農(nóng)業(yè)用地土壤重金屬綜合評(píng)價(jià)方法

王圣偉，劉 剛，馮 娟，張?zhí)祢?/p>

(1.西北師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅蘭州730070;2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代精細(xì)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)集成研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100083)

農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境的污染狀況日益加重，尤其是重金屬污染已經(jīng)影響到日常農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，對(duì)人民生活和健康會(huì)造成不可預(yù)計(jì)的嚴(yán)重影響.因此對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境，尤其是土壤重金屬的適宜性評(píng)價(jià)就顯得更為重要.

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于土壤環(huán)境的評(píng)價(jià)尚未制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，采用的評(píng)價(jià)過(guò)程和評(píng)價(jià)方法各種各樣.在評(píng)價(jià)方法上單因子指數(shù)法［1-2］、綜合因子指數(shù)法［3-4］、回歸過(guò)量分析［5］、人工智能［6］、灰色系統(tǒng)［7］、模糊數(shù)學(xué)［8］等方法都有應(yīng)用.

土壤環(huán)境的污染評(píng)價(jià)應(yīng)該包括人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)2個(gè)方面［9］.目前在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方面主要是針對(duì)湖泊、河流等水域底泥重金屬進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［10-11］，而有關(guān)農(nóng)田土壤重金屬污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究報(bào)道相對(duì)較少.土壤健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是近幾年應(yīng)用較多的一種土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法［12-14］.健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的內(nèi)容主要包括估算污染物進(jìn)入人體的數(shù)量、評(píng)估下限劑量與負(fù)面健康效應(yīng)相互間的關(guān)系.

在污染物遷移過(guò)程引發(fā)的與人類(lèi)接觸的14條基本途徑中，其中只有污染物-土壤-植物-人類(lèi)這個(gè)遷移途徑具有最普遍和最大量接觸的意義［15］.同時(shí)WHO在編制“飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”時(shí)，大多數(shù)污染物的攝取分?jǐn)?shù)在20%以下，而餐桌食物攝取的污染物接觸比飲用水普遍，一般估計(jì)占50%以上［16］，說(shuō)明農(nóng)產(chǎn)品在人體攝取重金屬方面占主要比重.因此從生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)和人體健康風(fēng)險(xiǎn)角度評(píng)價(jià)土壤重金屬污染危害對(duì)于產(chǎn)地環(huán)境的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義.

文中采用模糊綜合決策評(píng)價(jià)方法，建立重金屬指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)體系，利用多指標(biāo)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)集修正，建立隸屬度函數(shù)和模糊矩陣，并通過(guò)設(shè)定的重金屬污染標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建綜合權(quán)重向量.綜合權(quán)重向量的構(gòu)建參考Hankason毒性響應(yīng)系數(shù)和FAO/WHO制定的日常人體重金屬攝入量標(biāo)準(zhǔn).以濱州市濱城區(qū)農(nóng)業(yè)示范區(qū)域?yàn)檠芯繉?duì)象，以濱州市國(guó)土資源局提供的農(nóng)田土地自然分等數(shù)據(jù)給出的47個(gè)農(nóng)田生態(tài)區(qū)域圖斑為采樣對(duì)象，進(jìn)行農(nóng)業(yè)用地環(huán)境土壤重金屬綜合評(píng)價(jià).

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

濱城區(qū)，位于華北平原，黃河下游.全區(qū)平均氣溫13.7℃，極端最高氣溫38.2℃，極端最低氣溫-17.8℃.年平均降水量 537.2 mm，平均日照2 526.9 h.地處東經(jīng) 117°47'～118°09'，北緯 37°13'～37°36'.地勢(shì)西南高東北低，西南部海拔14.7 m，東北部海拔6.5 ～7.0 m，大部分海拔 11.0 m 左右，以 1/7 000的比降傾斜.東西最大橫距33 km，南北最大縱距44 km，總面積1 040.06 km2.有地上河黃河和地內(nèi)河徒駭河自西南向東北流經(jīng)全境.土壤主要為潮土和鹽土，表層土壤質(zhì)地:沙壤占7.9%，輕壤占56.7%，中壤占26.9%，重壤占8.2%，黏土占0.3%.黃河沖積物是唯一成土母質(zhì)的基礎(chǔ)物質(zhì)，部分區(qū)域土壤存在鹽漬化.

