龙口市北部平原冬小麦种植区重金属遥感监测与污染评价研究
发布时间：2021-08-29 11:32
近年来,我国频发的重金属污染事件使人们更加重视粮食种植区的重金属污染问题。土壤环境受到重金属污染后,重金属在土壤中难以转化分解,又易于累积,危害性强且持久,根本无法保障安全稳定的农业生产,再加上重金属被作物吸收后又能转化为对人类危害更强的化合物,对人类的生存造成威胁,因此高效地对粮食种植区的重金属进行监测尤为重要。为研究出高效、经济且快速的重金属监测方法并探明粮食种植区的重金属污染状况,本文在国家自然科学基金项目“基于地表参量的污水灌溉区农田生态安全遥感监测研究”（No.41371395）的支持下,以山东省胶东地区的主要粮食产区—龙口市北部平原的冬小麦种植区为研究区,共设立了125个土壤采样点和61个冬小麦采样点,并用地物光谱仪实地测量土壤反射光谱和冬小麦冠层反射光谱。利用野外实测的冬小麦冠层光谱数据、土壤的反射光谱以及实验室重金属的化验数据建立起土壤及冬小麦叶片中的8种重金属（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb以及Zn）的高光谱估测模型,并运用地统计学以及多元分析的方法结合多源数据进行各种重金属的来源分析,空间分布分析以及污染状况评价等,主要研究结果如下:（1）利用野外实测土壤...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
山东师范大学硕士学位论文口市冬小麦的播种面积为 7431hm2，总产量为 53295t，单产为 7172kg·hm-2。龙口市的人均水资源占有量很低，仅为全国的七分之一，研究区内污水灌溉历史悠久，使得土壤中 Cr、Ni、Cu 等重金属的含量不断积累，当重金属积累到一定程度时会对农作物的生长产生抑制作用，造成粮食减产[95]。西北地区多煤矿，对该地区的土地环境造成了一定的影响，一方面是地表侵蚀，另一方面形成了采空塌陷区，造成农田下沉等。土壤作为土地的主要组成成分，其环境变化更不容忽视，该研究区的农田生态环境遭到严峻挑战。
图 3-1 冬小麦种植区采样点分布图Fig.3-1 Sampling site distribution map of winter wheat growing area 高光谱数据测量与预处理.1 土壤及冬小麦冠层高光谱测量冬小麦冠层光谱以及土壤光谱的采集采用美国 ASD (Analytical Spectral Device)ield SpecHH 便携式手持地物光谱仪，采样间隔为 1nm，光谱分辨率为 3nm，波长25~1075nm。测量前，先对光谱仪进行预热，再利用白板进行校正，每 15 分钟对校正一次，以保证仪器自身误差带来的影响。测量时，将光谱仪器探头垂直向下小麦冠层顶部 0.5m，视角为 8°，光谱测量时重复采样 10 次。冠层光谱采集结束小麦植株连根拔起，再将冬小麦下伏表层土平摊开，距离土壤表面大约 0.2m 对进行采集，光谱依旧重复采样 10 次，避免测量时出现误差。本研究对所有 61 个
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCA-MLR和PCA-BPN的莱州湾南岸滨海平原土壤有机质高光谱预测研究[J]. 徐夕博,吕建树,吴泉源,于庆,周旭,曹见飞. 光谱学与光谱分析. 2018(08)
[2]不同土地利用类型土壤重金属生态风险与人体健康风险[J]. 李春芳,曹见飞,吕建树,姚磊,吴泉源. 环境科学. 2018(12)
[3]三峡库区典型农业区土壤重金属污染特征及风险评价[J]. 王金霞,李谢玲,何清明,陈玉成,蔡庆,罗乐,赵雪. 农业工程学报. 2018(08)
[4]南宁市市郊农业土壤中重金属元素含量的多元统计分析[J]. 罗启清,王少鹏,王英辉,韦朝帅,张威,张俊. 安全与环境工程. 2018(02)
[5]矿区植物重金属污染的高光谱特性及其反演模型[J]. 乔晓英,马少阳,候会芳,郝瑞娟. 安全与环境学报. 2018(01)
[6]我国农田土壤重金属污染防治与粮食安全保障[J]. 徐建明,孟俊,刘杏梅,施加春,唐先进. 中国科学院院刊. 2018(02)
[7]基于空间结构特征的土壤Cu、Pb来源解析——以北京市东南郊污灌区为例[J]. 王景云,乔鹏炜,杨军,雷梅. 植物营养与肥料学报. 2018(01)
[8]土壤Cu含量高光谱反演的BP神经网络模型[J]. 郭云开,刘宁,刘磊,李丹娜,朱善宽. 测绘科学. 2018(01)
[9]安徽省典型区农用地土壤重金属污染成因及特征分析[J]. 尹国庆,江宏,王强,聂静茹,马友华,胡宏祥. 农业环境科学学报. 2018(01)
