导读

比较长寿水平与百岁人口的相关系数，发现总体上百岁人口比例与土壤元素的相关系数高于长寿水平的相关系数。这说明土壤环境对百岁人口的空间分布影响更明显。

文/邹晓燕1，2，李永华1*，杨林生1，吕金妹1，2，李海蓉1，虞江萍1，王五一1(1.中国科学院地理科学与资源研究所;2.中国科学院研究生院)

来源：《环境科学》（年第5期），原题为“河南夏邑县长寿现象与土壤环境的关系”。

健康长寿是人们长久以来的梦想.目前认为影响健康长寿的因素主要有：基因、社会、环境。目前，有关长寿的基因组学和社会学研究较多，如Kim等研究发现MLH1酶的多态性能够维持基因组的稳定性，进而影响寿命，Sbastiani等基于名百岁老人和名对照例的基因组学研究，检测到影响长寿的多个基因标志，Savig在问卷调查的基础上，探讨了长寿与饮食、生活习惯和性格特征的关系.相对而言，环境对健康长寿影响的研究较少。

自然环境是人类赖以生存和发展的物质基础，区域长寿现象则是人与自然和谐发展的最高体现。对北欧高龄双胞胎的研究表明，遗传对人类个体平均寿命的贡献约占20%～30%，而环境贡献的比重高达70%以上。

事实上，早在年前，人们就已认识到人类的寿命与气候、水土条件有密切关系；而人体组织中元素的丰度和地壳中元素的丰度二者间也具有良好的相关性。预期寿命在地区上的差异反映了社会经济发展水平和生活营养状况的影响，百岁老人的分布则反映了自然环境条件地域差异的影响。

目前国内对环境与健康长寿相关性的研究主要集中在川渝地区、广西巴马、江苏如皋和新疆和田等地区，很少涉及其它区域，研究视角大多为宏观层面且以统计资料为主，如龚胜生分析了川渝地区百岁老人的地区分布特点，原野等对四川彭山区域长寿的环境因素做了初步的探索，刘旭辉等探讨了巴马区域长寿的影响因素.。

本研究以长寿之乡———河南夏邑县为调查对象，基于野外采样和室内分析，探讨夏邑县土壤化学元素和长寿人口分布特征以及夏邑县不同乡镇间土壤元素的差异及其与长寿人口分布的相关性，以期为进一步揭示区域长寿现象提供基础资料和科学支持。

1材料与方法

1.1研究区概况

通过河南省年人口普查数据(图1)，可知河南省百岁人口分布具有明显的空间集聚性，百岁人口主要集中在河南东部。夏邑县正是位于豫东平原:34°01′～34°25′N，°56～°28′E之间，气候属于温带气候，年平均气温14.1℃，年平均降水量mm，无霜期d.夏邑县地势较为平坦，气候条件无明显差异.截止年底全县万人口中有位岁以上的寿星，远远超过了联合国规定的每百万人中有75位岁以上老人的长寿之乡的标准。95岁以上的长寿老人也达到位，是我国地处黄河平原地区的长寿乡之一。

夏邑县众多的长寿人口与百岁老人来自不同的家庭，他们有着相似的饮食结构与风俗习惯。他们大多是土生土长的本地人，一生很少迁徙，因此可以认为当地的水土养育了夏邑县长寿老人.。

1.2样品采集与分析

采样时间是年12月.，土壤采集0～20cm的表层土壤，共采集67个表层土壤样品，其中6个自然土，61个表层耕作土.工作区及采样点的位置如图1所示.剔除土壤样品中的砾石和碎根后，自然风干，4分法混匀后取约10.0g于玛瑙磨机上磨碎，过目尼龙筛，储于干燥处备用.全部样品中Ba、Cr、Mn、Sr、Zn、Al、Ca、K、Mg、Na的测定采用ICPAES;Cd、Co、Cu、Mo、Ni、Pb的测定采用ICP-MS法［15］;S的测定采用AFS法。

