白洋淀濕地表層土壤主要環(huán)境元素分布特征及來(lái)源*

劉雪松，王雨山，王旭清，尹德超

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心,保定 071051)

內(nèi)陸湖泊是地球表層系統(tǒng)各圈層相互作用的聯(lián)結(jié)點(diǎn)，是陸地水圈的重要組成部分，與生物圈、大氣圈、巖石圈等關(guān)系密切，具有調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、記錄區(qū)域環(huán)境變化、維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)平衡和繁衍生物多樣性的特殊功能. 近年來(lái)受水資源過(guò)度利用、水環(huán)境惡化等因素的影響，導(dǎo)致我國(guó)許多內(nèi)陸湖泊出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化、水體污染、湖泊萎縮、生物多樣性減少等不同類型的環(huán)境問(wèn)題[1-2]. 白洋淀是我國(guó)華北平原為數(shù)極少且最大的淡水湖泊，享有“華北之腎”、“華北明珠”等美譽(yù)[3-4]，具有緩洪滯瀝、蓄水灌溉、調(diào)節(jié)局部地區(qū)氣候、改善生態(tài)環(huán)境、補(bǔ)充地下水、保護(hù)生物多樣性等多種生態(tài)功能[5-6]. 近年來(lái)，在人類活動(dòng)和氣候變化的綜合作用下，白洋淀生態(tài)環(huán)境條件發(fā)生很大變化，呈現(xiàn)出入淀水量減少，濕地萎縮、連通性變差、環(huán)境元素富集、生物多樣性減少等諸多生態(tài)危機(jī)[7-12]. 雄安新區(qū)成立后，白洋淀成為新區(qū)“淀水林田草生命共同體”的重要組成部分. 逐步恢復(fù)淀區(qū)面積，建設(shè)白洋淀國(guó)家公園，有效治理農(nóng)村面源污染，恢復(fù)“華北之腎”功能，成為白洋淀遠(yuǎn)景規(guī)劃來(lái)的發(fā)展定位[13].

以往白洋淀淀內(nèi)的環(huán)境元素研究與分析，側(cè)重于重金屬和氮、磷元素，其賦存介質(zhì)主要集中在水體和底泥，研究表明白洋淀水體整體處于富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，底泥中的砷、鎘處于較重-重污染狀態(tài)[14-15]. 淀區(qū)外(千里堤范圍外)耕地區(qū)開(kāi)展了1∶5萬(wàn)的土地質(zhì)量地球化學(xué)調(diào)查，但對(duì)于淀區(qū)內(nèi)星羅棋布的臺(tái)地、純水村及少量耕地等土壤環(huán)境元素的分布特征尚未未開(kāi)展過(guò)調(diào)查工作，對(duì)其來(lái)源更是缺乏系統(tǒng)的研究. “白洋淀生態(tài)環(huán)境治理和保護(hù)規(guī)劃(2018-2035年)”要逐步恢復(fù)濕地，現(xiàn)有的純水村、耕地和其他類型的陸地都將被淹沒(méi)，淹沒(méi)后土壤重金屬元素和氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)元素的釋放將對(duì)水體污染和富營(yíng)養(yǎng)化產(chǎn)生一定的影響. 因此開(kāi)展淀區(qū)內(nèi)現(xiàn)有非淹沒(méi)區(qū)土壤主要環(huán)境元素的分布特征和物源分析可為淀區(qū)陸地的淹沒(méi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù).

本文以白洋淀淀內(nèi)現(xiàn)有非淹沒(méi)的0～20 cm表層土壤為工作對(duì)象，以淀中土地利用類型為主要分類準(zhǔn)則，以As、Hg、Cd、Cr、Pb、Ni、Cu、Zn和N、P為分配特征和來(lái)源為研究?jī)?nèi)容，以統(tǒng)計(jì)分析、方差分析、相關(guān)分析和因子分析為主要分析手段，對(duì)淀區(qū)土壤主要環(huán)境元素物源歸屬進(jìn)行分析和探討，以期為白洋淀淀區(qū)水面恢復(fù)時(shí)的環(huán)境整治實(shí)施提供數(shù)據(jù)支撐.

