黑土区小流域土壤重金属污染格局研究

发布时间：2020-08-17 15:27

【摘要】：土地作为人类生产生活活动中极其重要的资源,也是不可再生的自然资源,是社会发展进步的根本保障。近年来,经济发展成果突出,人口快速增加,这使我们对土地资源有了更多的需求,进而更深程度的对土地资源进行索取。在开发利用土地的过程中,有可能改变土壤中的重金属的污染情况和空间分布情况。在农业生产过程中,通常会过量的使用农药和化肥以达到增加产量的目的,这会导致农业生产环境的安全性,不利于稳定区域生态环境,也是研究土地资源的合理利用、可持续发展等方面的阻碍。黑土区小流域位于黑龙江省西南部,处于哈尔滨市区与周围农村过度的城乡结合带区域,近年来,城市扩张和人为因素使土壤质量快速下降,受到严重威胁。准确掌握当前流域土壤中重金属污染现状、空间格局,以及从宏观角度研究景观格局对土壤重金属污染的影响,是土地可持续发展的需要,对保障耕地质量和改善土地生态环境具有指导作用和现实意义。选择位于典型黑土区城乡结合带区域的海沟河小流域为研宄区,以保护土壤资源、提升耕地质量、改善土地生态环境为研宄背景,使用“3S”技术及相应得空间插值方法,对流域土壤中重金属Cu、Zn、Hg、As、Pb和Ni污染的空间分布格局、景观格局特征及其影响因素进行研宄,主要得到以下结论:(1)土壤重金属空间分布格局。Cu、Zn、Hg、As和Ni元素含量范围值跨度很大(0.02~236.888mg/kg),空间分布特征为高含量区域主要集中在西北部地区,且从西北部向东南方向递减,Pb元素含量的空间分布特征为从中部地区逐渐向东西两方向递增;6种土壤重金属元素污染景观的空间分布各有差异,Cu、Pb和Ni元素的高含量区域与低含量区域的分布呈现两级化且差异明显,绝大部分区域以较低含量区域为主,Hg元素高含量区域较为分散且中等含量区域占比较多,As和Zn元素以某一污染景观类别分布为主,其余景观类别零星穿插分布;由潜在生态风险空间分布格局可以看出,高风险区域集中在研究区西北部,整体从西到东污染程度递减,整个研究区的潜在生态污染景观类别主要为中等含量区域为主。(2)土壤重金属污染景观格局。研究区景观集聚程度较高,景观较完整,连通性较高,景观中主要为大斑块,且数量较少,同种斑块类型连接度较高,分散性较小;Pb和Ni景观破碎化程度较高,Cu和Hg景观破碎化程度中等,Zn和As景观破碎化程度较低;潜在生态风险污染景观破碎化程度也较高,从西至东较高含量区域与中等含量区域呈带状分布,其它各污染含量区域分散于整个研究区。这与上述六种重金属污染景观的破碎程度分布区域特点有较高的一致性。随污染级别的增大,斑块规模指数(PLAND、AREA_MN、LPI)先增大后减小,较低含量区域和中等含量区域占较大优势;形状复杂指数(LSI、SHAPE_MN)计算结果表明,随污染级别的增加类型边界复杂程度递减,较低含量区域和中等含量区域的形状复杂程度最高;As聚集程度(AI)随污染级别的增加呈递减趋势,Cu、As和Ni景观的低含量区域的聚集度最高,Zn和Hg景观较低含量区域的聚集度最高;潜在污染景观的聚集度普遍高于其他元素污染景观类型。(3)土壤重金属污染格局影响因素。土地利用对土壤重金属污染格局的影响研究显示:研究区内土地利用类型斑块相对聚集,斑块间空间连通性较高,斑块形状越复杂,土壤重金属潜在生态风险越大,土地清洁度越低。地形地貌对土壤重金属污染格局的影响的研究结果显示:土壤重金属的污染程度随着高程和坡度的增大呈减小趋势。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X53
【图文】：

技术路线图

图 3-1 研究区地理位置示意图Fig.3-1 Geolocation diagram of the study area地利用现状流域土地利用类型主要为旱田、水田、林地和建设用地，草地和水域分地区。流域内土地资源开发历史较早，农业生态活动一直以来比较部平原地区，主要作物类型为玉米和水稻等一年一季收获的作物。研丘陵带，以林地分布较多，主要有樟子松、落叶松、红松等树种。流

图 3-2 研究区土地利用现状图Fig.3-2 Land use status map of the study area候为金龙山镇大顶子山南坡箭杆沟，是松花江的二级支流 km，途中流经料甸乡、金龙山镇以及红星乡等乡镇，流流进阿什河，再从哈尔滨市东南区域汇入松花江。于中温带的大陆性季风气候类型，具有四季分明的特点变；夏季气候表现为潮湿温热，降水集中；秋季经常会物也常常因此遭遇灾害；冬季表现较为漫长且寒冷干旱。可知研究区年平均气温为 3.9 ℃，共有 130～136 天无约为全年降雨总量的 90%左右，年降雨量基本维持在 142300～2500 ℃范围内，年日照时长累计在 2713.98 h，能所需物质。济

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本文编号：2795501