1.2 采樣處理與分析

區(qū)域采樣使用手持式GPS精確定位裝置輔助定位和記錄采樣位置.樣點(diǎn)采樣方式按照濱州國(guó)土資源局提供的土地分等47塊圖斑區(qū)域進(jìn)行周邊混合采集(圖1)，在各分等地塊中心為采樣基準(zhǔn)點(diǎn)，在地塊周邊100 m范圍內(nèi)采集0～20 cm的耕層土壤，四分法混合后作為該區(qū)域的混合樣本.圖1中標(biāo)號(hào)為圖斑編號(hào).土樣經(jīng)過(guò)風(fēng)干、磨碎及過(guò)篩后，按國(guó)家GB/T 15337—2008標(biāo)準(zhǔn)通則進(jìn)行有關(guān)土壤重金屬的含量檢測(cè).其中As和Hg采用的是氫化物原子熒光法測(cè)定，Pb和Cd采用的是石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定，Cr和Cu采用的是火焰原子吸收光譜法測(cè)定.

圖1 研究區(qū)域分等采樣圖

1.3 土壤綜合評(píng)價(jià)方法

1.3.1 評(píng)價(jià)方法

目前關(guān)于土壤重金屬污染綜合評(píng)價(jià)的方法較多，而模糊綜合決策法自Zadeh提出以來(lái)，作為有機(jī)結(jié)合定性、定量分析的評(píng)價(jià)方法得到了較充分的發(fā)展［17］，而且在土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)中其分辨率明顯高于其他評(píng)價(jià)方法［18］.

文中采用模糊綜合決策法確定評(píng)價(jià)模型的論域以及模型要素.評(píng)價(jià)方法步驟如下:

1)確定評(píng)價(jià)模型的論域以及模型要素

定義1 設(shè)定因素集 U={x1，x2，…，xi，…，xn}，其中xi為n種地塊重金屬屬性因素.其中各因素的綜合生態(tài)健康危害權(quán)重向量為 A=(a1，a2，…，an).決策集 V={v1，v2，…，vj，…，vm}，其中vj為綜合評(píng)判的等級(jí).

根據(jù)對(duì)應(yīng)地區(qū)的土壤類(lèi)型和土壤背景值，以及臨界值和相關(guān)污染指數(shù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，制定對(duì)應(yīng)的模糊綜合評(píng)價(jià)決策集.

2)模糊關(guān)系及隸屬度矩陣

3)綜合評(píng)判結(jié)果

定義3n項(xiàng)重金屬系數(shù)等級(jí)定義為f1，f2，…，fn，相應(yīng)的重金屬毒性系數(shù)作為綜合評(píng)價(jià)的權(quán)重因子向量A=(a1，a2，…，an).對(duì)系數(shù)等級(jí)做權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)歸一化，約束條件為.有

由綜合權(quán)重向量A和單因子模糊矩陣R做綜合評(píng)判，利用加權(quán)平均模型M(·，+)對(duì)所有因素依權(quán)重大小均衡兼顧，適用于考慮各種因素起作用的情況.可得綜合評(píng)判:B=A·R，即B為多指標(biāo)綜合評(píng)判結(jié)果，B=(b1，b2，…，bn)，為向量集合.其中

1.3.2 評(píng)價(jià)因子與標(biāo)準(zhǔn)的確定

選取對(duì)環(huán)境和人體健康危害嚴(yán)重的重金屬Pb，Hg，Cd，Cu，Cr，Zn 以及類(lèi)重金屬 As作為評(píng)價(jià)因素集中的評(píng)價(jià)因子［19］.根據(jù)山東地區(qū)的土壤類(lèi)型和土壤背景值［20］，以及 GB 15618—1995標(biāo)準(zhǔn)中的土壤重金屬臨界值和GB/T 18407.1—2001《農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，參照文獻(xiàn)［21］的土壤環(huán)境質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定方法，結(jié)合研究區(qū)土壤背景值和山東土壤類(lèi)型中各重金屬元素的臨界值，將土壤環(huán)境質(zhì)量分為5個(gè)級(jí)別:1級(jí)(未污染級(jí))、2級(jí)(輕污染級(jí))、3級(jí)(中污染級(jí))、4級(jí)(重污染級(jí))和5級(jí)(嚴(yán)重污染級(jí)).制定對(duì)應(yīng)的多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)決策集V，具體標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1.

