汾河水库周边土壤养分和重金属空间分布风险评价

论文摘要

本文以汾河水库周边土壤环境质量作为研究对象,水库周边支流汇水区作为研究区域,对土壤养分全氮、全磷、速效磷、土壤有机质以及五种重金属元素含量进行了实验室测定,得到土壤元素含水平,并结合研究区域TM遥感影像、地形图,当地统计年鉴等资料,建立研究区域分析数据。评价汾河水库周边土壤环境质量,对保障区域人类生活健康,社会和谐发展的重要具有重要意义。利用GIS平台地统计模块,对研究区域土壤不同属性数据进行地统计分析；利用Erdas遥感影像解译功能对TM影像进行分析得到研究区域土地利用数据；运用景观生态评价指标对汾河水库周边土地利用现状进行分析；利用Hakanson生态风险指数评价方法对研究区域土壤生态环境进行了评价；在此基础上针对汾河水库土壤环境现状提出了环境管理对策。本文得到以下结论：1)研究区域土地利用类型主导景观格局以农业为主,根据耕地破碎度指标也可以看出,其分布受人为因素影响较大；2)汾河水库周边土壤养分元素含量处于中等水平,其中速效磷的浓度均值11.79mg/kg,最大值达到22.241mk/kg,对区域土壤环境有一定影响,5种土壤重金属含量均低于山西省土壤元素背景值,且低于国家土壤质量标准,说明区域土壤环境良好；3)地统计学Kriging插值方法适用于区域土壤养分元素、及重金属元素的插值模拟,经过参数调整、最优变异函数选择可以达到理想的预测精度；4)区域土壤重金属单因子及综合因子评价结果显示重金属污染程度由高到低为Cr、Ni、Zn、Cu、Pb,但从其浓度和超标程度来看,研究区域土壤重金属污染并不严重,土壤质量良好,只有Cr在个别点位出现了超标,并且超过了国家土壤环境质量标准的一级标准；5)运用Hakanson生态风险指数法对汾河水库周边土壤进行生态风险评价,结果显示研究区域重金属污染处于相对较低的水平,这与水库生态功能定位相符；6)基于汾河水库的土壤环境现状,提出了汾河上游入水口湿地工程、西北西南沿岸防护林工程、西部延伸区河岸带生态工程。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 研究目的与意义
• 1.3 国内外研究进展
• 第二章 研究内容与方法
• 2.1 研究区域概况
• 2.1.1 汾河一库自然地理概况
• 2.1.2 地貌及气候特点
• 2.2 研究内容
• 2.2.1 汾河水库周边地区的土地利用景观格局分析
• 2.2.2 汾河水库周边地区土壤养分和污染物的空间变异分析
• 2.2.3 土壤重金属污染的风险评价及控制措施研究
• 2.2.4 水库周边土壤养分环境防治建议
• 2.3 研究方法
• 2.4 技术路线
• 第三章 实验设计及数据处理
• 3.1 实验设计
• 3.1.1 采样设计
• 3.1.2 样品的测定
• 3.1.3 样品测定精度
• 3.2 影像数据处理
• 3.2.1 TM遥感影像的来源
• 3.2.2 TM遥感影像预处理
• 3.2.3 波段选择
• 3.2.4 影像校正及裁剪
• 3.3 土地利用类型的确定
• 3.3.1 土地利用分类体系
• 3.3.2 土地利用类型监督分类
• 3.4 地统计理论基础
• 3.4.1 地统计分析原理
• 3.4.2 空间数据分析
• 3.4.3 空间插值方法
• 第四章 汾河水库周边土地利用类型景观分析
• 4.1 土地利用变化的景观格局指标
• 4.2 土地利用现状分析
• 4.3 土地利用类型景观指数分析
• 第五章 汾河水库周边土壤养分、重金属空间分布特征
• 5.1 研究区土壤养分描述统计
• 5.2 土壤养分元素空间变异函数
• 5.3 基于GIS土壤养分插值结果
• 5.4 研究区土壤重金属描述统计
• 5.5 研究区土壤重金属空间变异函数
• 5.6 基于GIS土壤重金属插值结果
• 第六章 汾河水库周边土壤重金属污染的风险评价
• 6.1 重金属污染评价
• 6.2 Hakanson生态风险指数评价
• 6.3 评价结果分析
• 6.3.1 单因子指数评价
• 6.3.2 综合指数评价
• 6.3.3 Hakanson潜在风险指数评价
• 第七章 水库周边土壤环境管理对策
• 7.1 水库周边上游人工湿地工程
• 7.2 水库西北西南沿岸防护林工程
• 7.3 汾河水库西部延伸区河岸带生态工程
• 7.4 汾河水库生态对策建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 个人简况及联系方式