烟台苹果主产区土壤重金属空间分布特征及风险评估研究

发布时间：2017-04-11 06:18

  本文关键词：烟台苹果主产区土壤重金属空间分布特征及风险评估研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：研究土壤重金属空间分布特征并对其进行风险评估,对于保障食品安全以及环境安全具有十分重要的意义。本研究分两层来采集土壤样品,表层采样深度为0~20cm,采样密度为1个点/4km2,共499个样点;深层采样深度为60~100cm,采样密度为1个点/16km2,共128个样点;每四个表层样点的中心是一个深层样点。文中运用数理统计学和地统计学的原理,借助土壤采样分析和GIS技术,以山东烟台栖霞市为例,研究了表层土壤中的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Ni、Zn共8种重金属的半变异函数,构建了理论模型,系统分析了8种土壤重金属元素的空间变异规律,探讨了地形因子和土地利用类型与土壤重金属含量的相关性,分析了不同地形条件、不同土地利用类型下,8种土壤重金属元素的含量特征。同时对深层和浅层土壤对应点的重金属含量进行了对比分析,探讨土壤中重金属的来源及影响因素。最后对土壤重金属污染做了风险评价,以期为栖霞市的果园管理提供参考性建议。主要研究结果如下:(1)和地形因素对比分析表明,重金属元素的分布和海拔、坡度之间没有显著的相关关系,所以可以进行空间分布插值。(2)栖霞市表层土壤重金属含量的统计结果表明,8种土壤重金属元素的平均含量除了As元素以外,其余均高于其背景值含量,说明栖霞市的土壤已经受到了外源因素的影响。但是8种土壤重金属元素的平均含量均没有超过国家《土壤环境质量标准》的二级标准限值,符合土壤安全质量标准。(3)结构分析表明,Cu、Cd和Zn的空间相关性较弱,说明外源性因素对它们的分布起到了较大的影响作用,其余的重金属元素都具有明显的空间相关性,说明栖霞市土壤目前没有达到破坏其原有空间格局的程度。Hg的变程最大,说明Hg含量在整个研究区内均有相关关系,反映了土壤母质对Hg的含量影响较大。(4)土壤重金属元素的层次分异对比结果表明,栖霞市的土壤在总体上存在不同程度的外在来源,其中尤其是Cd、Cu、Hg、Pb、Zn外在来源范围较广,面积较大。外源程度上Cd、Cu、Hg稍重,Pb、Zn程度稍轻。As、Cr、Ni这三种元素外在来源较轻,特别是Ni深层含量的均值大于表层,说明Ni的含量受土壤母质影响较大。(5)和土地利用类型对比分析表明,不同土地利用类型对不同种类的土壤重金属的影响不同。(6)土壤重金属污染风险评价结果表明,单因子污染指数Pi的均值排序为CuCdCrNiPbZnHgAs,Cu元素对栖霞市土壤污染的贡献率最高。多因子污染评价,从整体来看,栖霞市的土壤重金属质量都处于清洁水平,适宜烟台苹果的种植。
【关键词】：土壤重金属 地统计学 地形 土地利用类型 烟台苹果主产区
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X53;X825
【目录】：

• 符号或缩略词说明4-7
• 中文摘要7-9
• Abstract9-11
• 1.引言11-25
• 1.1 选题背景与研究意义11-14
• 1.2 国内外研究进展14-23
• 1.2.1 国外进展14-17
• 1.2.2 国内研究进展17-23
• 1.3 研究内容23-24
• 1.4 技术路线24-25
• 2.研究区概况25-28
• 2.1 地理位置25
• 2.2 气候特征25
• 2.3 地形与地貌特征25-26
• 2.4 土壤与植被特征26-27
• 2.5 水文特征27
• 2.6 生态环境状况27
• 2.7 社会经济发展状况27-28
• 3 理论与方法28-35
• 3.1 数理统计方法28-31
• 3.1.1 传统统计方法28
• 3.1.2 相关性分析28-29
• 3.1.3 方差分析29-31
• 3.2 地统计学分析的原理31-35
• 3.2.1 地统计学概念及基本原理31-32
• 3.2.2 半方差函数及理论模型32-34
• 3.2.3 克里格空间插值法34-35
• 4.基础数据的采集与处理35-40
• 4.1 土壤样品的采集与分析35-36
• 4.2 土壤数据的预处理36-38
• 4.2.1 异常值的剔除36-37
• 4.2.2 正态分布检验37
• 4.2.3 趋势面剔除37-38
• 4.3 DEM的建立及地形因子的提取38-39
• 4.4 TM遥感影像的解译39-40
• 5.表层土壤重金属与地形因素相关性分析40-41
• 5.1 重金属含量与海拔因子相关性分析40-41
• 5.2 重金属含量与坡度因子相关性分析41
• 6.表层土壤重金属的空间分布特征41-48
• 6.1 描述性统计分析41-42
• 6.2 结构性分析42-43
• 6.3 表层土壤空间分布特征43-46
• 6.4 表层土壤重金属元素与土地利用类型的关系分析46-48
• 7.深层土壤和浅层土壤重金属含量对比分析48-51
• 7.1 深浅层对应点重金属含量差异对比48-49
• 7.2 深浅层重金属均值含量对比49-51
• 8.表层土壤重金属风险评价51-53
• 8.1 土壤重金属单因子风险评价51-52
• 8.2 土壤重金属复合因子风险评价52-53
• 9. 结论与建议53-56
• 9.1 研究结论53-55
• 9.2 建议55-56
• 参考文献56-60
• 致谢60

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