表1 土壤重金屬綜合污染標(biāo)準(zhǔn)等級(jí) mg·kg-1

其中1級(jí)采用山東膠州土壤背景值，4級(jí)為我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618—1995)中的2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中農(nóng)作物由于人類(lèi)食用的關(guān)系，還特別考慮了農(nóng)產(chǎn)品安全質(zhì)量、無(wú)公害蔬菜產(chǎn)地環(huán)境要求(GB/T 18407.1—2001)以及在我國(guó)大部分地區(qū)兒童血鉛含量允許水平上限為15 μg·(100 mL)-1，則相應(yīng)的土壤鉛水平應(yīng)小于 100 mg·kg-1［22］等因素.2，3，5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分別定為臨界值的0.3，0.7和2.0倍數(shù)值.

1.3.3 隸屬度及模糊關(guān)系矩陣的建立

進(jìn)行隸屬度運(yùn)算，需要確定隸屬度函數(shù)，設(shè)定土壤環(huán)境綜合評(píng)價(jià)等級(jí)為m個(gè)等級(jí).根據(jù)單因子污染指標(biāo)定義，分別采用升半梯形和降半梯形分布表述不同級(jí)別的隸屬度函數(shù).則

1級(jí)隸屬度:降半梯形分布

2～(m-1)級(jí)隸屬度:升降半梯形分布

m級(jí)隸屬度:降半梯形分布

其中:xi表示第i種元素地塊代表屬性值;sij表示第i種元素的第j級(jí)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn).

1.3.4 綜合權(quán)重向量的確定

由綜合權(quán)重向量A表達(dá)對(duì)單因子隸屬度矩陣R的綜合評(píng)判，綜合權(quán)重的考慮和表達(dá)需要合理反映各類(lèi)重金屬對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境的污染以及對(duì)人群的危害程度.

文獻(xiàn)［23］采用相關(guān)系數(shù)法確定評(píng)價(jià)因子的權(quán)重，即將單項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)平均值占所有指標(biāo)相關(guān)系數(shù)平均值總和的比例，作為該項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，使得結(jié)果更為客觀.雖然擺脫了人為因素對(duì)權(quán)重確立的影響，但對(duì)于樣本數(shù)據(jù)特性具有依賴(lài)性，不具有廣泛性［24］.文中力圖從地球物理學(xué)地質(zhì)豐度和人體健康的角度較全面地從廣域數(shù)據(jù)確定危害權(quán)重.

文獻(xiàn)［25］提出從“元素豐度原則”和“元素釋放效應(yīng)”的角度討論此問(wèn)題，即某一重金屬的潛在毒性與其地殼元素豐度成反比，并且與元素釋放度成正比.重金屬毒性水平大小順序?yàn)镠g，Cd，As，Pb和Cu相等，Cr，Zn.對(duì)毒性系數(shù)作范圍處理后定值:Hg為40，Cd 為30，As為 10，Pb，Cu 為 5，Ni，Cr為 2，Zn 為1.潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)可以定量評(píng)價(jià)單一元素的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，也可以評(píng)價(jià)多個(gè)元素的總體風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)［24-26］.

根據(jù)生物生產(chǎn)指數(shù)確定重金屬的生物毒性響應(yīng)系數(shù)，其反映了重金屬的毒性強(qiáng)度及水體對(duì)重金屬的敏感程度［27］.此數(shù)值對(duì)于土壤環(huán)境而言不能直接引用，需要修正［28］.參照文獻(xiàn)［28］的方法進(jìn)行修正得到表2的生態(tài)毒性系數(shù)feco.

表2 修正潛在生態(tài)毒性系數(shù)過(guò)程及對(duì)應(yīng)值

參照文獻(xiàn)［29］方法列出火成巖、土壤、陸生動(dòng)物、陸生植物的中各重金屬的豐度含量，將其歸一化，然后將其在去除最大值后累加，對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果開(kāi)方，去除小數(shù)，最終得到元素的毒性響應(yīng)因子，見(jiàn)表2.其中對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果開(kāi)方主要是控制毒性響應(yīng)因子的量度范圍.