2结果与讨论

2.1长寿人口分布情况

夏邑县高龄人口分布具有明显的空间集聚性，在局部地区形成长寿人口密集区，除岁以上超长寿人口外，其它年龄段(80岁和95岁以上)人口的空间分布特征相似(图2)。

夏邑高龄人口呈东北-西南带状分布.全县95岁及以上人口为人/百万，东北部为人/百万，而西北地区仅为83人/百万，高龄人口分布地区差异显著.长寿人口这种空间聚集现象从遗传学上很难解释，而全县居民，尤其是在经济比较落后的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，因此地理环境是形成区域长寿现象的主要因素之一。

长寿水平是指80岁以上人口占60岁及以上人口的比重.各年龄段人口比例与长寿水平之间的相关性见表1。

从表1可知长寿水平与80岁以上及95岁以上人口比例呈极显著正相关，长寿水平能综合反映该地区长寿的总体水平.但长寿水平与百岁人口比例的相关性较弱，长寿水平不能反映夏邑百岁老人的分布情况.。不同乡镇长寿水平和百岁人口比例见图3。

2.2夏邑土壤环境质量

夏邑土壤Cd、Cr、Cu、Ni、Zn含量见表2。

与国家土壤环境质量二级标准［17］(Cd:0.3mg·kg－1、Cr:mg·kg－1、Cu:50mg·kg－1、Ni:40mg·kg－1、Pb:mg·kg－1、Zn:mg·kg－1)相比，长寿乡土壤中Cd、Cr、Cu、Ni、Zn含量全部达到土壤环境质量二类标准，一类标准［11］达标率分别为76.1%、98.5%、95.5%、97.0%、98.5%和%.。

夏邑县土壤基本维持在自然背景的土壤环境质量的限制值.新疆和田、江苏如皋同为我国著名的长寿之乡.河南夏邑与新疆和田、江苏如皋土壤元素含量进行比较，比较发现，这3个长寿之乡土壤质量存在显著性差异，但也有共性特征(图4).。

和田、如皋和夏邑这3个长寿之乡土壤Cr、Zn、K、Mg等元素均高于或等于当地土壤环境背景，而Mn、Mo等元素低于当地土壤环境背景值.Cr、K、Mg等元素高于全国土壤环境背景值，Co、Mn、Mo、Pb等元素低于全国土壤环境背景值，不同长寿乡Ca、Mg元素差异最显著，与全国和河南省、江苏省以及新疆土壤环境背景值相比，长寿乡土壤富含Cr、Zn、K、Mg，少Co、Mn、Mo、Pb.长寿专家研究表明，百岁老人聚居区耕地土壤富含Mn、Cr、Zn。本文对Cr、Zn的研究结论与长寿专家一致，Mn的研究结论相反.

2.3土壤环境与长寿人口相关性分析

利用SPSS软件进行人口与土壤元素含量Sparman相关分析，结果见表3。

除Cu与百岁人口比例呈显著正相关，其他元素均无显著相关性。研究结果与Huang等研究成果一致，影响人类健康长寿的环境因素很多，而且元素本身之间也存在相互联系，因此区域长寿现象难以用单一元素加以解释。

比较长寿水平与百岁人口的相关系数，发现总体上百岁人口比例与土壤元素的相关系数高于长寿水平的相关系数。这说明土壤环境对百岁人口的空间分布影响更明显。

2.4不同乡镇土壤环境特征及其与长寿人口的关系

从图3可知，曹集、济阳、李集长寿水平相同，约为0.，但百岁人口比例存在显著差异，曹集、济阳、李集每十万人中百岁老人的数量分别为12.3、10.6和4.25，李集百岁老人的数量低于国家规定的每十万人中有7.00位百岁老人的长寿乡标准。火店与业庙、杨集的长寿水平相近，约为0.，但火店百岁老人的数量分别仅为业庙和杨集的0.39倍和0.40倍。中锋、胡桥、刘店这3个乡镇的长寿水平也基本相同，约为0.，但胡桥和刘店百岁老人的数量分别为中锋的1.29倍和1.74倍。

表4～6分别以李集、火店、中锋为基准，进行土壤化学元素含量的比较.比较发现，李集土壤元素含量水平总体较低，除了Na、Mo外，Cr、Cu、K、Mg、Mn、S、Sr、Zn等元素含量均低于济阳和曹集，其中以S含量差异最大.与杨集相比，火店土壤中Cu、S、Zn含量分别低49%、27%和18%。

