长三角典型区土壤重金属有效态的协同区域化分析、空间相关分析与空间主成分分析

以昆山市为典型区,采集了126个表层土壤样品,通过多元统计学、地统计学与GIS技术相结合,采用基于协同区域化理论的因子克立格法探讨了长三角多个土壤重金属有效态的区域分异,并在剖析不同空间尺度有效态重金属的空间结构特征基础上,应用空间相关分析和空间主成分分析来揭示引起这种分布格局的成因和污染来源,结果表明,昆山土壤有效态重金属服从正态或对数正态分布,变异系数较大,有效态Cd污染最重.重金属有效态在空间上可划分为块金尺度、小空间尺度（15 km左右）和大空间尺度（40 km左右）,它可用3个尺度的实验（交叉）变异函数的协同区域化模型线性拟合.空间相关分析中,Cd和Zn在3个尺度中的相关性均极显著,且元素在小尺度和大尺度的相关性比块金尺度更强,大尺度的负相关特征较其它尺度明显.空间主成分分析表明,不同尺度的空间污染来源不同.重金属有效态第一、二主成分的空间分布格局结果表明重金属有效态含量与工业活动、污水灌溉和土壤性质密切相关.     

土壤重金属的形态分布特征及其影响因素

土壤重金属元素在介质中的存在形态是衡量其环境效应的关键参数.选择长江三角洲地区的江苏省昆山市为研究区,采集了126个土壤表层样品,通过欧共体标准司提出的BCR 3步提取法对土壤中Cd、Cr、Cu、Co、Ni、Pb和Zn等7种重金属元素的形态分布特征进行了分析,并采用逐步回归法探讨了影响重金属化学形态的影响因素.研究结果表明,Cd主要以可还原态存在,Pb主要以有机结合态存在,而Cr、Cu、Ni、Zn和Co 5种元素主要以残渣态存在,不同重金属元素的次生相态所占总量百分比由大到小的顺序为Cd、Pb、Co、Cu、zn、Ni、Cr.重金属总量是影响重金属形态含量的最主要因素,其次为有机质和pH值,FeOx含量是影响残渣态含量的主要因素,粘粒含量是影响Zn各形态的主要因素,MnOx含量是影响Pb各形态的主要因素.     

经济快速发展区土壤重金属累积评价

以经济快速发展典型区昆山市为研究区,结合重金属总量、有效态和形态3方面指标建立了昆山市土壤重金属累积评价的指标体系,并对其进行了综合评价.结果表明,昆山重金属总量累积指数空间变异较小,为42.57%,但重金属有效态和形态累积指数(特别是重金属活性形态)空间分异很大,分别达82.75%和77.83%.若以土壤剖面母质层各指标的含量为参比值,土壤重金属总量累积指数平均为1.01,为轻度累积水平,重金属有效态累积指数平均为2.46, 达中度累积水平,重金属形态累积主要表现为重金属活性形态的累积,形态累积指数平均达4.32, 达重度累积水平.重金属综合累积指数的平均值2.56, 达中度累积水平,变异系数达70.03%,有21.54%的面积土壤重金属达轻度累积,54.70%的面积达中度累积,23.76%的面积达重度累积.不同功能区土壤重金属的各项累积评价指数均以养殖区最低,冶金电镀区最高,但功能区间差异未达显著水平;不同土壤类型的各项累积指数均达显著水平,且均以乌栅土的累积指数最高,显著高于黄泥土和青泥土的累积指数.     

耕作和施肥扰动下土壤团聚体稳定性影响因素研究

稳定的土壤团聚结构对种子发芽、根系发育、作物生长以及有机碳保护有着重要的影响,深入了解人为扰动下土壤团聚体稳定性影响因素有着重要意义.选择两种不同母质发育土壤上长期施用畜禽粪便和化肥5个田块耕层土壤团聚体为供试土壤,采用相关分析、因子分析和回归分析方法探讨了土壤有机碳库、土壤养分和理化性质与团聚体稳定性间的关系.研究结果表明,与施用化肥比较,施用畜禽粪便显著提高了土壤团聚体稳定性;不同母质类型土壤上,海相沉积物母质土壤上团聚体稳定性显著高于河相冲积物母质土壤.相关分析结果表明溶解性有机碳(包括DOC和HWOC)和总磷含量与土壤团聚体稳定性显著或极显著相关;因子分析结果显示,土壤化学因子是第一影响因素,土壤碳库因子是第二影响因素,其中海相沉积物母质土壤上团聚体稳定性主要受土壤化学因子影响;河相冲积物母质土壤团聚体稳定性主要受土壤碳库因子影响,施用化肥土壤受两个因素影响均较小.回归分析结果显示热水提取态有机碳和钙是本研究条件中影响土壤团聚体稳定性的主要因素.