土壤重金屬遷移環(huán)節(jié)末端目標(biāo)是人體，因此對(duì)農(nóng)用地綜合評(píng)價(jià)權(quán)重應(yīng)當(dāng)考慮到重金屬對(duì)人體毒理危害的因素.重金屬對(duì)于人體的危害程度相較于潛在生態(tài)危害有所不同，林麗欽［30］根據(jù)FAO/WHO在1972年到2005年間推薦的各物質(zhì)人體每日允許攝入量和USEPA提供的有毒有害污染物人類(lèi)日接觸參考劑量，推導(dǎo)出人體安全重金屬相對(duì)毒性系數(shù)fhea:Zn 為1，Pb為15，Cd 為30，Cu為3，Cr，Hg為40，As為20.

結(jié)合feco和fhea的系數(shù)做歸一化綜合系數(shù)為

考慮到重金屬生態(tài)污染毒性和對(duì)人體健康的危害毒性程度，得到重金屬產(chǎn)地環(huán)境綜合系數(shù)Fcob.分別取整:Zn 為1，Pb為3，Cd為5，Cu為 2，Cr為 3，Hg為6，As為4.建立相應(yīng)的重金屬毒性系數(shù)作為綜合評(píng)價(jià)的權(quán)重因子向量 A=(a1，a2，…，an).做權(quán)重標(biāo)準(zhǔn)歸一化:

1.4 農(nóng)用地分等方法

農(nóng)用地分等規(guī)程TD/T1004—2003按照農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)法(AEZ，agricultural ecology zone)以生態(tài)區(qū)為基本空間單元對(duì)農(nóng)用地進(jìn)行評(píng)價(jià)，來(lái)揭示各農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)即評(píng)價(jià)單元的土地生產(chǎn)潛力和土地質(zhì)量，表示為農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù):

式中:Wij為第i個(gè)分等單元中第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù);αtj為第j種作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù);CLij為第i個(gè)分等單元內(nèi)第j種指定作物的農(nóng)用地自然質(zhì)量分;βj為第j種作物的產(chǎn)量比系數(shù).土層厚度、土壤質(zhì)地、剖面構(gòu)型、鹽分含量、pH等土壤因素決定著農(nóng)用地自然質(zhì)量分.山東地區(qū)冬小麥-夏玉米一年兩熟制的耕作方式占絕大多數(shù)，故ri為rij的累加.按照農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)的分布情況，根據(jù)間距劃分農(nóng)用地自然質(zhì)量等級(jí)，即農(nóng)田土地自然分等級(jí).山東地區(qū)共劃分了18個(gè)自然質(zhì)量等級(jí)［31］，濱城區(qū)主要為11，12，13 這3 個(gè)等級(jí).

2 結(jié)果與評(píng)價(jià)分析

2.1 方法有效性驗(yàn)證

為驗(yàn)證評(píng)價(jià)方法的有效性，采用生態(tài)健康綜合方法結(jié)合文獻(xiàn)［32］中提供的10組數(shù)據(jù)與其他評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)照，結(jié)果見(jiàn)表3，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4.

表3 各評(píng)價(jià)方法結(jié)果對(duì)比

表4 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果

評(píng)價(jià)等級(jí)與其他評(píng)價(jià)方法結(jié)果趨勢(shì)上呈現(xiàn)共性，表明此方法是有效的.分析綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的分布，由表4看出，樣點(diǎn)3和樣點(diǎn)9分別占3級(jí)污染和2級(jí)污染的重金屬權(quán)重貢獻(xiàn)比例為47.49%和50.86%，對(duì)應(yīng)綜合評(píng)價(jià)的結(jié)果分別是3級(jí)和2級(jí).這表明本方法的綜合評(píng)價(jià)充分考慮元素對(duì)結(jié)果的權(quán)重貢獻(xiàn)，數(shù)值分布較為全面.對(duì)照其他評(píng)價(jià)方法，本方法分級(jí)明確且分辨度和敏感性較高.

2.2 綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分析

對(duì)濱州地區(qū)的47個(gè)樣品測(cè)試結(jié)果進(jìn)行基本數(shù)理統(tǒng)計(jì)，得到統(tǒng)計(jì)特征見(jiàn)表5.其中Hg的數(shù)據(jù)滿足對(duì)數(shù)正態(tài)分布，其余均滿足正態(tài)分布，這與文獻(xiàn)［33］統(tǒng)計(jì)描述具有相符的特征.變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差反映取樣樣本的變異程度，根據(jù)土壤參數(shù)的變異系數(shù)將土壤參數(shù)分成強(qiáng)變異，中變異和弱變異3類(lèi)，強(qiáng)變異參數(shù)的變異系數(shù)大于100%，中變異參數(shù)的變異系數(shù)在10% ～100%，而弱變異參數(shù)的變異系數(shù)小于10%.