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

白洋淀位于雄安新區(qū)南部，是大清河流域中部的天然湖泊，是華北平原上為數(shù)極少的淀泊之一，也是雄安新區(qū)發(fā)展的重要生態(tài)水體. 淀區(qū)由白洋淀、藻苲淀、馬棚淀、燒車淀等143個(gè)大小不等的淀泊組成，總面積約366 km2. 淀區(qū)內(nèi)河淀相連、溝壑縱橫，圍埝、臺(tái)田、村莊交錯(cuò)分布，景觀格局較為破碎[16]. 淀區(qū)主要由水體、濕地植被、水田、旱田和居民建設(shè)用地5種類型構(gòu)成. 其中水體144.77 km2，濕地植被80.22 km2，水田11.22 km2，旱地76.56 km2，建設(shè)用地28.83 km2[17].

1.2 樣品采集與分析

根據(jù)淀區(qū)內(nèi)部的景觀格局現(xiàn)狀，以千里堤范圍內(nèi)常年出露，不被水淹的0～20 cm土壤為樣品采集對(duì)象，樣品分布的土地利用類型主要為居民建設(shè)用地、旱地、水田和林草荒地. 樣品采集分2019年和2020年兩次采集完畢. 樣品采集以典型性和代表性為主要原則，面積超過(guò)66666 m2的水田、旱地由于均質(zhì)性較好，采用網(wǎng)格化布樣方法，對(duì)于碎塊化的居民建設(shè)用地和林草荒地，根據(jù)地塊形狀和地物分布采用判斷布樣法，以體現(xiàn)樣品的代表性原則. 合計(jì)化學(xué)分析樣品為420個(gè)，樣品平均分布密度為4個(gè)/km2(圖1)；物理巖性分析樣品根據(jù)不同土地利用類型，按照10%比例進(jìn)行篩選，合計(jì)42個(gè).

化學(xué)分析樣品經(jīng)干燥、去雜質(zhì)和過(guò)篩(孔徑為2 mm)后，送河北省地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心進(jìn)行分析，分析方法依據(jù)LY/T 1228-2015和DZ/T 0130-2006，土壤樣品測(cè)定的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn在樣品經(jīng)混酸(HNO3-HF)于140℃電熱板上持續(xù)加熱消解后, 采用電感耦合等離子發(fā)射光譜法測(cè)定. 土壤樣品的總氮(TN)含量采用凱氏氮蒸餾-酸堿滴定法測(cè)定，土樣中的總磷(TP)含量采用高氯酸-硫酸法酸化分解，比色法測(cè)定.

土壤巖性樣品送中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)調(diào)查中心土工實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，粗粒采用篩析法，細(xì)粒采用密度計(jì)法.

圖1 白洋淀淀區(qū)陸面樣品分布Fig.1 Distribution of sampling sites on Lake Baiyangdian lands

1.3 數(shù)據(jù)處理

本文采用SPSS 19軟件對(duì)土壤樣品測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以統(tǒng)計(jì)描述、方差分析、相關(guān)分析和因子分析為主要數(shù)據(jù)分析手段，確定陸面土壤環(huán)境元素含量之間的關(guān)系；采用ArcGIS軟件，反距離權(quán)重插值法對(duì)其分布特征進(jìn)行空間分析；綜上數(shù)據(jù)處理手段，綜合分析其分布特征和物質(zhì)來(lái)源.