中锋土壤中除Na外，Ca、Cu、Mn和Zn含量比胡桥镇分别低了37.4%、47.0%、35%和28%;S含量比刘店低了31%.土壤低S、低Zn、贫Cu、富Na可能是李集、火店、中锋这3个乡镇百岁老人数量较少的原因之一.。

根据上述比较结果可知，土壤S、Zn、Cu和Na是影响夏邑县百岁老人分布的关键元素。

2.5土壤中元素的空间分布

根据土壤元素与长寿人口的相关性，可将土壤元素分为3类:第一类与百岁人口呈正相关，如S、Mn、Cu等;第二类呈负相关，如Cd;第三类二者之间没有明显的相关性，如图5。

图5为夏邑土壤中S和Cd含量空间分布示意，可看出百岁人口比例较高的乡镇，如车站、杨集，土壤S含量明显高于其它地区.。土壤Cd的空间分布图发现，土壤Cd含量较高的地区，如车站、杨集、北镇等乡镇，其长寿水平也相对较低。

3讨论

土壤中的微量元素和常量元素，是生物体内某些酶、激素、核酸的组成部分，参与生命的代谢过程，对生物生长、发育、健康、衰老产生着重要影响。土壤中的化学物质通过植物的吸收、转化和水的溶解、积淀影响人类的健康。

S是人体必需的微量元素之一，同时也是谷胱甘肽酶的主要组成部分。这种酶通过减少体内血浆过氧化脂质和过氧化氢的含量，从而保护机体细胞免于氧化损伤。

已有研究表明，90岁以上长寿人口密集区土壤中有效态S的含量明显高于90岁以上人口比例小的地区。我国不同土壤中S的平均值范围在0.～0.mg·kg－1，夏邑县土壤S为0.mg·kg－1，处于我国土壤的中值水平。

从表7可以发现夏邑县土壤S含量最高的乡镇，骆集长寿水平和百岁老人的数量不是最高。饮食是人体摄入S的主要途径，而粮食中S含量较低。主要有2个原因：①土壤中全量S含量低：②S被固定，成为非有效态，降低作物对S的吸收。

因此土壤中全量S并不能准确反映某地区长寿水平。Cd在一定程度上与嗅觉丧失、心脏衰竭、癌症、脑血管梗塞、骨质疏松、尿蛋白等疾病有关。土壤中Cd能在植物，尤其是在谷类作物上富集.谷类作物占日膳食中Cd摄入量的50%.Cd最大的健康危害是它能在肾上皮上不断积累，从而导致肾小管功能障碍，对老年人影响尤为明显。夏邑车站镇土壤Cd较高可能是该地区长寿水平偏低的原因之一.。

本研究发现有些乡镇土壤Cd含量较高，但其长寿水平处于全县均值0.以上，这是因为土壤中Al和F能够降低植物对Cd的吸收。

从表8可以看出，车站和杨集长寿水平较低，而土壤中Cd含量最高，Al、F最低.

4结论

（1）夏邑县80岁以上及95岁以上长寿人口呈东北-西南带状分布。夏邑县长寿人口具有明显的空间聚集性。

（2）夏邑县土壤环境质量达到国家土壤环境质量二类标准，满足人们健康的土壤限制值，与全国和河南省、江苏省、新疆土壤环境背景值相比，长寿乡夏邑县、如皋市、和田土壤富含Cr、Zn、K、Mg.夏邑县K、Mg元素分别是河南省土壤环境背景值的1.30倍和1.79倍;是全国土壤环境背景值的1.21倍和2.62倍。

（3）夏邑县长寿水平相同的不同乡镇百岁人口比例存在显著性差异.百岁人口比例较低的乡镇土壤低S、低Zn、贫Cu、富Na.土壤S、Zn、Cu、Na可能是限制夏邑县百岁人口分布的关键元素。

（4）长寿乡夏邑县土壤环境中存在优越的“元素谱”;长寿人口的空间集聚现象不能仅由一种元素的含量的高低决定的，而必需考虑多种元素之间的交互迭加效应。

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