表5 土壤采樣各項(xiàng)重金屬數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計(jì)特征

從表5中可以看到測(cè)試土壤樣品中重金屬除Hg以外各項(xiàng)重金屬特性的變異系數(shù)在17.7% ～38.1%，變異程度屬于中變異，依次為 Pb，Cd，Cu，Cr，Zn，As.Hg變異系數(shù)存在重變異程度的統(tǒng)計(jì)特征.

采用文中綜合評(píng)價(jià)決策方法對(duì)濱城區(qū)按照農(nóng)用土地分等定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)制定的47個(gè)土地等級(jí)圖斑采樣樣本進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果趨勢(shì)見(jiàn)圖2.

圖2 分等圖斑和重金屬評(píng)價(jià)等級(jí)趨勢(shì)對(duì)比

濱城區(qū)47個(gè)土地分等圖斑按照農(nóng)用地自然分等有11，12，13共3個(gè)級(jí)別，級(jí)別越高說(shuō)明土地自然生產(chǎn)條件越好，產(chǎn)量和土壤肥力較好.從趨勢(shì)圖中可以看出隨著土地分等質(zhì)量的提高，2級(jí)污染區(qū)域圖斑數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，1級(jí)未污染區(qū)域數(shù)量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，表現(xiàn)出土地分等質(zhì)量與土壤重金屬未污染的正比效應(yīng).綜合評(píng)價(jià)結(jié)果1級(jí)未污染等級(jí)圖斑地塊有33個(gè)，2級(jí)輕污染等級(jí)地塊14個(gè)，農(nóng)田土地自然分等與重金屬綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖3.

圖3 土地分等單元和重金屬評(píng)價(jià)等級(jí)對(duì)比圖

重金屬2級(jí)污染等級(jí)隨著土地分等級(jí)別的升高，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，意味著土地質(zhì)量越高，土地重金屬未超標(biāo)程度越好.這說(shuō)明土地分等指標(biāo)因素以及產(chǎn)量比和重金屬水平具有一定聯(lián)系，受到一定程度重金屬污染的土地占總數(shù)的29.8%，面積比例為32.1%.11級(jí)分等土地圖斑為8個(gè)，其中2級(jí)綜合評(píng)價(jià)等級(jí)圖斑有5個(gè)，占此等級(jí)總數(shù)的62.5%;12級(jí)分等土地圖斑為25個(gè)，其中2級(jí)綜合評(píng)價(jià)等級(jí)圖斑共有9個(gè)，占總數(shù)的36%;13級(jí)分等土地圖斑共有14個(gè)，均為1級(jí)綜合評(píng)價(jià)等級(jí).

從圖3中可以看出土地分等圖斑單元等級(jí)較低的單元存在污染現(xiàn)象較多，這與土地分等質(zhì)量依據(jù)產(chǎn)量、土壤肥力和日照等有聯(lián)系.土壤重金屬的含量高低能影響作物產(chǎn)量［22］，同時(shí)和土壤水分含量以及土壤pH值，陽(yáng)離子交換量［20］等土壤特性變化有著關(guān)聯(lián).因此農(nóng)用地自然分等與土壤重金屬污染級(jí)別有著一定的聯(lián)系.研究區(qū)域地塊基本符合上述情況.在此區(qū)域的2級(jí)污染等級(jí)區(qū)域地塊附近存在一定數(shù)量的化工廠和農(nóng)藥廠，通過(guò)粉塵和污水排放造成此區(qū)域的主要污染源.在東中部區(qū)域面積較大等級(jí)為11的分等區(qū)域圖斑由于存在一個(gè)較大型的水庫(kù)湖泊，水分蒸騰和地下滲流沖刷影響小區(qū)域氣候，從而此區(qū)域地塊重金屬綜合評(píng)價(jià)等級(jí)能夠達(dá)到1級(jí)水平.值得注意的是，在河流緩沖區(qū)域地帶，農(nóng)用地的重金屬綜合評(píng)價(jià)等級(jí)也屬于較好水平.

