基于GIS的福臨農(nóng)莊土壤重金屬空間分布研究和生態(tài)風險評價.pdf

1、中文摘要摘要發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)，建設新型生態(tài)農(nóng)莊，推進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展進程。本文從揚州市福臨科技生態(tài)農(nóng)莊采集土壤樣品，測定了As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn六種土壤重金屬含量，通過GIS和地統(tǒng)計學相結(jié)合的方法對農(nóng)莊區(qū)域土壤重金屬含量的空間變異、分布特征進行了研究，分別利用單因子污染指數(shù)法以及內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)法對福臨農(nóng)莊的土壤環(huán)境狀況進行污染評價，結(jié)合六種土壤重金屬的毒性系數(shù)分析其潛在的生態(tài)風險危害。并給出治理建議，主要得出以下結(jié)論：(1

2、)通過對六種土壤重金屬之間的相關性分析，結(jié)果表明：As與Cd、Cr、Zn、Pb元素在00l水平上有著顯著的正相關性，表明這五種元素可能來自于同一或相似的來源；Cu與Zn、Pb元素在005水平上具有顯著的負相關性，而與As、Cd、Cr則不存在相關性，說明它們的來源不同；Pb與每種元素都具有相關性，其中與舢的相關性程度最高，相關系數(shù)達到了0572。(2)運用地統(tǒng)計學方法對農(nóng)莊內(nèi)六種土壤重金屬的空間變異特征進行了研究，As、Cd、Cr和Pb四

3、種元素選擇高斯模型為最優(yōu)，而Cu和Zn選擇指數(shù)模型較為理想。Cu元素的變程距離較大，說明它在相對較大的范圍內(nèi)具有空間的自相關性，可以適當增大采樣步長，提高效率，其他元素的變程距離均大于本次采樣的步長距離，樣點的布置具有合理性和代表性。(3)選取最優(yōu)半方差函數(shù)擬合，采用普通克里格插值法對農(nóng)莊土壤重金屬含量空間分布狀況進行展示，As、Cd和Cr元素的在農(nóng)莊區(qū)域的空間分布具有相似性，均是自南向北濃度含量逐漸降低，且在錢莊和林場村兩個居民區(qū)附近

4、有較高濃度富集；而Cu的空間分布相比前三種元素則明顯不同，高濃度區(qū)域位于農(nóng)莊的東北部；Pb、Zn的空間分布總體趨勢為自南向北延伸，其中Pb的最高值位于研究區(qū)的西南角區(qū)域，而Zn的分布較集中區(qū)域則位于兩個居民區(qū)的中間地帶。(4)土壤重金屬污染評價表明：單項污染評價中Cd、Cu都使整個農(nóng)莊的土壤遭受污染，但各區(qū)域的污染程度不同：As、Pb使部分農(nóng)莊土壤受到影響，As尚清潔地塊位于農(nóng)莊的北部，Pb的尚清潔區(qū)域則位于農(nóng)莊的東北部；Cr、zn在全

5、區(qū)的范圍內(nèi)未造成污染。綜合污染評價中整個農(nóng)莊范圍大部分面積為輕度污染，林場村附近的農(nóng)莊土壤污染程度為中度，人為活動對周邊土壤的重金屬污染起到了主導性的作用。(5)運用Hankanson潛在生態(tài)風險指數(shù)法對土壤重金屬進行生態(tài)風險評價，結(jié)果表英文摘要ABSTRACTⅡIThegreenecologicalagricultureandecologicalvillageareconstructedbasedonthebackgroundofsu

6、stainabledevelopmentInthispaper，ByusingGISandgeostatisticstechnologyandcombiningwithsinglefactorpollutionindexNemerowcompositeindexthesampling，investigationsanddeterminationwerecarriedoutinordertoclarifythespatialvariabi

7、litydistributioncharacteristicsandheavymetalpollutionstatusofsixkindsofheavymetals(As，Cd，Cr，Cu，PbandZn)whichwerecollectedfromtheFulintechnologyecologicalvillageinYangzhoucityTakingheavymetaltoxicityfactorintoconsideratio

8、n，weanalysistheirpotentialecologicalrisksandgivingsomemanagementrecommendations，Themainconelusionscanbedividedasfollows：(1)Accordingtothecorrelationshipbetweenthesixheavymetalsinsoil，analysisshowsthat：AsandCd，Cr，Zn，Pbele

9、mentattheO01levelhaveasignificantpositivecorrelationindicatingthattheymaycomefromthesameorsimilarsources；CuandZn，Pbelementhasasignificantnegativecorrelationatthe005level，butnotwithAs，Cd，Cr，indicatingthattheycomefromdiffe

10、rentsources；Pbandeachelementhasarelevance，whileAshasthehighestcorrelationindexreached0572(2)Theusingofgeostatisticstostudythespatialvariabilityofsixkindsofsoilheavymetals，GaussianmodelisthebestchoiceforAs，Cd，CrandPbeleme

11、nts，whileCuandZnfitexponentialmodelbetterAsCuhasalargerrangevalue，SOthatithasaspatialautocorrelationintherelativelylargerangeofsamplingsteps，anditCanbeappropriatelyincreaseddistancetoimprovetheefficiency，otherelementsfro

12、mtheprocessvariablearegreaterthantheaveragelengthofthesamplingstepdistance，SOthesamplepointsarereasonableandrepresentative(3)Choosingthebestsemivariogram，usingordinaryKrigingmethodtomeasuretheconcentrationofheavymetalsin

13、soil，showsthespatialdistributionwithinecovillage，As，CdandCrelementswithsimilarpropertiesaredecreasedgraduallyfromthesouthsidetothenorthside，andintheforestnearthevillagebanksandtwoneighborhoodshaveahigherconcentrationenri

14、chment；whilethespatialdistributionofCuissignificantlydifferentcomparedtothepreviousthreeones，farmlandlocatedinthenortheastareahasahighdensity；ThespatialdistributionofPbandZnextendfromsouthtonorthinthegeneraltrend，Accordi