干旱區(qū)設(shè)施菜地土壤重金屬時(shí)空分布特征與生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)——以涼州區(qū)為例.pdf

1、近年來(lái)，設(shè)施菜地土壤環(huán)境問(wèn)題受到廣泛關(guān)注。開(kāi)展設(shè)施菜地土壤重金屬調(diào)查，研究設(shè)施菜地土壤重金屬污染特征及其風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于設(shè)施菜地土壤環(huán)境質(zhì)量保護(hù)和農(nóng)產(chǎn)品安全保障具有重要的理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義。本文選擇我國(guó)西北干旱區(qū)優(yōu)勢(shì)蔬菜產(chǎn)地—涼州區(qū)為研究區(qū)域，調(diào)查了研究區(qū)主要設(shè)施菜地及相鄰露天菜地土壤理化性質(zhì)（土壤pH值、電導(dǎo)率、碳酸鹽含量、有機(jī)質(zhì)、陽(yáng)離子交換量、土壤質(zhì)地等）、土壤重金屬（Cd、Cu、Zn、Cr、Pb、Ni、Mn、Co）全量及有效態(tài)含量，對(duì)設(shè)

2、施菜地土壤重金屬全量及有效態(tài)的時(shí)空分布特征進(jìn)行了分析，并對(duì)菜地土壤重金屬環(huán)境質(zhì)量及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，旨在為干旱區(qū)設(shè)施菜地土壤重金屬污染防控與區(qū)域農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　?。?）研究區(qū)土壤pH變幅為7.1~8.6，呈堿性，其中，設(shè)施菜地土壤pH平均值為7.6，比露天菜地土壤pH值降低了0.5個(gè)單位，設(shè)施菜地土壤發(fā)生一定程度的酸化；設(shè)施菜地土壤電導(dǎo)率平均值為1791μs/cm-1，是露天菜地的8.37倍

3、；研究區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量較高，在31.17~122.51 g/kg-1之間，其中設(shè)施菜地土壤有機(jī)質(zhì)含量為65.11 g/kg-1，是露天菜地土壤有機(jī)質(zhì)的1.38倍；研究區(qū)土壤碳酸鹽含量差異較大，范圍在0.47％~19.78%，設(shè)施菜地土壤碳酸鹽含量低于露天菜地土壤；研究區(qū)土壤CEC范圍在2.22~20.90 cmol?kg-1之間，整體保肥能力較弱。
　?。?）設(shè)施菜地土壤重金屬Cd、Cr、Pb、Cu、Zn、Ni、Co和Mn全量的濃

4、度范圍分別為0.07~0.37、30.84~78.66、18.57~43.48、18.69~74.05、73.30~297.90、28.09~43.75、3.15~10.74和615.84~802.99 mg/kg-1，其中Cd、Cu、Zn平均值高于露天菜地土壤，Cd、Cu、Zn、Pb、Mn平均值高于甘肅背景值。設(shè)施土壤重金屬有效態(tài)明顯高于露天菜地土壤，其平均值是露天菜地土壤重金屬有效態(tài)的1.02~4.74倍。
　?。?）設(shè)施菜地

5、土壤中不同重金屬的全量和有效態(tài)含量隨種植年限表現(xiàn)出不同的規(guī)律。土壤Cd、Cr全量隨著種植年限增加呈下降趨勢(shì)，不同年限類型之間均未達(dá)到顯著性差異，但有效態(tài)Cd含量隨著種植年限增加呈增加趨勢(shì)。Cd、Cr全量隨種植年限呈下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)橥寥滥贻斎肓啃∮谥参镂樟浚行B(tài)Cd增加可能是因?yàn)榉N植年限越長(zhǎng)，土壤pH越低，Cd的有效性逐漸增大。Co的全量和有效態(tài)含量、Mn的有效態(tài)含量均隨著種植年限增加呈下降趨勢(shì)，這可能是因?yàn)檗r(nóng)民注重施入氮、磷、

6、鉀而忽略部分微量元素。設(shè)施菜地土壤Cu、Zn、Pb、Ni元素全量和有效態(tài)含量隨種植年限增加無(wú)明顯變化趨勢(shì)。
　　（4）設(shè)施菜地土壤重金屬Cd、Cu、Zn、Cr、Ni、Co的全量具有強(qiáng)烈的空間自相關(guān)，空間變異以結(jié)構(gòu)性變異為主。Pb、Mn具有中等程度的空間相關(guān)性，其空間分布主要受結(jié)構(gòu)性因素和隨機(jī)性因素的共同影響。有效態(tài)Cd、Zn、Pb、Co具有強(qiáng)烈的空間自相關(guān)，空間變異以結(jié)構(gòu)性變異為主。有效態(tài) Cu、Cr、Ni具有中等程度的空間相關(guān)性

7、。有效態(tài)Mn具有強(qiáng)烈的隨機(jī)變異性。Cd、Cu、Zn、Cr全量的空間分布情況比較相似，中部地區(qū)濃度值相對(duì)較高，主要分布城區(qū)郊區(qū)地帶，如金羊鎮(zhèn)、發(fā)放鎮(zhèn)、高壩鎮(zhèn)等，這可能是因?yàn)槌墙紖^(qū)人多地少，施肥水平高，管理精細(xì)，土壤熟化程度高的原因。相關(guān)性分析及主成分分析表明，Cu、Zn累積水平較高，這主要與當(dāng)?shù)厥┯玫挠袡C(jī)肥中Cu、Zn含量較高有關(guān)。
　　（5）基于“土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”（GB15618-1995）和“溫室蔬菜產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)”（H