3 結(jié)論

1)采用模糊綜合評(píng)價(jià)加權(quán)模型，提出重金屬地質(zhì)生態(tài)毒性與健康生物毒性相結(jié)合的權(quán)重因子指標(biāo)，并對(duì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)加以修正，針對(duì)山東濱州地區(qū)棕壤土質(zhì)進(jìn)行農(nóng)用地重金屬綜合評(píng)價(jià).同時(shí)利用文獻(xiàn)對(duì)照數(shù)據(jù)對(duì)模型方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證，具有較好的分辨度和靈敏性，適用于農(nóng)業(yè)重金屬土地評(píng)價(jià).

2)結(jié)合農(nóng)用地自然土地分類(lèi)圖斑與重金屬綜合評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行了對(duì)比，分析得出土地自然分類(lèi)等級(jí)與重金屬污染程度在排除周邊特殊人為環(huán)境改變的情況下，具有一定的正比效應(yīng).

3)在具有一定周邊工業(yè)的環(huán)境中，農(nóng)業(yè)用地會(huì)遭到一定程度的污染，并具有連片擴(kuò)散效應(yīng)，同時(shí)水庫(kù)等小區(qū)域氣候也會(huì)對(duì)農(nóng)田環(huán)境造成影響.研究區(qū)域地勢(shì)西高東低，并有一定的河流沖刷作用，對(duì)于河流地下徑流和滲透作用帶給區(qū)域農(nóng)田的重金屬變化情況仍需進(jìn)一步的研究.

References)

［1］王紀(jì)華，沈 濤，陸安祥，等.田塊尺度上土壤重金屬污染地統(tǒng)計(jì)分析及評(píng)價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(11):226-229.Wang Jihua，Shen Tao，Lu Anxiang，et al.Geo-statistical analysis and evaluation of soil heavy metal pollution on a field scale ［J］.Transactions of the CSAE，2008，24(11):226-229.(in Chinese)

［2］李曉秀，陸安祥，王紀(jì)華，等.北京地區(qū)基本農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量分析與評(píng)價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2006，22(2):60-63.Li Xiaoxiu，Lu Anxiang，Wang Jihua，et al.Analysis and assessment of soil environmental quality of some farm lands in Beijing［J］.Transactions of the CSAE，2006，22(2):60-63.(in Chinese)

［3］郭朝暉，肖細(xì)元，陳同斌，等.湘江中下游農(nóng)田土壤和蔬菜的重金屬污染［J］.地理學(xué)報(bào)，2008，63(1):3-11.Guo Zhaohui， Xiao Xiyuan， Chen Tongbin， et al.Heavy metal pollution of soils and vegetables from midstream and downstream of Xiangjiang River［J］.Acta Geographica Sinica，2008，63(1):3-11.(in Chinese)

［4］周腳根，趙春江，王紀(jì)華，等.基于局部離群指數(shù)的土壤重金屬污染評(píng)價(jià)方法［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(S1):279-284.Zhou Jiaogen，Zhao Chunjiang，Wang Jihua，et al.Local outlier index-based method to evaluate soil metal contamination［J］.Transactions of the CSAE，2010，26(S1):279-284.(in Chinese)

［5］賈振邦，于澎濤.應(yīng)用回歸過(guò)量分析法評(píng)價(jià)太子河沉積物中重金屬污染的研究［J］.北京大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，1995，31(4):451-459.Jia Zhenbang，Yu Pengtao.Using excess after regression analysis(ERA)method to evaluate heavy metal pollution in the Taizi River of Benxi city［J］.Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis，1995，31(4):451-459.(in Chinese)

［6］王 芬，彭國(guó)照，蔣錦剛，等.基于雙層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與GIS可視化的土壤重金屬污染評(píng)價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(4):162-168.Wang Fen，Peng Guozhao，Jiang Jingang，et al.Pollution assessment of heavy metals based on double-layer BPNN and GIS visualization［J］.Transactions of the CSAE，2010，26(4):162-168.(in Chinese)

［7］劉 玥，薛喜成，何 勇.灰色關(guān)聯(lián)分析法在土壤重金屬污染評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.安全與環(huán)境工程，2009，16(1):15-17.Liu Yue，Xue Xicheng，He Yong.Application of gray correlation analysis to the evaluation of heavy metal pollution of soil［J］.Safety and Environmental Engineering，2009，16(1):15-17.(in Chinese)

