小城鎮(zhèn)土壤健康及其土地利用效應(yīng)研究.pdf

1、土壤健康直接關(guān)系著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展與人類的安全。近年來，由于快速的城市化所導(dǎo)致的各種土地利用變化，如土地利用類型、種植制度、耕作措施、施肥水平等方面的變化必然會(huì)對(duì)土壤健康產(chǎn)生巨大的影響。 我國(guó)的城市化進(jìn)程是通過大力發(fā)展小城鎮(zhèn)來實(shí)現(xiàn)的。由于我國(guó)小城鎮(zhèn)發(fā)展過快，同時(shí)我國(guó)小城鎮(zhèn)建設(shè)過程中缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和長(zhǎng)遠(yuǎn)考慮，造成小城鎮(zhèn)建設(shè)在土地利用、環(huán)境治理等方面出現(xiàn)了一系列生態(tài)安全問題。本文以經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的浙江省慈溪市小城鎮(zhèn)為研究對(duì)象，通過資

2、料收集以及實(shí)地調(diào)查與采樣分析，并以相同區(qū)域的第二次土壤普查資料為對(duì)比，運(yùn)用GIS與地統(tǒng)計(jì)分析方法，分析了研究區(qū)土壤各養(yǎng)分指標(biāo)的時(shí)空分布及變化，土壤重金屬的空間分布并對(duì)土壤重金屬污染進(jìn)行評(píng)價(jià)，研究了土壤環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的關(guān)聯(lián)等，最后結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，提出了研究區(qū)小城鎮(zhèn)土地可持續(xù)利用的對(duì)策。主要研究結(jié)論如下： (1)慈溪市土地利用變化與生態(tài)服務(wù)價(jià)值損益研究結(jié)果表明，慈溪市自1999年以來，隨著土地利用的變化，其土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值

3、總量呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)。雖然研究期間慈溪市的GDP在逐步上升，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和土地利用集約化程度的提高，在單位土地面積GDP逐步提高的同時(shí)，土地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值總量卻在逐步降低。 (2)慈溪市農(nóng)用地集約利用評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，全市不同鎮(zhèn)(街道)土地集約利用水平差異較大。土地集約利用水平最高的是橫河鎮(zhèn)，在土地利用集約度分級(jí)中屬于Ⅱ級(jí)水平；集約度達(dá)到Ⅲ級(jí)的鎮(zhèn)占慈溪市小城鎮(zhèn)總數(shù)的70％。集約度達(dá)到四級(jí)的小城鎮(zhèn)有天元鎮(zhèn)、逍林鎮(zhèn)、崇壽

4、鎮(zhèn)、坎墩街道、勝山鎮(zhèn)，占總數(shù)的25％。土地集約利用程度最低的是勝山鎮(zhèn)，集約利用水平為0.16。不同鎮(zhèn)(街道)土地集約利用與土壤環(huán)境質(zhì)量之間呈正相關(guān)關(guān)系，說明在城市化與工業(yè)化發(fā)展日益加快的今天，土地的集約利用會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響，在一定程度上可能導(dǎo)致土壤環(huán)境質(zhì)量的下降。因此，在土地集約利用的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。 (3)典型小城鎮(zhèn)周巷鎮(zhèn)土壤中重金屬污染評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，八種重金屬含量的單項(xiàng)污染指數(shù)平均值均大于1，

5、說明當(dāng)?shù)赝寥酪衙黠@受外源污染的影響，應(yīng)予重視。八種重金屬元素中，含量超過背景值的樣點(diǎn)比例以銅的為最高，達(dá)到90％以上，鉛、鎘、砷超過了80％，而其它幾種相對(duì)較低。土壤中的重金屬元素在剖面上一般都有表聚或亞表聚特征，總體上是表層高于中層，中層高于下層。在空間分布上，銅、鎘、鎳、汞四種元素含量分布特征相似，均是南高北低，由南向北逐漸遞減。鋅和鉛的含量分布特征相似，等值區(qū)均是呈東南．西北向分布，高值區(qū)主要位于中南部東南至西北的帶狀區(qū)域內(nèi)。砷的

