基于可见—近红外反射光谱的典型农田重金属污染风险分类研究     

李全坤  赵万伏  文宇博  郭超  刘连文  季峻峰 《高校地质学报》2022,28(6):799-813

对于人为因素或自然因素造成的农田土壤重金属元素污染,需要进行大面积的土壤环境质量调查和分类管控,然而传统的采样测试方法存在工作量大、代价高等问题。可见—近红外（Vis-NIR）反射光谱是一种快速低成本获取土壤理化信息的手段。为研究Vis-NIR反射光谱预测模型划分土壤重金属污染风险类别的能力,文章以典型人为污染地区（浙江温岭）和典型地质高背景地区（广西横县）的390份农田土壤为样本,测定8种重金属元素（As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn）的含量和pH值,并测定土壤Vis-NIR光谱。使用偏最小二乘（PLS）和支持向量机（SVM）算法建立回归模型,对土壤重金属含量和pH值进行预测,并基于预测值进行土壤重金属污染风险分类。结果显示,温岭土壤主要污染元素Cd和Cu的光谱模型回归预测偏差（RPD）分别为1.23和1.19,预测机制与有机质有关。横县土壤主要污染元素As和Cd的RPD分别为1.98和1.93,预测机制与铁氧化物和粘土矿物有关。地质高背景土壤重金属与铁氧化物的正相关性普遍较强,使得光谱模型对重金属含量预测准确度较高。温岭和横县土壤pH值的光谱模型RPD分别为1.76和1.68。土壤重金属污染风险光谱分类的总体 准确度分别为75.0%~100%（温岭）和80.0%~100％（横县）。将Vis-NIR光谱与遥感技术相结合,对农田土壤重金属污染风险进行快速分类总体是可行的。  相似文献   

黑龙江省讷河市土壤质量与绿色产地适宜性评价     

张哲寰  杨佳佳  宋运红  贺鹏飞 《地质与资源》2022,31(2):183-192

基于东北黑土地1∶250 000土地质量地球化学调查数据,按照《土地质量地球化学评价规范》和《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》,对讷河市土壤养分、土壤环境质量、土壤综合质量及绿色产地适宜性进行评价. 结果显示讷河市土地肥沃,环境清洁,适合于发展绿色农业：1）土壤养分单指标N、P、K、有机质、CaO、MgO、Fe₂O₃、S、B、Zn、Mn、Cu、Mo、Co、Ge、V共16项中,除Cu、Zn为较缺乏和Ge、B缺乏外,其他指标均为丰富和较丰富;土壤养分综合等级以较丰富和中等为主,分布面积分别为3 666.74 km²和2 574.11 km²,占全区面积的56.94%和39.97%. 2）土壤环境质量以一等（无风险）为主,一等区面积6 435.78 km²,占全区面积的99.94%;二等（风险可控）区面积仅4 km²,占0.06%. 3）全区土壤质量综合等级以优质为主,优质土壤面积3 806.06 km²,占全区面积的59.11%;良好级土壤面积2 574.11 km²,占39.97%;中等级土壤面积59.61 km²,占0.92%;没有四等（差等）和五等（劣等）土壤. 4）符合一级绿色食品产地的土壤面积为6 461.5 km²,占全区面积的97.5%;符合二级绿色食品产地的土壤面积为38.1 km²,占全区面积的0.58%;不符合绿色食品产地的土壤面积为65.6 km²,占全区面积的0.99%.  相似文献   

山西大同桑干河流域富锶土壤地球化学特征及资源潜力评价     

刘军帅  郑吉林  蔡艳龙  魏小勇  郭晓宇  王大可  孙靖尧  杨志伟 《地质与资源》2022,31(5):675-683

对山西大同桑干河流域富锶土壤的研究表明, 其表层土壤锶元素含量为108.7×10^-6~413.9×10^-6, 平均值为261.7×10^-6, 是中国土壤A层的1.57倍. 深层土壤锶元素含量为106.2×10^-6~467.0×10^-6, 平均值279.2×10^-6, 是中国土壤C层的1.65倍. 区内表、深层土壤富锶是围岩在地下水的作用下, 锶在水中溶解, 随之迁移并在盆地富集的结果. 区内前寒武纪变质岩中锶的含量最高达1 259×10^-6, 是锶的主要物质来源. 表、深层土壤中锶与Ba、B、Cr、La、Nb、Na、As、Sb、Si等关系密切. 盐碱土是主要的储锶土壤类型. 耕地中锶含量高于其他土地利用类型. 通过富锶土壤资源潜力评价, 圈出富锶土壤面积1 104 km², 占调查区面积的69.87%, 其中适宜开发区面积442 km². 区内具有较好的富锶优质土地资源开发潜力.  相似文献   

