雄安新区土壤氟地球化学特征及健康风险评价

为科学评估雄安新区表层土壤氟(F)地球化学分布特征及人体健康风险,利用GIS空间分析、相关分析等分析土壤F贫化富集特征及影响因素,开展土壤F健康风险评估,基于蒙特卡罗随机模拟,研究健康风险评价结果的不确定性.结果表明,新区表层土壤ω(F)均值为641 mg·kg^-1,是全国A层土壤背景值的1.34倍,F过剩和高等级样点占比超过85%,F含量整体相对偏高.灌溉水样ρ(F^-)均值为0.85 mg·L^-1, F^-含量空间分布特征受浅层地下水水化学类型和流向的影响.土壤F垂向空间变化不显著,其垂向变化主要受土壤有机碳、质地等土壤理化性质的垂向分布影响.表层土壤F的贫化富集主要受地质背景成因控制,人为因素(农业灌溉水、施肥和大气干湿沉降)等外源输入影响其异常的空间分布.区内土壤F含量与地貌环境“标志性”指标Al₂O₃、 Fe₂O₃、 MgO和K₂O含量,土壤有机碳(Corg.)、阳离子交换量(CEC)...     

雄安新区土壤重金属地球化学监测关键问题探讨

为构建雄安新区土壤环境质量监控网,系统获取雄安新区建设前后土壤重金属地球化学数据,长期监测新区建设过程中土壤重金属的变化趋势,在分析雄安新区土地质量地球化学调查监测数据和土壤重金属元素地球化学空间变异特征的基础上,采用统计学方法估算构建新区土壤地球化学监测网所需要的采样密度、采样数量和采样周期等参数,为后续新区土壤重金属地球化学长期监测工作提供参考.结果表明,调查区重金属As、 Cd、 Cu、 Hg和Pb元素变异系数>36%,属于高度变异元素; Cd、 Cu和Pb元素块金系数均>75%,其高度富集是在较高自然背景上出现了人为源的叠加.在置信水平P为95%和90%时,对样本平均值允许误差Δ分别为5%、 10%和15%的条件下,同时对新区土壤中8种重金属As、 Cd、 Cr、 Cu、 Hg、 Ni、 Pb和Zn进行土壤环境质量监测,最少合理采样数分别为1 077个、 270个、 120个和767个、 192个、 86个.土壤各重金属元素可监测最小变化量(MDC)介于0.0025～2.54 mg·kg^-1之间.在不同的重金属年变化速率下土壤重金属监测所需要的...     

土地质量地球化学评估方法研究——以慈溪市为例

以地球化学方法对慈溪市土地质量进行评估,通过层次分析法、因子分析法和专家经验法三种评估方法的对比研究,认为层次分析法、因子分析法比较适合一般土地质量评估,而专家经验法更适合污染土地质量地球化学评估。本文探索了适合土地质量评估的优选方案,为土地质量生态管理和土地合理规划、利用提供依据。     

雄安新区唐河污水库残留污染物对地下水水化学动态的作用机制

唐河污水库位于雄安新区白洋淀西侧,污水库渗漏和污水灌溉历时长达40 a,包气带中累积大量污染物.识别污水渗漏和灌溉复合系统残留污染物对地下水水化学动态的作用机制,对雄安新区的水环境保护至关重要.利用水化学离子示踪及改进的氯碱指数等水文地球化学方法,解析浅层地下水水化学时空特征及演化机制.结果表明,污水库区地下水水化学类型为SO₄·HCO₃-Na型,平均污水混合比例为48.4%,阳离子交替吸附作用和岩盐溶解作用分别为地下水提供了29.9%和8.6%的钠离子;污灌区地下水水化学类型为SO₄·HCO₃-Na·Mg型,平均污水混合比例为58.3%,阳离子交替吸附作用降低了地下水中8.1%的钠离子;降水和灌溉水的混合稀释作用导致残留污水混合比例和矿物饱和指数降低,促进地下水中钠离子与土壤胶体吸附的钙镁离子的交换作用.含水层反硝化作用能有效减少地下水硝酸盐污染.此外,污水库修复前后污水比例分别为61.5%和49.3%.污水渗漏和灌溉复合系统中长期滞留的污染物将在降雨和灌溉模式驱动下以不同程度的污水物理混合和水岩...     

