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滩涂土壤养分与沉积物重金属空间变异及评价研究

作　者: 张博
导　师: 刘兆普
学　校: 南京农业大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 土壤养分 沉积物 重金属 空间变异 养分评价 污染评价
分类号: S158
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


滩涂是我国重要的土地资源之一,存在着很多农业围垦区和增养殖区。开展滩涂围垦区土壤养分和增养殖区沉积物重金属的空间变异性研究和评价工作,可提高围垦区养分利用效率、促进围垦区精准施肥,并且对加强增养殖区环境保护也具有重要意义。而且,全面、正确和客观地认识江苏滩涂利用现状,是江苏滩涂实施科学和信息化管理的基础,也是实现整个江苏滩涂的可持续利用和开发的前提。本研究选取江苏省大丰市王竹垦区和如东县滩涂增养殖区为研究对象,运用地理信息系统(GIS)和地统计学相结合的方法,研究了王竹垦区土壤养分和如东滩涂增养殖区沉积物重金属的空间变异规律,同时分别对它们开展了养分综合评价和污染评价研究。主要研究结果如下：1通过对王竹垦区土壤养分空间变异规律的研究发现,研究区域土壤中OM和TP的块金基台比值分别为14.3%和19%,表现出强烈的空间相关性；土壤pH、TN、TK、AK的块金基台比值介于29.8%-49.9%之间,表现出中等的空间相关性。结果生成的土壤各养分的空间分布图可直观的表示出各养分的空间变异特征和丰欠程度。样区土壤OM含量处中低水平,AN含量极低,AK和AP含量较高,因此建议多施氮肥和有机肥,少施或不施钾肥和磷肥。2应用模糊综合评价法和空间内插法对王竹垦区内的土壤养分进行了数值化的综合评价。结果表明,样区土壤养分综合性指标值(INI)为0.6,即土壤养分等级为二级以上的区域仅占总面积的0.1%左右；INI在0.4-0.6之间,即土壤养分等级为三级的区域占总面积的49.3%；INI小于0.4,即土壤养分等级为四级的区域占总面积达50.6%。结果生成了土壤养分等级空间分布图,从图上看,样区东部和西北部的养分等级大多处于中等水平,其余区域养分均处于低等级水平。3通过对江苏如东滩涂增养殖区沉积物重金属进行空间变异规律进行分析得出,铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)具有中等的空间相关性,铅(Pb)则具有较弱的空间相关性；Cu和Cd变程要明显大于Pb和Zn。空间分布上,Cu含量的分布呈从南北向中部逐渐递减的分布规律,Zn含量在中部和南部有高值区域,向其它区域递减,Pb和Cd含量北部较高,中部有高值区域。在重金属空间变异研究的基础上,结合潜在生态危害指数法,对沉积物中的Cu、Zn、Cd、Pb进行了综合定量化污染评价研究。结果生成了沉积物重金属综合生态危害风险指数空间分布图,发现整个调查区域都属轻微生态危害,且靠近排污口的区域生态危害程度较重,与实际情况相符。说明使用GIS和地统计学方法可正确、直观地反映沉积物重金属的污染状况,为其在滩涂增养殖区污染评价中的实际运用提供了思路。

全文目录


摘要  7-9ABSTRACT  9-11缩略词  11-12第一章 文献综述  12-22  1.1 土壤养分空间变异  12-15    1.1.1 土壤养分空间变异的影响因素  12-13    1.1.2 国内外研究进展  13-15  1.2 土壤养分评价  15-17    1.2.1 评价单元的选择  15-16    1.2.2 评价指标的选定  16    1.2.3 评价方法  16-17  1.3 沉积物重金属污染评价  17-20    1.3.1 沉积物重金属来源  17-19    1.3.2 国内外研究进展  19-20  1.4 本课题研究的目的、意义及主要内容  20-22    1.4.1 本课题研究的目的和意义  20-21    1.4.2 研究的主要内容  21-22第二章 理论与方法  22-32  2.1 GIS  22-23    2.1.1 GIS的发展  22    2.1.2 GIS的构成  22-23  2.2 地统计理论  23-26    2.2.1 假设前提  23-24    2.2.2 区域化变量  24    2.2.3 半变异函数及其理论模型  24-26    2.2.4 克里格(Kriging)插值法  26  2.3 土壤养分评价方法  26-29    2.3.1 指数和法  26    2.3.2 聚类分析法  26-27    2.3.3 灰色关联分析法  27    2.3.4 模糊综合评价法  27-28    2.3.5 指标权重的确定  28-29  2.4 沉积物重金属污染评价方法  29-32    2.4.1 地累积指数法  29    2.4.2 沉积物富集系数法  29-30    2.4.3 潜在生态危害指数法  30    2.4.4 综合污染指数法  30-32第三章 围垦区土壤养分空间变异研究  32-42  3.1 材料与方法  32-34    3.1.1 研究区域概况  32    3.1.2 空间和属性数据的采集与处理  32-34    3.1.3 技术路线  34  3.2 结果与分析  34-40    3.2.1 数据统计与正态分布检验  34-35    3.2.2 半方差函数分析  35-38    3.2.3 土壤养分的空间分布格局  38-40  3.3 小结与讨论  40-42第四章 围垦区土壤养分综合评价  42-48  4.1 材料与方法  42-43    4.1.1 数据源  42    4.1.2 技术路线  42-43  4.2 结果与评价  43-46    4.2.1 土壤养分评价指标值的处理  43-44    4.2.2 养分指标权重的确定  44-45    4.2.3 土壤养分综合指标值的计算  45    4.2.4 土壤采样点养分等级的划分  45    4.2.5 土壤养分等级的空间分布  45-46  4.3 小结与讨论  46-48第五章 增养殖区沉积物重金属空间变异及评价研究  48-56  5.1 材料与方法  48-49    5.1.1 研究区域概况  48    5.1.2 空间和属性数据的采集  48-49    5.1.3 工作路线  49  5.2 结果与评价  49-53    5.2.1 数据统计与正态分布检验  49-50    5.2.2 半方差函数分析  50-51    5.2.3 单一重金属含量分布  51-52    5.2.4 重金属生态危害风险指数综合评价  52-53  5.3 小结与讨论  53-56全文总结  56-58全文创新点  58-60存在的问题与展望  60-62参考文献  62-72作者简介  72-74攻读学位期间发表的主要学术论文目录  74-76致谢  76

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 土壤肥力（土壤肥沃性）
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