6、高值區(qū)主要分布于西北部一帶，而鉻的高值區(qū)主要位于西部邊界與余姚市接壤的地帶，由西向東土壤中砷和鉻的含量逐漸降低。不同尺度下土壤重金屬元素空間變異的對(duì)比分析結(jié)果說明，兩種采樣尺度下，土壤重金屬元素均有明顯的空間自相關(guān)關(guān)系，但大尺度下的空間自相關(guān)程度要優(yōu)于小尺度下的空間自相關(guān)程度。利用地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法進(jìn)行變量的空間分析在較大區(qū)域進(jìn)行比較合適，面積越小，空間變異越弱，面積過小時(shí)，由于空間變異趨勢(shì)微弱，隨機(jī)變異所占比例相對(duì)增加，可能會(huì)不利于進(jìn)行空間

7、相關(guān)性分析。 (4)周巷鎮(zhèn)土壤中養(yǎng)分含量與第二次土壤普查結(jié)果相比發(fā)生了較大的變化，變化的特點(diǎn)是土壤中有機(jī)質(zhì)、堿解氮、速效磷均有所增加，而土壤中的速效鉀含量卻有所減少。土壤有機(jī)質(zhì)在潮土和水稻土兩個(gè)土種的含量略有增加，而在鹽土土種卻有所減少；變化最明顯的是土壤速效磷含量，在潮土類型中的夜陰土和流沙板兩個(gè)土種速效磷含量上升幅度較大，而鹽土中的速效磷含量卻有所降低；土壤中的速效鉀不論在何種土壤類型中均呈下降的趨勢(shì)。在空間分布上，研究區(qū)土

8、壤中有機(jī)質(zhì)和堿解氮的分布特征極為相似，其分布規(guī)律皆為南高北低，由南向北逐級(jí)遞減。而土壤中速效磷的分布特征是西高東低，土壤中速效鉀的分布是北部和西南部較高，而以東部地區(qū)最低。不同分布特征一方面和土地利用類型以及農(nóng)民的施肥習(xí)慣有關(guān)，另外土壤母質(zhì)中該種元素的含量也是造成這一現(xiàn)象的原因之一。 (5)周巷鎮(zhèn)土壤非致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，所有的重金屬其非致癌風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于臨界值1，對(duì)單個(gè)重金屬本身來講，不會(huì)對(duì)居民產(chǎn)生非致癌風(fēng)險(xiǎn)；當(dāng)把所有的

9、非致癌風(fēng)險(xiǎn)疊加后，其非致癌風(fēng)險(xiǎn)值仍遠(yuǎn)小于限值l，不會(huì)對(duì)居民的身體健康產(chǎn)生較大的非致癌風(fēng)險(xiǎn)。就致癌風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果而言，砷元素致癌風(fēng)險(xiǎn)值已普遍超過美國(guó)EPA的10<'-6>基準(zhǔn)，會(huì)對(duì)居民健康產(chǎn)生很大威脅，成為主要的致癌因素。鎘元素的致癌風(fēng)險(xiǎn)值相對(duì)較小，不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳眢w健康產(chǎn)生威脅。砷和鎘的致癌總風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過美國(guó)EPA所規(guī)定的10<'-6>的基準(zhǔn)，將導(dǎo)致每百萬人中平均增加10個(gè)癌癥患者。 (6)周巷鎮(zhèn)土壤重金屬污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分

10、析結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)只有汞元素表現(xiàn)出強(qiáng)生態(tài)危害。研究區(qū)的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)危害指數(shù)只是剛剛達(dá)到中等生態(tài)危害的水平，說明該區(qū)土壤重金屬的污染狀況尚處于較低的生態(tài)危害狀態(tài)，但是異常值元素的出現(xiàn)，警示我們?cè)诮窈蟮耐恋乩靡?guī)劃中，應(yīng)當(dāng)對(duì)土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)給予足夠的重視。 (7)周巷鎮(zhèn)土地的可持續(xù)利用，可通過土地用途分區(qū)管制和進(jìn)行生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)劃兩種途徑實(shí)現(xiàn)。周巷鎮(zhèn)土地利用用途分區(qū)管制主要是基于以下土地用途分區(qū)來進(jìn)行：①農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地區(qū)；②城鄉(xiāng)建設(shè)用地區(qū)