基于地块尺度的黑河中游地区农业结构变化及其驱动因素分析——以张掖市为例

黑河中游是我国西北干旱区重要的粮食基地,研究其农业结构变化及其驱动因素对农户种植决策及推动当地农业发展具有一定参考意义。论文以位于黑河中游地区的张掖市为例,基于统计年鉴和农户问卷调查数据,从地块尺度分析了研究区2001—2014年期间农业结构变化,并在定性分析的基础上,从地块与农户两个层面,运用二元Logistic模型及投入-产出法定量分析农业结构变化驱动因素。结果表明：1）研究区作物种植类型趋于多样化。2001年,研究区主要种植作物为小麦、玉米、大麦及“小麦和玉米套作”,其种植地块数占所调查总地块数的81%,2014年种植作物种类增多,且蔬菜、马铃薯、油菜等经济作物种植数量较2001年有所上升。2）由种植小麦为主（占总地块数的31%）转变为种植制种玉米为主（占总地块数的38.7%）;套作转单作。2001年,共有58个套作种植地块,占调查总地块数的22%,其中“小麦和玉米套作”最多,有47个地块;而在2014年,作物套作地块数锐减为2个,“小麦和玉米套作”全部转换为其他单作,其中51%转为制种玉米;水稻种植消失,主要转为普通玉米。3）地块层面上,种植地区的海拔、灌溉定额、河源来水量对农业结构变化影响非常显著（显著水平达到1%）,地下水对农业结构变化影响较为显著（显著水平达到5%）。4）农户层面上,农户作为理性经济人,“收益”是影响其种植行为的最关键因素,其次是政策因素（在5%的水平上显著）,务农劳动力与劳均耕地面积也有一定的驱动作用。     

建筑垃圾产量预测与时空特征研究:以南京江北新区为例

建筑垃圾的产量预测与时空特征分析是制定城市建筑垃圾资源化管理方案的重要参考依据。界定了建筑垃圾的定义与分类,提出基于情景分析的单位建筑面积建筑垃圾产量预测方法,并以南京市江北新区直管区为例,采集控制性详细规划、倾斜摄影地图、地形图、百度全景地图、年度在建施工项目与征收项目清单等基础资料,对江北新区直管区近期(2018年)与远期(2019—2030年)的拆建垃圾产量进行估算与分析;同时借助ArcGIS技术,采用核密度分析实现拆建垃圾空间分布的可视化与特征分析,为后续建筑垃圾资源化处置方案设计提供基础数据与决策依据。     

城乡融合区土壤元素地球化学特征与源解析:以天府新区青龙片区为例

城乡融合区是城市与农村的连接区域,是城市农产品最重要供给区,其土壤地球化学性质影响因素复杂.为此,以四川省天府新区青龙融合区为研究对象,共采集了 395个土壤样品,测定了 pH值、有机质(SOM)、全钾(TK)、速效钾(AK)、全氮(TN)、碱解氮(AN)、全磷(TP)、有效磷(AP)、Se、B、V、Zn、Mn、Mo、...     

基于遥感和GIS的景观尺度的区域生态健康评价——以海湾城市新区为例

依据PSR概念模型,建立了景观尺度的区域生态健康评价指标体系.以2004年SPOT5影像及其派生数据作为基础信息源,在遥感和GIS技术支持下获取了生态健康评价相关宏观生态指标,评价的指标体系划分为5个等级.采用空间单元网格(2km×2km)作为评价单元,借助GIS的空间分析功能制作出各单项指标和综合指标的空间分布图,并完成对区域生态健康自综合评价.得到了区域生态健康的空间分布,综合评价结果划分为很健康、健康、亚健康、不健康和疾病5个等级.结果表明,生态健康处于亚健康及其以下类型的面积占整个区域的52.76%,生态系统退化有在整个研究区域蔓延的趋势.     

黔西南喀斯特地区国土空间规划“双评价”技术与实践:以义龙新区为例

国土空间规划是落实主体功能区战略、绘制未来“美丽国土一张蓝图”的重要抓手,资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价是国土空间规划编制的前提和基础.以贵州省黔西南布依族苗族自治州义龙新区为研究对象,围绕生态保护、农业生产、城镇建设功能特征,以定量方法为主、定性方法为辅,依次开展了资源环境要素单项评价、资源环境承载能力集成评价、国土空间开发适宜性评价,并与现状土地利用进行对比,识别其国土空间开发问题和潜力.结果表明:①义龙新区生态保护极重要区面积占比为36.93%,农业生产适宜区面积占比为24.84%,城镇建设适宜区面积占比为25.08%,三者可分别作为重点生态功能区、农产品主产区、城市化发展区.②生态保护极重要区中基本农田面积为23.60 km2、一般农用地面积为15.21 km2,农业生产不适宜区中基本农田面积为72.17 km2、一般农用地面积为27.63 km2,地块功能指向重叠性较大,建议结合城市发展意向,明确不同区域功能指向的侧重.③后备耕地面积为131.87 km2,后备建设用地面积为114.85 km2,与实地核查结果相符.研究显示,构建的喀斯特地区“双评价”方法体系可以很好地应用于区域国土空间规划,实现了格网单元地域功能优化分区.      

