龄最短的一类土壤，由最新的长江冲积物发育而成，受母质质地较粘的特性影响，长青沙系土壤质地达轻粘土。发育于如皋市南部地区的三个土系的土壤，有一共同的独特特性，即成土时间都非常短，垦殖利用时间不长，尽管土壤均达到雏形土的标准，但与上述磨头系和东陈系等雏形土相比，土壤发育仍然很弱。

2．3土壤环境与长寿人口比率之间的相关性

比较长寿人口比率和土壤类型的空间分布特征，并统计不同土壤类型上不同年龄段长寿人口的平均比率，可以发现这样一个现象：在成土年龄较老、土壤质地较细的水耕人为土白蒲系上，各年龄段长寿人口的比率，无论是百岁以上还是九十岁以上老人的比率，总是最高；而成土时间较短、质地较细的雏形土如东陈系和搬经系等分布区，长寿人口比率稍低，但仍明显高于质地较粗或成土时间较短的磨头系、郭园系、营房系和长青沙系(图4)。在白蒲系分布区百岁以上长寿人口的比率为222人／百万人，在东陈系和搬经系分布区长寿人口的比率稍低，百岁以上长寿人口的比率为156-161人／百万人，其余土系分布区长寿人口的比率最低，如张黄港系分布区百岁以上长寿人口的比率仅为94人／百万人，与白蒲系分布区相比相差一倍多。

1 磨头系，2 郭园系，3 桃园系，4 东陈系，5 搬经系，

6 白蒲系，7 营房系，8 张黄港系，9 长青沙系。

(图4) 不同类型土壤上各年龄段长寿人口比率分布

(Fig．4)The distribution of the rate of longevity people in different soil types in Rugao County

2．4长寿与土壤分布相关性原因初析

人是从环境中获取必需的能量和物质从而维持生命的，人体组织中元素的丰度和地壳中元素的丰度呈显著的相关性［1］。研究表明，当环境中的某种或几种化学元素含量出现异常，可以引起人类的地方性疾病［11~12］；当环境中某种或几种化学元素含量在某一正常范围内，能使人体组织的结构与功能得到正常维持，使人体健康长寿［13］，其中一些微量元素对人类健康和长寿的影响最大［14］。土壤作为环境的基本因子，不断地与生物、大气和水之间进行物质和能量交换，环境中的地球化学元素通过土壤作用于植物，决定作物产量和品质，通过环境与食物链影响人类的健康和长寿。为了探讨土壤环境对人类健康长寿的作用机理，本文将如皋市各土壤类型耕层的理化分析数据列表如下(表2)。

表2如皋市各类型土壤耕作层基本理化性质

Table2．The basic physical properties and chemical properties of every type soils of Rugao County

从表2可以看山，白蒲系土壤是如皋市肥力最高的一类土壤，有机质含量最高，平均达19．95g／kg，在该土系分布区长寿人口的比率也最高；而磨头系肥力较低，质地偏砂，有机质含量最低，平均为14．04 g／kg，在该土系分布区长寿人口比率明显低于白蒲系分布区。

土壤有机质既能作为易溶络合剂促进微量元素的溶解，又能固定微量元素［15］，特别是其中的微量金属元素与有机质正相关［16］，而土壤粘粒可以富集微量元素并阻止它们的淋失［15］。

因此，如皋市长寿人口的空间分布与土壤环境之间显著相关性的出现并不是偶然的。如皋市长寿人群的这种聚集特征，可能是由于土壤环境差异从而导致微量元素的差异，通过环境和食物链影响到人体的健康长寿。从微量元素的分析结果看，大部分营养元素在白蒲系、东陈系等土壤上无论是全量或有效态含量均明显要高于磨头系等土壤(结果将在另文中讨论)，当然，究竟是哪些微量元素导致了在白蒲系等土壤分布区长寿人口的聚集特征，土壤环境对人类健康长寿的真正作用机理等问题，有待进一步细致的工作来加以验证。

3结论

如皋市内长寿人口比率的分布具有显著的空间差异，长寿人口比率较高的地区基本集中在该市的西北-北部-东部-东南部。这些地区往往是普通简育水耕人为土和壤质水耕暗色潮湿雏形土的分布区，特征表现为质地适中、肥力较高、成土年龄较长。而在其余地区长寿人口比率较低，所发育的土壤为砂质水耕淡色潮湿雏形土、砂质石灰淡色潮湿雏形土、壤质或粘质石灰淡色潮湿雏形土等。与长寿人口比率较高地区的土壤相比，这些土壤或者结构较砂、肥力差，或者质地较粘、成土年龄较短。长寿人口比率与土壤类型的显著相关性说明土壤环境对长寿人群的出现有着显著的影响。

参考文献

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［16］朱嬿婉，沈壬水，钱钦文。某些土壤中金属元素与5个组分的研究。土壤，1993，25（2）：87—92

（本文作者邹忠为如皋市土肥站副站长，丁峰为如皋市土肥站站长，黄标为中科院南京土壤研究所教授，苏建平为如皋市土肥站高级农艺师）

邹忠1、杨荣清2、丁峰1、黄标2、苏建平1

（1、如皋市农技推广中心；2、中国科学院南京土壤研究所）