鄱阳湖沉积物重金属污染影响因素分析——基于STIRPAT模型 全文替换
发布时间：2021-09-23 04:14
为探究人类活动对鄱阳湖沉积物重金属污染的影响,于2017年10月在鄱阳湖入口、出口及湖区布设20个采样点位,开展鄱阳湖沉积物重金属表层及垂向分布特征调查,评价其潜在生态风险.利用137Cs和210Pb计年法推算出鄱阳湖沉积物的平均沉积速率,并结合柱状分层样品重金属含量,得出具体年代的重金属蓄积特性.基于STIRPAT模型,通过偏最小二乘回归分析得到鄱阳湖沉积物重金属演变与总人口数量、城镇化率、实际人均GDP、绿色专利申请数、第二产业占比、第三产业占比6种社会经济指标的多元非线性模型.结果表明:（1）鄱阳湖表层沉积物重金属Cu污染最为严重且生态风险程度最高,地累积指数为"强"或"中-强"污染范畴,单因子潜在生态风险指数平均值为47.25,属于"中等"生态风险.整个湖区的总潜在生态风险指数RI平均值为107.07,表明鄱阳湖表层沉积物重金属总体处于低生态危害水平.（2）1988～2017年总人口数量是影响鄱阳湖沉积物重金属Cd和Cu污染的最主要正向因素,其他正向因素为第二产业占比、第三产业占比、城镇化率及实际人均GDP,绿色专利申请数所反映出的区域绿色技术创新能力及环保研发投入对鄱阳湖沉积...
【文章来源】：中国环境科学. 2020,40(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
鄱阳湖流域图
.1研究区域概况及采样鄱阳湖流域位于长江中下游南岸,流域总面积16.22×104km2,占长江流域面积的9%.其中江西省境内面积为15.71×104km2,约占鄱阳湖流域面积的97%[6](图1).鄱阳湖属于典型的季节性和过水性湖泊[7],集水区域为115°49′~116°46′E,28°11′~29°51′N.东南西三面群山环绕,地势由南向北逐渐降低,主要的五大河流赣江、抚河、信江、饶河、修水自南向北纵贯江西全省,流经鄱阳湖最终注入长江,形成了一个完整的以鄱阳湖为中心的向心水系.图1鄱阳湖流域图Fig.1PoyangLakebasin图2鄱阳湖采样点位示意Fig.2SamplingpointsofPoyangLake为了探究鄱阳湖沉积物重金属的空间分布及沉积特征,2017年10月在鄱阳湖入口、出口及湖区共布设20个采样点位(图2).利用彼得森采泥器和重力式柱状采泥器在每个采样点分别采集3个表层
8期王琳杰等：鄱阳湖沉积物重金属污染影响因素分析——基于STIRPAT模型3689主成分数(个)主成分数(个)图3不同主成分个数对应的均方误差图Fig.3Meansquareerrordiagramofdifferentprincipalcomponents由表8可知,当主成分个数为3时,模型的预测残差平方和(PRESS)最小,且3个成分对因变量的累计贡献率也达到了99.5%以上.图3表示PLS模型在不同主成分个数下对应的RMSEP(由留一交叉验证法算得的预测均方根误差),为初始模型的结果.由图3可知,因变量lnCd、lnCu均在成分数为3时对应的均方误差根最小.综上,选择3个成分参与建模.2.3.3模型改进根据成分个数m=3,建立最终模型,得出的回归系数及其显著性统计如表9所示.由于数据进行过标准化处理,得出的回归方程没有截距项,所以系数为标准化回归系数,可以比较各自变量对因变量的贡献大小.由表9可知,各回归系数符号符合城市增长模式和经济学意义上的检验.通过对比模型系数的大小,发现总人口数量是影响沉积物重金属Cd和Cu污染的最主要和关键正向因素,其他正向因素为第二产业占比、第三产业占比、城镇化率及实际人均GDP.负向因子体现为技术因素中的绿色专利申请数对Cd、Cu污染的反向抑制作用.另外,(lnA)2的回归系数值为正,可见1988~2017年鄱阳湖流域重金属污染不存在环境库兹涅茨曲线,经济的发展并未带来区域重金属污染减少的拐点,反映了江西省经济发展与环境保护尚未达到协同发展.通过显著性检验可知,Cd污染与流域第二产业占比及城镇化率呈极显著正相关(P<0.001),与实际人均GDP及第三产业占比呈非常显著正相关(P<0.01),与总人口数量呈显著正相关(P<0.05).Cu污染与城镇化率、实际人均GDP、第二产业占比及第三产业占比呈极显著正相关(P<0.001),与总人口数量呈非常显著正相关(P<0.01).
