基于地理探测器的广西土壤镉来源识别及高风险靶区界定

发布时间：2020-05-16 22:56

【摘要】：土壤重金属污染问题已成国内外共同面临的棘手问题,对土壤重金属镉污染的研究是近年来国内外学者研究热点之一。但在以往的研究中,对土壤重金属镉研究只是传统的选定研究区后进行野外采样定点分析,费时费力,且样点检测结果只具有单点属性而缺乏空间大区域特征。尤其在对土壤镉的来源分析方面,缺乏对大区域尺度的土壤镉主要影响因子识别以及土壤镉高风险区域研究。广西属于土壤镉污染高风险区,基于大尺度的广西土壤重金属镉污染来源问题研究亟待展开。随着空间分析技术的发展,为从空间上明确土壤镉高风险区的界定和发现主要因子及其主要影响类型(范围)提供新的切入点和研究视角,并结合野外采样分析等手段,可进一步推进土壤重金属镉来源研究的深度和广度。本文以野外采样、中国环境科学研究院以及文献收集的土壤重金属镉含量作为指标变量,拟定地貌类型、矿产资源开采区、土壤类型、植被类型、土壤全磷含量、土地利用类型、岩层类型、地质年代以及土壤质地等数据作为因子数据,选用崇左龙州县和刁江流域(河池南丹县、金城江区以及都安县)分别作为无矿产研究区和矿产研究区,利用地理探测器模型分析影响因子与土壤镉含量分布之间的关系,分析形成无矿产区和矿产区土壤重金属镉异常的主要影响因子及其主要影响类型或范围,并借助GIS技术界定了广西土壤镉高风险靶区,最后结合野外采样及文献资料对结果进行了验证。本文的主要研究内容及结果如下:(1)分析广西土壤镉含量空间分布特征土壤镉高值区分布集中,主要集中分布在广西的河池、百色、崇左、南宁北部、来宾大部、柳州南部以及桂林东北部等地区,沿西北走向。(2)基于地理探测器分析影响无矿产区土壤镉含量分布的主要影响因子及其主要影响类型或范围选用崇左市龙州县作为无矿产研究区,以野外采样镉含量数据作为指标变量,拟定的11个因子中不考虑矿产资源开采区,分析无矿产区土壤镉分布与影响因子间的关系。研究结果发现,土壤类型、地质年代、岩层类型以及地貌类型显著影响土壤镉含量的分布,作为主要影响因子;石灰(岩)土、石炭系、碳酸盐岩和喀斯特地区为主要影响土壤镉分布的类型。(3)基于地理探测器分析影响矿产区土壤镉含量分布的主要影响因子及其主要影响类型或范围选用刁江流域(河池南丹县、金城江区以及都安县)作为矿产研究区,以中国环境科学研究院的镉含量数据作为指标变量,分析矿产区土壤镉分布与影响因子间的关系。研究结果发现,矿产资源开采区和岩层类型显著影响土壤镉含量的分布,作为主要影响因子;铅锌矿、花岗岩和花岗斑岩是影响矿区土壤镉含量分布的主要环境特征,其中花岗岩和花岗斑岩是形成铅锌矿床的主要成矿物质来源,与铅锌矿床的形成密切相关。(4)广西土壤镉高风险靶区的界定根据分析出的形成无矿产区和矿产区的土壤镉含量分布的主要影响类型或范围,利用Arc GIS10.1绘制广西土壤镉高风险靶区分布图。高风险靶区主要集中广西的河池、百色、崇左、南宁北部、柳州南部、来宾以及桂林东北部等地区。(5)土壤镉高风险靶区验证以南宁市马山县和河池市环江县分别作为无矿产区和矿产区验证区,验证地理探测器分析的形成广西土壤镉分布的主要影响类型(范围),即划定的土壤镉高风险靶区,验证结果证明界定的土壤镉高风险靶区具有较高的准确性。
【图文】：

位置图,出海通道,广西师范学院,河池市

广西师范学院硕士学位论文2 研究方法及数据来源2.1 广西概况（1）地理位置广西地处我国华南地区（104°26′E~112°04′E，20°54′N~26°24′N），与广东省、湖南省、贵州省以及云南省相邻，并与海南岛隔海相望，南濒北部湾、面向东南亚，西南部与越南毗邻（图 2-1）。区内总面积约为 23.67 万，约占全国土地 2.5%，涉及 14 个地级市（南宁市、河池市、柳州市、桂林市、防城港市、崇左市、来宾市、梧州市、贺州市、贵港市、百色市、玉林市、钦州市以及北海市），大陆海岸线长约 1595km，是西南地区最便捷的出海通道。

砂页岩,紫色岩,土壤颜色,土壤

图 2-2 广西地形图（3）成土母质广西的土壤按成土母质来源可分为沉积岩、岩浆岩以及变质岩三类。广西境内成土对土壤影响较大的为沉积岩类，其岩层齐全、类型丰富，以砂页岩、紫色岩、硅质岩石灰岩为主。砂页岩，三叠系时形成的砂页岩面积最大，主要分布在桂西北地区；紫，侏罗纪和白垩纪时形成的紫色岩面积较大，主要分布在上思县、南宁邕宁区、横平市以及平南地区，所形成的土壤颜色较深红，母岩钙质多，pH 高，肥力较高，宜耕种质岩，硅质岩主要与碳酸盐岩相伴出现，硅质岩形成的土壤的石英较多，土壤颜色一灰白色，土色较淡，土壤矿质营养极少，肥力较低，，主要缺钾；石灰岩，其形成的土薄，一般在 40cm 以下，且有岩石散布在地表上，石灰岩形成的土壤的石英较少，土粘，钙质丰富，土壤多呈棕色，发育于岩隙的有机含量高而呈现黑色，因多为石头不治。岩浆岩，以花岗岩为主，其主要分布在桂东、桂东南地区。花岗岩风化壳深厚，矿含云母较多，砂粒多，耕种性好，但土质疏松，易引起冲刷和崩塌。基性岩和超基以桂北、桂西分布为主，但出露面积不大，形成的土壤质地偏粘。变质岩，主要分布
【学位授予单位】：广西师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X53

【参考文献】