长江三角洲地区土壤重金属污染的空间变异特征——以江苏省太仓市为例.pdfVIP

维普资讯 第 4J4卷 第 1期 土 壤 学 报 Vo1．44．No．1 2007年 1月 ACTA PEDOLOGICA SINICA Jan．，2007 长江三角洲地区土壤重金属污染的空间变异特征* — — 以江苏省太仓市为例 钟晓兰 周生路干 李江涛 赵其国2 (1南京大学地理与海洋科学学院。南京 21oo93) (2中国科学院南京土壤研究所，南京 210008) 摘 要 城市化、工业化和农业集约化的发展影响着土壤环境和健康质量。本研究以位于长江三角洲 地区的江苏省太仓市为典型区，采用地统计学方法对其耕层土壤中cd、cr、Cu、 、Hg、Pb、zn和As等8种重金 属结构特征和空间分布格局进行了分析，并用模糊数学法综合评价了土壤重金属的污染程度，结果表明：太仓 市表层土壤 zn、cu属强变异强度，呈对数正态分布；Cd、Ni、Hg、As、Cr和Pb属中等变异强度，呈正态分布。除 Cd、Cr和Pb略低于背景值外，其他重金属均高于其背景值，其中以As污染指数和超标率最高。土壤重金属复 合污染严重，模糊综合评价污染结果为一级。通过半方差函数模型拟合发现 Hg、cd符合球状模型，其他重金 属均符合指数模型，8种重金属元素在一定范围内均存在空间相关性。采用 Kriging最优 内插法得到了耕层土 壤重金属含量的空间分布图，发现土壤重金属含量与母质、土壤质地、有机质含量 以及工业化、城市化和农业 集约化程度密切相关 。 关键词 土壤重金属；地统计学；模糊数学；复合污染 ；空间变异 中图分类号 X53 文献标识码 A 土壤一人类一环境相互作用中土壤质量变化是 毒有害元素的空间分布与含量预测研究较少l9 。 土壤学家和环境学家十分关注的问题 ，也是 国际全 已有一些研究者对我国长江三角洲地区土壤重 球变化研究计划中 “全球变化与生态系统”项 目的主 金属污染进行了研究，但多数研究是基于采样点的 要研究内容…。随着城市化、工业化和农业集约化 点过程研究，即从微观的界面迁移转化过程切入 ，研 的快速发展，我 国土壤环境和健康质量问题越来越 究区域污染的形成机理，最终评价区域环境污染的 突出，这不仅制约了我 国经济的快速发展 ，还严重影 生态效应 ，直接从宏观角度利用空间采样和空间模 响着农产品安全及人类健康质量。长江三角洲是我 型研究较大尺度重金属污染的面过程很少。而且 ， 国经济最发达的区域之一，高强度经济开发所伴随 现行的土壤重金属综合污染评价方法中，主要是内 的人类高强度经济活动下土壤环境质量成为急需研 梅罗污染指数评价法和综合污染指数评价法l1，它 究的课题 。 们用比较 明确的界线对土壤重金属污染程度加以区 由于 自然景观，成土过程和气候带的空间连续 分和量化。而实际上土壤重金属 的污染状况是渐 性，使得土壤特性在空间上并非像 Fisher原理假设 变 、模糊的。模糊数学方法可以通过隶属度描述土 的那样彼此独立且均匀 ，而是在某一特定区域 内彼 壤重金属污染状况的渐变性和模糊性 ，使评价结果 此相关_2j，因此用传统 的统计方法分析土壤特性 更加准确可靠[13J。 有较多的局限性，而地统计学能定量描述区域化变 本研究以江苏太仓市为研究区，运用地统计学 量空间变异特征，其克立格插值能可视化土壤特性 方法 ，研究了长江三角洲地 区县域尺度下土壤 8种 的空间分布格局 ，并为其空间预测提供最优无偏估 重金属元素空间分布特征