河水-地下水侧向交互带地球化学特征:以重庆市马鞍溪为例

河水-地下水交互带是河水与地下水相互交换和混合的区域,在河流、地下水生态和水质的保护方面具有重要作用.为了解河水-地下水侧向交互带地球化学特征,以重庆市马鞍溪为研究对象,对河水及交互带的水温、溶解氧(DO)、pH值、电导率(EC)进行自动监测,结合对水样离子浓度和交互带沉积物中元素含量的分析.结果表明,马鞍溪侧向交互带水化学类型为HCO_3-Ca·Mg型.监测期间交互带受河水入渗影响为主,交互带的缓冲作用使其温度、DO、pH值、EC等指标变异系数较河水低.随距河岸距离的增加,马鞍溪侧向交互带在物理、化学、生物综合作用下形成了迅速进入缺氧状态的氧化还原环境,以及pH值先降低后升高的酸碱环境.在其影响下,K~+、NH_4~+-N、NO_3~-、SO_4~(2-)呈下降趋势,全Mn、EC、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Sr~(2+)等先上升后下降,全Fe、Al~(3+)等呈上升趋势.受河水、地下水长期交互影响,在距河岸约30 cm处的交互带沉积物中元素含量较高,形成独特的水化学梯度.据此可推断出马鞍溪侧向交互带边界可能在距河岸30~50 cm处,其中浅层交互带的边界可能在距河岸10 cm左右的位置.在河水补给地下水过程中,河水-地下水侧向交互带对净化水质有重要作用.     

雄安新区企业周边农田土壤-作物系统重金属污染风险及累积效应

为评估雄安新区企业密集区工业生产经营活动对其周边农田土壤和农作物中重金属污染风险的影响程度,系统分析企业周边农田区小麦籽实及其根系土壤重金属含量特征与超标情况,利用地累积指数(Igeo)和潜在生态风险指数(RI),采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属污染风险评估和源解析.结果表明,根系土壤96.67％的样品存在...     

雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险评估及其源解析

为评估雄安新区农田土壤-农作物系统重金属潜在生态风险,分析测试新区小麦籽实和根系土壤中重金属含量及其赋存形态,利用综合污染指数(IPIN)、潜在生态风险指数(RI)、生物富集系数(BFC)和风险评价指数(RAC),采用主成分分析和相关分析等统计方法开展重金属潜在生态风险评估及来源解析.结果 表明,新区根系土壤中Cd、C...     

雄安新区-白洋淀冬季冰封期水体溶解性有机物的空间分布、光谱特征及来源解析

运用三维荧光光谱(EEMs)技术结合平行因子分析法(PARAFAC)以及紫外-可见光谱技术(UV-vis),对雄安新区-白洋淀冬季冰封期不同特征区域水体溶解性有机物(DOM)的空间分布、光谱特征以及来源进行解析.结果表明,冬季冰封期白洋淀水体DOM吸收系数无特征峰,不同特征区域的差异显著;表层水体DOM与底层水体DOM的吸收系数差异不明显;冰封期白洋淀水体的E3/E4均大于3. 5,说明DOM以低腐殖质成分为主,E2/E3为6. 35±0. 72,表明DOM中小分子量的居多,而且SR为1. 33±0. 14均大于1,显示DOM主要为生物源;三维荧光通过PARAFAC解析出3种组分,分别为类酪氨酸(C1)、类色氨酸(C2)和陆源腐殖质(C3);对3个组分进行相关性分析,结果显示C1与C2之间具有显著的相关性(P <0. 001);白洋淀各个特征区域间的DOM总荧光强度和各荧光组分荧光强度呈现显著的差异(P <0. 01); DOM的总荧光强度以及各组分的荧光强度均呈现出唐河入淀口高、烧车淀低的特征,C1+C2是DOM的主要成分;冰封期白洋淀水体的DOM生物源指数(BIX)为1...     