［8］朱 青，周生路，孫兆金，等.兩種模糊數(shù)學(xué)模型在土壤重金屬綜合污染評(píng)價(jià)中的應(yīng)用與比較［J］.環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2004，123(30):53-57.Zhu Qing，Zhou Shenglu，Sun Zhaojin，et al.Application and comparison of two fuzzy mathematical models used in the evaluation of soil heavy metals'comprehensive pollution ［J］.Environmental Protection Science，2004，123(30):53-57.(in Chinese)

［9］姜菲菲，孫丹峰，李 紅，等.北京市農(nóng)業(yè)土壤重金屬污染環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(8):330-337.Jiang Feifei，Sun Danfeng，Li Hong，et al.Risk grade assessment for farmland pollution of heavy metals in Beijing［J］.Transactions of the CSAE，2011，27(8):330-337.(in Chinese)

［10］李蓮芳，曾希柏，李國(guó)學(xué)，等.北京市溫榆河沉積物的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27(2):289-297.Li Lianfang，Zeng Xibo，Li Guoxue，et al.Heavy pollution of Wenyu River sediment and its risk assessment［J］.Acta Scientiae Circumstantiae，2007，27(2):289-297.(in Chinese)

［11］趙秀蘭，盧吉文，陳萍麗，等.重慶市城市污泥中的重金屬及其農(nóng)用環(huán)境容量［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(11):188-192.Zhao Xiulan，Lu Jiwen，Chen Pingli，et al.Content，speciation of heavy metal in sewage sludge and its environmental capacity for agricultural use in Chongqing［J］.Transactions of the CSAE，2008，24(11):188-192.(in Chinese)

［12］李 靜，俞天明，周 潔，等.鉛鋅礦區(qū)及周邊土壤鉛、鋅、鎘、銅的污染健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境科學(xué)，2008，29(8):2327-2330.Li Jing，Yu Tianming，Zhou Jie，et al.Assessment of health risk for mined soils based on critical thresholds for lead，zinc，cadmium and copper［J］.Environmental Science，2008，29(8):2327-2330.(in Chinese)

［13］李 劍，馬建華，宋 博.鄭汴路路旁土壤-小麥系統(tǒng)重金屬積累及其健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，33(3):624-628.Li Jian，Ma Jianhua，Song Bo.Heavy metal accumulation and health risk assessment in the roadside soil-wheat system along Zhengzhou-Kaifeng high-way，China［J］.Chinese Journal of Plant Ecology，2009，33(3):624-628.(in Chinese)

［14］黃 勇，楊忠芳，張連志，等.基于重金屬的區(qū)域健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)—以成都經(jīng)濟(jì)區(qū)為例［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2008，22(6):990-997.Huang Yong，Yang Zhongfang，Zhang Lianzhi，et al.Regional health risk assessment on heavy metals in Chengdu economic region ［J］.Geoscience，2008，22(6):990-997.(in Chinese)

［15］潘根興，Andrew C Chang，Albert L Page.土壤 -作物污染物遷移分配與食物安全的評(píng)價(jià)模型及其應(yīng)用［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2002，13(7):854-858.Pan Genxing，Andrew C Chang，Albert L Page.Modeling transfer and partitioning of potentially toxic pollutants in soil crop system for human food security ［J］.Chinese Journal of Applied Ecology，2002，13(7):854-858.(in Chinese)

［16］Dudka S，Miller W P.Accumulation of potentially toxic elements in plants and their transfer to human food chain［J］.Journal of Environment Science and Health，1999，34(4):681-708.

［17］張 暉，嚴(yán)新平，高 巖，等.基于模糊評(píng)價(jià)的安全感知與車(chē)速相關(guān)性分析［J］.江蘇大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，32(5):511-515.Zhang Hui，Yan Xinping，Gao Yan，et al.Relationship between driver safety cognition and vehicle speed based on fuzzy comprehensive evaluation ［J］.Journal ofJiangsu University:Natural Science Edition，2011，32(5):511-515.(in Chinese)

［18］Onkal-Engin G，Demir I，Hiz H.Assessment of urban air quality using fuzzy synthetic evaluation［J］.Atmospheric Environment，2004，38(23):3809-3815.

［19］高懷友，劉鳳枝，趙玉杰.中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)中存在的問(wèn)題與對(duì)策研究［J］.生態(tài)環(huán)境，2004，13(4):691-693，701.Gao Huaiyou，Liu Fengzhi，Zhao Yujie.The status and related countermeasures research of the environmental standards for the agricultural producing areas in China［J］.Ecology and Environment，2004，13(4):691-693，701.(in Chinese)

［20］夏家祺.土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)詳解［M］.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1996.