[10]碧流河下游农田土壤重金属污染状况分析与评价[J]. 曹露,张华,李明月,苏子晓,刘玉国,何红. 生态科学. 2017(06)
硕士论文
[1]矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D]. 胡红.山东科技大学 2010
[2]不同营养水平农作物光谱特性研究[D]. 郭曼.西北农林科技大学 2006
[3]龙口市农业发展现状与保护性耕作研究[D]. 韩春梅.山东农业大学 2005
[4]重金属胁迫对水稻伤害机理及水稻耐性机制的研究[D]. 杨小勇.扬州大学 2002
本文编号：3370575
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
山东师范大学硕士学位论文口市冬小麦的播种面积为 7431hm2，总产量为 53295t，单产为 7172kg·hm-2。龙口市的人均水资源占有量很低，仅为全国的七分之一，研究区内污水灌溉历史悠久，使得土壤中 Cr、Ni、Cu 等重金属的含量不断积累，当重金属积累到一定程度时会对农作物的生长产生抑制作用，造成粮食减产[95]。西北地区多煤矿，对该地区的土地环境造成了一定的影响，一方面是地表侵蚀，另一方面形成了采空塌陷区，造成农田下沉等。土壤作为土地的主要组成成分，其环境变化更不容忽视，该研究区的农田生态环境遭到严峻挑战。
图 3-1 冬小麦种植区采样点分布图Fig.3-1 Sampling site distribution map of winter wheat growing area 高光谱数据测量与预处理.1 土壤及冬小麦冠层高光谱测量冬小麦冠层光谱以及土壤光谱的采集采用美国 ASD (Analytical Spectral Device)ield SpecHH 便携式手持地物光谱仪，采样间隔为 1nm，光谱分辨率为 3nm，波长25~1075nm。测量前，先对光谱仪进行预热，再利用白板进行校正，每 15 分钟对校正一次，以保证仪器自身误差带来的影响。测量时，将光谱仪器探头垂直向下小麦冠层顶部 0.5m，视角为 8°，光谱测量时重复采样 10 次。冠层光谱采集结束小麦植株连根拔起，再将冬小麦下伏表层土平摊开，距离土壤表面大约 0.2m 对进行采集，光谱依旧重复采样 10 次，避免测量时出现误差。本研究对所有 61 个
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCA-MLR和PCA-BPN的莱州湾南岸滨海平原土壤有机质高光谱预测研究[J]. 徐夕博,吕建树,吴泉源,于庆,周旭,曹见飞. 光谱学与光谱分析. 2018(08)
[2]不同土地利用类型土壤重金属生态风险与人体健康风险[J]. 李春芳,曹见飞,吕建树,姚磊,吴泉源. 环境科学. 2018(12)
[3]三峡库区典型农业区土壤重金属污染特征及风险评价[J]. 王金霞,李谢玲,何清明,陈玉成,蔡庆,罗乐,赵雪. 农业工程学报. 2018(08)
[4]南宁市市郊农业土壤中重金属元素含量的多元统计分析[J]. 罗启清,王少鹏,王英辉,韦朝帅,张威,张俊. 安全与环境工程. 2018(02)
[5]矿区植物重金属污染的高光谱特性及其反演模型[J]. 乔晓英,马少阳,候会芳,郝瑞娟. 安全与环境学报. 2018(01)
[6]我国农田土壤重金属污染防治与粮食安全保障[J]. 徐建明,孟俊,刘杏梅,施加春,唐先进. 中国科学院院刊. 2018(02)
[7]基于空间结构特征的土壤Cu、Pb来源解析——以北京市东南郊污灌区为例[J]. 王景云,乔鹏炜,杨军,雷梅. 植物营养与肥料学报. 2018(01)
[8]土壤Cu含量高光谱反演的BP神经网络模型[J]. 郭云开,刘宁,刘磊,李丹娜,朱善宽. 测绘科学. 2018(01)
[9]安徽省典型区农用地土壤重金属污染成因及特征分析[J]. 尹国庆,江宏,王强,聂静茹,马友华,胡宏祥. 农业环境科学学报. 2018(01)
[10]碧流河下游农田土壤重金属污染状况分析与评价[J]. 曹露,张华,李明月,苏子晓,刘玉国,何红. 生态科学. 2017(06)
硕士论文
[1]矿区植物胁迫作用与遥感信息提取[D]. 胡红.山东科技大学 2010
[2]不同营养水平农作物光谱特性研究[D]. 郭曼.西北农林科技大学 2006
[3]龙口市农业发展现状与保护性耕作研究[D]. 韩春梅.山东农业大学 2005
[4]重金属胁迫对水稻伤害机理及水稻耐性机制的研究[D]. 杨小勇.扬州大学 2002
本文编号：3370575
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