青海省海东市平安区土壤Se的地球化学特征

通过对平安区表层土壤样品的系统采集,测定了Se及其它元素的含量,研究了区内土壤Se的地球化学特征,探讨土壤Se富集机理。结果表明,表层土壤Se处于0.04～5.79 mg/kg之间,均值为0.29 mg/kg,富Se(Se≥0.4 mg/kg)和足Se(0.175≤Se0.4 mg/kg)土壤面积分别为121.4 km~2和464.1 km~2,总共占平安区总面积的75.1%,主要分布在古-新近纪棕红色泥岩风化物和第四纪冲洪积物为母质的土壤区。富Se土壤存在两个区带,分布位于平安盆地和拉脊山。平安区Se富集机理主要有两种:平安盆地Se与Sr、Mo活动相近,在咸水、干旱、氧化的沉积环境与盐类物质同时发生富集;拉脊山Se与Cu、S、Mo活动相近,与铜硫化物伴生并受表层高有机质吸附所致。     

半城市化地区土地利用变化及驱动力分析——以厦门市集美区为例

半城市化地区是在快速城市化进程中产生的一种过渡类型地域,伴随着剧烈的土地利用竞争和矛盾,土地利用变化迅速的特征。以厦门市集美区为例分析了半城市化地区土地利用演变规律,发现1987-2007年间研究区土地利用强度持续提高,城市建设用地和农村建设用地增加,农用地和淡水水域面积减少。矩阵转移分析结果表明,城市建设用地的增加主要来自未利用地、农用地和农村建设用地,农村建设用地的增加主要由农用地和未利用地转化而来,农用地是城市化过程中最容易受到侵占的土地利用类型。建设用地变化与非农业人口、总GDP,第二产业产值、固定资产投资、农民人均纯收入、实际利用外资、房地产投资呈现显著的正相关关系,是建设用地变化的主要驱动力。农用地面积变化与非农人口、总GDP、第一产业产值、第二产业产值、农民人均纯收入以及实际利用外资呈现显著的负相关关系。集美半城市化地区土地利用变化的主要驱动力包括城市人口增长、土地利用政策、经济结构调整、公共基础设施的发展以及国家政策。     

基于CLUE-S模型的黑河中游土地利用情景模拟研究 ——以张掖市甘州区为例

由于传统的土地利用空间统计分析问题中存在固有的空间自相关效应,进而影响到不同土地利用类型空间分布概率模拟的精度.研究在CLUE-S模型中传统的二值Logistics回归的基础之上引入了空间自相关因子形成Autologistic回归模型,并将其用于区域土地利用情景模拟.结果表明:(1)考虑了土地利用类型空间自相关性的Autologistic回归模型在模拟土地利用空间格局时能更好地反映真实土地利用分布格局.耕地、林地、草地、水域及未利用地的空间格局拟合优度ROC值分别从0.914、0.820、0.697、0.635和0.798提高到0.924、0.892、0.766、0.716和0.835;(2)基于Autologistic回归分析的建模对CLUE-S模型的模拟精度有一定的提高.Autologistic回归分析下模拟结果的Kappa指数0.935 4大于Logistic回归模拟结果0.888 0;(3)通过模拟2020年研究区5种情景方案下土地利用格局,表明在不同情景方案下的土地利用/覆被格局存在显著的空间差异:①自然增长情景方案下,耕地的增加对于保障粮食安全有重要意义,而建设用地的扩张则会促进研究区经济建设的快速发展,但林地和草地转化为未利用地会加剧土地的退化和生态环境的恶化;②在3种水资源约束情景方案下,水资源对干旱区土地利用/覆被变化的制约非常明显,提高水资源利用率是改善干旱区生态环境的一个重要措施;③土地结构优化情景方案下土地利用比较全面地考虑到了流域粮食安全、生态保护以及经济发展等需要,具有较强的合理性;④经济发展情景方案下建设用地快速扩张,大量侵占周边耕地和草地,粮食安全会受到较大的威胁;⑤生态保护情景方案下林地、草地和水域等生态保护用地面积呈显著扩张,区域生态环境质量明显改善.     

雄安建设初期白洋淀水质时空差异及其对降雨和土地利用的响应

为查清雄安建设初期白洋淀水质状况,基于白洋淀2020年12月至2021年11月的6个代表性监测点的水质数据,采用土地利用类型遥感解译、 Pearson相关分析、综合污染指数和主成分分析等方法,对白洋淀水质的时空分布特征及其对降雨和不同空间尺度下土地利用结构的响应关系进行了研究.结果表明：(1)白洋淀水质在春季最好,夏季最差.入淀区南刘庄处营养物质污染最重,受府河影响较大;生活区采蒲台处有机物污染最重.(2)五点综合污染指数呈现：南刘庄>烧车淀>光淀张庄>采蒲台>圈头,主要超标污染物为TN,污染指数1.55已达到重度污染水平.白洋淀水质较雄安新区建设前明显好转.(3)1.5 km缓冲区内建设用地和耕地对浊度、 NH⁺₄-N和TP影响最大.芦苇湿地作为截流吸收污染物的“汇”的同时,在800 m缓冲区内也是污染物的“源”,释放氮营养盐.(4)雨季各指标与土地利用的相关性低于非雨季,是由于雨季上游水库泄水的稀释作用,减弱了降雨径流中污染物对白洋淀水质的影响.