东北黑土区黑土层厚度的时空变化     

刘凯  魏明辉  戴慧敏  刘国栋  贾树海  宋运红  梁帅 《地质与资源》2022,31(3):434

黑土层厚度是评价东北黑土区土壤质量的重要参数,但其厚度的空间分布及多年变化情况仍然不够明确.针对东北黑土区第二次土壤普查的61处典型土壤剖面进行了现状实地调查,并对黑土层厚度变化进行了对比分析.结果表明:近40年来,东北黑土区黑土层厚度平均减少了12cm,平均减薄速度为0.32cm/a.四省(区)黑土层减薄厚度具有显著差异,表现为吉林(23.65cm)>辽宁(11.83cm)>内蒙古(10.33cm)>黑龙江(6.83cm).吉林省黑土层减薄厚度和比例最大,生态风险最为严峻.吉林省黑土层厚度变化值与气温升高值呈显著的负相关关系,表明随着气候变暖,土壤有机质下降明显,黑土层的厚度也呈减薄趋势.研究表明,水蚀作用也是黑土层厚度减薄的重要影响因素.未来应加强黑土层厚度判定和黑土层厚度空间制图等方面研究,对指导黑土地保护利用具有重要意义.  相似文献   

尼日利亚巴古多(Bagudo)锰矿地质特征及找矿标志          下载免费PDF全文

梁树旺 《地质找矿论丛》2022,37(4):501-506

尼日利亚的巴古多(Bagudo)锰矿是近年新发现的具有找矿潜力的沉积变质型锰矿床,位于马如—安卡费金铜铁成矿带的西北缘附近。矿区共圈定了3个锰矿区,锰矿体出露于地表,整体呈NW向或近SN向延伸。矿体中的条纹状锰矿石和块状锰矿石均属低磷中铁中品位的氧化锰-硅酸锰混合矿石,且块状锰矿石锰品位低于条纹状锰矿石。目前矿区的勘查深度主要为-50m以上的浅表部分,深部的勘查工作尚未进行。由于锰矿石具弱磁性,故而高精度磁异常的部位具有找锰意义。  相似文献   

高地应力“强度 & 应力”耦合判据及其分级标准     

宫凤强  代金豪  王明洋  黄书岭  徐磊 《工程地质学报》2022,30(6):1893-1913

众多地下工程建设始终处于高地应力环境中,岩体初始应力是地下工程围岩变形破坏的先天条件和主导因素。“高地应力”术语及概念出现和地下工程围岩特殊破坏现象紧密联系,属于工程概念范畴。随着地下工程数量越来越多并逐渐向深部发展,高地应力诱发的围岩破坏现象日益显著,严重影响工程稳定性。现有的高地应力定量分级判据多采用强度应力比值形式,没有充分考虑岩石强度、应力两个指标的绝对值大小和耦合关系。本文在讨论现有分级判据、收集实际工程案例数据以及分析高地应力破坏现象显现过程的基础上,提出了高地应力“强度& 应力”耦合判据及其定量分级标准。高地应力“强度& 应力”耦合判据的表现形式为3条考虑岩石饱和单轴抗压强度R_c以及和初始最大主应力σ₁耦合的边界线,边界线以内的区域为高地应力区、边界线以外的区域为低地应力区。该判据特点是既考虑初始最大主应力、岩石饱和单轴抗压强度的绝对值边界条件,同时也考虑两者耦合区间。研究结果表明:基于二维尺度提出的“强度& 应力”耦合判据,针对86个典型地下工程的高地应力判别结果和工程现场高地应力显现形式完全相符,可以在实际地下工程中推广应用。基于“强度& 应力”耦合判据的高地应力区分级标准能较好地判别围岩破坏现象的剧烈程度,可为工程灾害的预防提供参考。  相似文献   

利用土壤地球化学数据和BP神经网络预测松嫩平原油气资源     

刘凯  朱建新  戴慧敏  刘国栋  许江  宋运红  杜守营 《地质与资源》2022,31(6):784

基于东北地区多目标区域地球化学调查获得的海量土壤地球化学数据,利用BP神经网络模型,在土壤地球化学性质与油气田空间位置之间建立模型,构造最优的油气资源预测模型. 以土壤54项地球化学指标以及XY坐标值共同作为模型输入层,以样本是否在油气田内(1代表油气田内,0代表油气田外)作为模型输出层,基于随机抽取的油气田内和油气田外各500个土壤样本数据进行模型训练. 结果显示,多次训练后识别准确率保持在90%左右,说明该模型分类效果较好,可用于油气资源预测. 利用该模型获得了松嫩平原11 291个土壤样本的含油气概率,并绘制了油气资源预测图. 研究表明,神经网络对于解决复杂的非线性地质问题可以发挥重要作用.  相似文献   