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国水系沉积物39种元素系列背景值[J]. 史长义,梁萌,冯斌. 地球科学. 2016(02)
[2]我国房地产业对土壤的环境影响及对策[J]. 龚志文,刘太刚. 环境与可持续发展. 2015(03)
[3]鄱阳湖沉积物重金属空间分布及潜在生态风险评价[J]. 伍恒赟,罗勇,张起明,康长安,杨旭楠. 中国环境监测. 2014(06)
[4]北京市能源消费碳足迹影响因素分析——基于STIRPAT模型和偏小二乘模型[J]. 陈操操,刘春兰,汪浩,关婧,陈龙,王海华,张继平,李铮,刘晓洁. 中国环境科学. 2014(06)
[5]鄱阳湖表层沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价[J]. 胡春华,李鸣,夏颖. 江西师范大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]鄱阳湖流域经济增长与水环境污染关系研究[J]. 李志涛,黄河清,张明庆,王夏晖. 资源科学. 2010(02)
[7]湖北网湖137Cs、210Pb计年与沉积速率研究[J]. 史小丽,秦伯强. 宁波大学学报(理工版). 2008(03)
[8]研发支出、竞争程度与我国区域创新能力研究——基于1998—2004年国内专利申请数量与R&D数据的实证分析[J]. 陈广汉,蓝宝江. 经济学家. 2007(03)
[9]鄱阳湖近期沉积趋势及防治[J]. 闵骞. 江西水利科技. 1988(01)
博士论文
[1]城镇化过程对鄱阳湖水域生态环境影响研究[D]. 汤明.上海师范大学 2019
硕士论文
[1]鄱阳湖流域土壤水分时空变化及差异研究[D]. 冯绍辉.南京大学 2018
[2]江西省矿产资源开发生态效率评价研究[D]. 尧志祥.东华理工大学 2018
本文编号：3405017
【文章来源】：中国环境科学. 2020,40(08)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
鄱阳湖流域图
.1研究区域概况及采样鄱阳湖流域位于长江中下游南岸,流域总面积16.22×104km2,占长江流域面积的9%.其中江西省境内面积为15.71×104km2,约占鄱阳湖流域面积的97%[6](图1).鄱阳湖属于典型的季节性和过水性湖泊[7],集水区域为115°49′~116°46′E,28°11′~29°51′N.东南西三面群山环绕,地势由南向北逐渐降低,主要的五大河流赣江、抚河、信江、饶河、修水自南向北纵贯江西全省,流经鄱阳湖最终注入长江,形成了一个完整的以鄱阳湖为中心的向心水系.图1鄱阳湖流域图Fig.1PoyangLakebasin图2鄱阳湖采样点位示意Fig.2SamplingpointsofPoyangLake为了探究鄱阳湖沉积物重金属的空间分布及沉积特征,2017年10月在鄱阳湖入口、出口及湖区共布设20个采样点位(图2).利用彼得森采泥器和重力式柱状采泥器在每个采样点分别采集3个表层
