贵州省湄潭县茶叶产地土壤重金属元素空间分布特征

摘要

本文以贵州省湄潭县茶产业规划监测点资料为基础，首先对湄潭县整个研究区的13个行政区土壤中的重金属状况做了统计，对各个重金属指标的安全性按照无公害茶叶产地要求做了评价；其次对超标率最高的重金属元素铬建立了土壤监测点的空间数据库，并对土壤空间数据进行GIS空间数据探索性分析。通过Kriging空间插值获得该县茶叶产地土壤中重金属Cr的分布等值线图。在此基础上，揭示该县土壤重金属元素铬的空间分布特征，从空间上识别该元素突变区域，分析其形成原因，探讨其可能的发展趋势，提出了可行的土壤重金属污染预测方法。
　　l)研究区近年经济高速发展，对环境的影响也日趋严重。和全国土壤背景值，贵州省土壤背景值相比，Hg和铬的平均值较高。部分区域接近和超过了无公害茶叶产地的相关指标，需要密切关注其在土壤中的进一步发展，尽早采取防控措施；
　　2)总体来说，研究区域土壤环境质量较好。土壤中Cu、Zn、Cd、As含量不高，Hg和Cr含量较高，其中铬含量超标较为严重。土壤中多数元素表层含量高于底层，如:铬、锌、铅、镉、汞，这说明表土中产生了富集作用，尤其是汞和铬，富集主要发生在表土，这很可能是工、农业污染所致。研究中汞的单项污染指数较高，但均小于1，综合污染指数为0.77；铬元素综合污染指数虽为0.72，在研究区域内多个地方均有超标现象，茶叶产地土壤存在铬污染。
　　3)土壤重金属铬含量数据的探索性分析为其最优插值奠定基础。基于GIS探索性空间数据分析技术对土壤重金属铬含量的数据分析可以得知:研究区土壤重金属采样点的铬含量数据经对数转换后呈正态分布，有空间相关，根据分析结果，本次研究不仅确定选择Kriging空间插值进行土壤表层铬含量的预测，并且合理确定了Kriging空间插值中需设置的各种参数，这为取得更符合假设条件的预测值奠定了基础；
　　4)整个研究地区内，铬含量的分布较为连续，大致可分为几个大的斑块，其分布趋势明显。结合评价标准的单项污染指数，西部地区的深棕色封闭圈为铬集中区，P>1，为不适合种植，明黄色区域为铬相对较低区域(图4-11)，P≤1，为适种植。由图可以看出，在西K区沿东北L区方向的斜线上集中分布。土壤铬含量的空间分布比较集中，其含量的斑块分布相对而言比较明显。铬分布的空间方向很强，所以必须对颜色过渡区中接近深棕色的范围密切关注和采取措施；
　　5)从研究区土壤铬含量的总体趋势来看，大致表现为，西部最高(高值区域斑块形成一环形区域)，往四周呈辐射状逐渐降低。造成这种分布的原因可能是西部高值区距离湄潭县城西部的工业有关，受非区域因素的影响比较大。西部高值斑块也可能与所在地是主要的农业乡镇，土壤污染可能与施用农药和污水灌溉、污泥施肥、环境污染等有关；东北的高值板块的出现可能与当地的土壤背景条件有关。总之，除受母质制约外，研究区高值区域可能受到了工农业生产活动的影响。

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第一章 绪论

1.1 研究课题的提出

1.2 研究的目的和意义

1.3 研究的思路和内容

1.4 国内外研究现状

第二章 监测点的选择、实验分析方法与数据分析方法

2.1 监测点的选择

2.2 实验分析方法

2.3 数据分析方法

第三章 湄潭县茶叶产地土壤重金属元素的分布特征分析

3.1 湄潭县区位及茶产业现状

3.2 重金属含量及其统计分布特征

第四章 基于 GIS 技术研究区土壤重金属铬元素含量的空间分布

4.1 特异值的查找与剔除

4.2 数据结构分析

4.3 趋势分析

4.4 方向分析

4.5 半方差函数/协方差函数

4.6 基于 Kriging 的土壤中铬含量的空间插值

4.7 土壤样品中铬含量的空间特征分布

4.8 基于 GIS 对茶园产地土壤中重金属铬的分析

第五章 结论与预防措施

5.1 结论

5.2、预防措施

第六章 展望与不足

参考文献

致谢

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