基于土地整治的复垦耕地生态质量研究     

陈敏 《上海国土资源》2022,(2):46-51

土地整治是增加耕地面积、推动农业发展的重要措施,是我国生态文明建设的基石。为了解土地整治后耕地土壤的环境生态质量,本研究以上海市某市级土地整治区域为研究对象,通过测定土壤基本理化性质、土壤肥力、土壤酶活性和土壤动物多样性相关指标,对比研究了经土地整治后的两处典型新增耕地(XZ1、XZ2)与质量建设耕地(ZL)土壤的理化指标和生物多样性等生态质量的变化。结果表明:XZ2的土壤有机质含量与阳离子交换量(CEC)显著高于ZL(P<0.05),XZ2地块的土壤全氮含量比ZL高20.21%,新增耕地全钾(TK)含量低于质量建设耕地;XZ2耕地的中性磷酸酶(NP)、蔗糖酶(SC)、脲酶(UE)活性以及土壤动物优势度高于ZL地块。相关性分析表明,蜱螨目动物有利于土壤氮磷矿化和阳离子交换量(CEC)的提高,新增耕地土壤的动物的丰富度较高但多样性较低,客土土源直接影响土地整治后土壤的理化性质和肥力,且根据耕地的利用需求采用不同土源,在达到耕地土壤生态质量提高的前提下保证客土土壤的合理化利用。本研究为后期生态土地整治项目的实施提供理论参考。  相似文献   

山东省沂南县东部土壤重金属生态健康风险评价          下载免费PDF全文

刘同  刘传朋  邓俊  康鹏宇  王凯凯  赵玉岩 《中国地质》2022,49(5):1497-1508

【研究目的】 山东是中国矿业与农业发达省份、沂南县东部堪称其代表。掌握当地土壤重金属污染及对生态健康风险的影响对生态环境保护有重要意义。【研究方法】 系统调查分析表层土壤样品4779件,获取Hg、Cd、Cr、Ni、As、Cu、Pb、Zn等元素分布最新数据,并用地累积指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评估模型等评价研究了生态健康风险及相关问题。【研究结果】 （1）上述重金属均量与临沂市土壤背景值大致相当,仅Hg略偏高且变异系数最大,指示当地土壤Hg受人类活动影响明显。与国家农用地土壤污染风险筛选值相比,Cu、Cr、Ni是相对主要超标元素,As、Cd、Cu、Pb超标倍数大,它们均可能会产生生态健康危害;（2）据地累积指数平均值,该区土壤总体无污染,据单样值,Hg、Cu污染最突出,其他6元素污染较轻;（3）生态风险方面,Hg、Cd是主要生态风险元素,As、Cu次之。高生态风险区为铜井镇南东部、界湖镇西北金场附近以及县城西部主城区3个片区;（4）人体健康风险方面,重金属对成人不具有非致癌风险和致癌风险,极个别地区对儿童具有非致癌风险和致癌风险,Cr、As是主要非致癌风险元素,As致癌风险最大。【结论】 沂南县东部土壤质量总体较好,铜井镇南东部、界湖镇西北金场附近以及县城西部主城区3个片区为高生态风险区,Hg、Cr、As为主要生态健康风险元素。  相似文献   

内蒙古新巴尔虎右旗土壤重金属生态风险与来源分析          下载免费PDF全文

杨玲  田磊  白光宇  裴圣良  张德强 《中国地质》2022,49(6):1970-1983

【研究目的】新巴尔虎右旗地处呼伦贝尔草原深处,矿业活动频繁。了解该地区土壤中重金属来源以及生态风险是评估区域环境影响前提。【研究方法】本文系统采集了矿石、基岩及土壤样品共221件,测试并分析了Cd、Cr、As、Hg、Ni、Pb、Zn等7种重金属元素的含量。利用地积累指数法和潜在生态风险指数法评价了重金属的污染程度和生态风险,并综合运用相关分析、主成分分析法判断了土壤重金属的来源。【研究结果】研究表明,新巴尔虎右旗土壤重金属污染以轻度为主,Cd、Ni、As、Cr、Pb元素均存在一定程度的污染,污染区域集中于甲查矿区、准乌兰诺尔、呼伦湖西北岸以及克鲁伦河中游。Cr、Ni、Hg主要受人类活动影响;Cd、Zn、Pb受到自然因素与人类活动共同影响,As主要受自然因素影响。【结论】总体来看,本区生态风险整体较低,以Cd对生态风险的贡献最为突出,在本区土壤质量监测中应受到重视。  相似文献