［21］葉嗣宗，羅海林.土壤環(huán)境質(zhì)量分級(jí)評(píng)價(jià)［J］.上海環(huán)境科學(xué)，1992，11(6):39-40.Ye Sizong，Luo Hailin.Classification for environmental quality assessment of soil［J］.Shanghai Environmental Sciences，1992，11(6):39-40.(in Chinese)

［22］何忠俊，梁社往，洪常青，等.土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究現(xiàn)狀及展望［J］.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，19(6):700-704.He Zhongjun，Liang Shewang，Hong Changqing，et al.Advance in the research on soil environmental quality standard in China and its prospect［J］.Journal of Yunnan Agricultural University，2004，19(6):700-704.(in Chinese)

［23］張汪壽，李曉秀，黃文江，等.不同土地利用條件下土壤質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(12):311-318.Zhang Wangshou，Li Xiaoxiu，Huang Wenjiang，et al.Comprehensive assessment methodology of soil quality under different land use conditions［J］.Transactions of the CSAE，2010，26(12):311-318.(in Chinese)

［24］崔邢濤，欒文樓，郭海全，等.石家莊城市土壤重金屬污染及潛在生態(tài)危害評(píng)價(jià)［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2011，25(1):169-175.Cui Xingtao，Luan Wenlou，Guo Haiquan，et al.Assessment of the heavy metal pollution and the potential ecological hazard in urban soil of Shijiazhuang city［J］.Geoscience，2011，25(1):169-175.(in Chinese)

［25］Hakanson L.An ecological risk index for aquatic pollution control-A sedimentological approach［J］.Water Environ，1980，14(8):975-1001.

［26］樊文華，白中科，李慧峰，等.復(fù)墾土壤重金屬污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011，27(1):348-354.Fan Wenhua，Bai Zhongke，Li Huifeng，et al.Potential ecological risk assessment of heavy metals in reclaimed soils［J］.Transactions of the CSAE，2011，27(1):348-354.(in Chinese)

［27］陳靜生，王 忠，劉玉機(jī).水體金屬污染潛在危害:應(yīng)用沉積學(xué)方法評(píng)價(jià)［J］.環(huán)境科技，1989，9(1):16-25.Chen Jingsheng，Wang Zhong，Liu Yuji.Potential risk of heavy metal pollution in water:assessment by sedimentology measure［J］.Environmental Science and Technology，1989，9(1):16-25.(in Chinese)

［28］侯佳渝.漢源唐家鉛鋅礦周邊農(nóng)田土壤重金屬元素的環(huán)境地球化學(xué)研究與環(huán)境評(píng)價(jià)［D］.成都:成都理工大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，2006.

［29］李澤琴，侯佳渝，王獎(jiǎng)?wù)?礦山環(huán)境土壤重金屬污染潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型探討［J］.地球科學(xué)進(jìn)展，2008，23(5):509-516.Li Zeqin，Hou Jiayu，Wang Jiangzhen.Potential ecological risk assessment model for heavy metal contamination of agricultural soils in mining areas［J］.Advances in Earth Science，2008，23(5):509-516.(in Chinese)

［30］林麗欽.應(yīng)用毒理學(xué)安全評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)推算重金屬毒性系數(shù)的探討［C］∥2009重金屬污染監(jiān)測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及修復(fù)技術(shù)高級(jí)研討會(huì)論文集，2009:57-60.

［31］張慶坤.中國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定(山東卷)［M］.北京:中國(guó)大地出版社，2010.

［32］彭再德.模糊綜合評(píng)判法在區(qū)域土壤環(huán)境重金屬污染評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］.化工環(huán)保，1993，13(4):235-238.Peng Zaide.Fuzzy comprehensive method apply in environment pollution evaluation of regional soil heavy metal［J］.Environmental Protection of Chemical Industry，1993，13(4):235-238.

［33］樊 燕，劉洪斌，武 偉.土壤重金屬污染現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及其合理采樣數(shù)的研究［J］.土壤通報(bào)，2008，39(2):369-374.Fan Yan，Liu Hongbin，Wu Wei.Evaluation to soil heavy metals'pollution and the study of reasonable sampling number ［J］.Chinese Journal of Soil Science，2008，39(2):369-374.(in Chinese)