8期王琳杰等：鄱阳湖沉积物重金属污染影响因素分析——基于STIRPAT模型3689主成分数(个)主成分数(个)图3不同主成分个数对应的均方误差图Fig.3Meansquareerrordiagramofdifferentprincipalcomponents由表8可知,当主成分个数为3时,模型的预测残差平方和(PRESS)最小,且3个成分对因变量的累计贡献率也达到了99.5%以上.图3表示PLS模型在不同主成分个数下对应的RMSEP(由留一交叉验证法算得的预测均方根误差),为初始模型的结果.由图3可知,因变量lnCd、lnCu均在成分数为3时对应的均方误差根最小.综上,选择3个成分参与建模.2.3.3模型改进根据成分个数m=3,建立最终模型,得出的回归系数及其显著性统计如表9所示.由于数据进行过标准化处理,得出的回归方程没有截距项,所以系数为标准化回归系数,可以比较各自变量对因变量的贡献大小.由表9可知,各回归系数符号符合城市增长模式和经济学意义上的检验.通过对比模型系数的大小,发现总人口数量是影响沉积物重金属Cd和Cu污染的最主要和关键正向因素,其他正向因素为第二产业占比、第三产业占比、城镇化率及实际人均GDP.负向因子体现为技术因素中的绿色专利申请数对Cd、Cu污染的反向抑制作用.另外,(lnA)2的回归系数值为正,可见1988~2017年鄱阳湖流域重金属污染不存在环境库兹涅茨曲线,经济的发展并未带来区域重金属污染减少的拐点,反映了江西省经济发展与环境保护尚未达到协同发展.通过显著性检验可知,Cd污染与流域第二产业占比及城镇化率呈极显著正相关(P<0.001),与实际人均GDP及第三产业占比呈非常显著正相关(P<0.01),与总人口数量呈显著正相关(P<0.05).Cu污染与城镇化率、实际人均GDP、第二产业占比及第三产业占比呈极显著正相关(P<0.001),与总人口数量呈非常显著正相关(P<0.01).
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国水系沉积物39种元素系列背景值[J]. 史长义,梁萌,冯斌. 地球科学. 2016(02)
[2]我国房地产业对土壤的环境影响及对策[J]. 龚志文,刘太刚. 环境与可持续发展. 2015(03)
[3]鄱阳湖沉积物重金属空间分布及潜在生态风险评价[J]. 伍恒赟,罗勇,张起明,康长安,杨旭楠. 中国环境监测. 2014(06)
[4]北京市能源消费碳足迹影响因素分析——基于STIRPAT模型和偏小二乘模型[J]. 陈操操,刘春兰,汪浩,关婧,陈龙,王海华,张继平,李铮,刘晓洁. 中国环境科学. 2014(06)
[5]鄱阳湖表层沉积物重金属污染特征及潜在生态风险评价[J]. 胡春华,李鸣,夏颖. 江西师范大学学报(自然科学版). 2011(04)
[6]鄱阳湖流域经济增长与水环境污染关系研究[J]. 李志涛,黄河清,张明庆,王夏晖. 资源科学. 2010(02)
[7]湖北网湖137Cs、210Pb计年与沉积速率研究[J]. 史小丽,秦伯强. 宁波大学学报(理工版). 2008(03)
[8]研发支出、竞争程度与我国区域创新能力研究——基于1998—2004年国内专利申请数量与R&D数据的实证分析[J]. 陈广汉,蓝宝江. 经济学家. 2007(03)
[9]鄱阳湖近期沉积趋势及防治[J]. 闵骞. 江西水利科技. 1988(01)
博士论文
[1]城镇化过程对鄱阳湖水域生态环境影响研究[D]. 汤明.上海师范大学 2019
硕士论文
[1]鄱阳湖流域土壤水分时空变化及差异研究[D]. 冯绍辉.南京大学 2018
[2]江西省矿产资源开发生态效率评价研究[D]. 尧志祥.东华理工大学 2018
本文编号：3405017
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