2 結(jié)果與分析

2.1 白洋淀主要土壤環(huán)境元素含量分布特征

淀區(qū)土壤主要環(huán)境元素含量的統(tǒng)計(jì)特征如表1所示. 為了更準(zhǔn)確地對(duì)比淀區(qū)土壤環(huán)境元素和臨近區(qū)域土壤元素含量分布的差異性，區(qū)域背景值采用海河平原北部地區(qū)之沖積-沖湖積平原土壤地球化學(xué)基準(zhǔn)值統(tǒng)計(jì)參數(shù)[18]，而非整個(gè)河北平原的背景值. 為使淀區(qū)背景值和區(qū)域背景值相對(duì)應(yīng)，淀區(qū)背景值采用全部數(shù)據(jù)剔除2倍標(biāo)準(zhǔn)差后的均值. 除元素P外，其余元素淀區(qū)背景值均高于區(qū)域背景值(表1)，說(shuō)明淀區(qū)內(nèi)土壤環(huán)境元素，受人類活動(dòng)影響整體上呈現(xiàn)出富集的態(tài)勢(shì). 以(淀區(qū)背景-區(qū)域背景)/淀區(qū)背景，作為淀區(qū)元素背景值的變化率對(duì)環(huán)境元素變化情況進(jìn)行分組，其中As、Zn、P、Cr的變化率均小于10%，與區(qū)域背景值無(wú)明顯差異；N、Pb、Cd、Ni變化率在13%～17%之間，稍高于區(qū)域背景值；Hg、Cu變化率在23%～36%，顯著高于區(qū)域背景值. 說(shuō)明人類影響方式和程度的差異，導(dǎo)致淀區(qū)土壤環(huán)境元素在富集程度上呈現(xiàn)出分化的趨勢(shì). 從變異系數(shù)Cv來(lái)看[19]，大部分元素變異系數(shù)在0.20～0.53之間，屬于中等變異水平；Hg元素變異系數(shù)超過(guò)1.0，屬于強(qiáng)變異水平，而Hg也是顯著高于區(qū)域背景值的元素.

與我國(guó)新修訂的《農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 15618-2018)和《建設(shè)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控標(biāo)準(zhǔn)》(GB 36600-2018)相比, Cd、Hg、As、Pb、Cr均低于土壤污染管制值，僅有0.2%的樣品中As和0.7%的樣品中Cu超土壤污染篩選值.

2.2 白洋淀土壤主要環(huán)境元素空間分布特征

淀區(qū)土壤主要環(huán)境元素分布特征如圖2所示，重金屬元素(Hg除外)整體表現(xiàn)出相似的空間分布特征，即淀區(qū)核心(王家寨、圈頭鄉(xiāng)等淀中村)區(qū)域元素含量表現(xiàn)為低值區(qū)，淀區(qū)周邊區(qū)域(農(nóng)用地)元素含量相對(duì)較高，尤其在淀區(qū)李莊鎮(zhèn)區(qū)域更為突出；元素含量呈現(xiàn)出點(diǎn)狀和片狀結(jié)合分布的特征；營(yíng)養(yǎng)元素N、P分布，在非農(nóng)用地區(qū)域較為均勻，在農(nóng)用地中，存在一定差異，P元素比N元素含量較為豐富. 從具體分布特征上看，Ni、Cr在整個(gè)淀內(nèi)土壤中分布特征高度相似；As、Cd、Ni、Cr在整個(gè)淀內(nèi)土壤中分布特征中高度相似；As、Pb在淀區(qū)南部農(nóng)田中分布特征高度相似，Cu、Zn在淀區(qū)中部淀中村和東部農(nóng)田和村鎮(zhèn)混合帶分布特征中高度相似. 重金屬元素Hg高值區(qū)僅分布在淀中和淀邊5個(gè)村落，其余多為低值區(qū).

整個(gè)淀區(qū)土壤pH低值區(qū)多分布在淀區(qū)核心區(qū)的淀中村和淀中高臺(tái)地區(qū)域，在距離淀區(qū)水體較遠(yuǎn)的南部農(nóng)田區(qū)域，pH呈現(xiàn)升高的趨勢(shì).

表1 淀區(qū)土壤主要環(huán)境元素統(tǒng)計(jì)特征Tab.1 Descriptive characteristics of main environmental element’s contents in the soil

Hg元素的單位為μg/kg，pH無(wú)量綱，其他元素單位均為mg/kg. 土壤篩選值*代表水田，#代表果園，無(wú)標(biāo)號(hào)代表其他.

2.3 不同土地利用類型中環(huán)境元素分布特征

淀區(qū)內(nèi)主要土地利用類型和樣品分布如下：建設(shè)用地163組、水田36組、旱地123組、林草荒地98組. 上述陸面類型的樣本量均超過(guò)30，屬于大樣本類型[20]，樣本均值抽樣分布近似服從正態(tài)分布，然后對(duì)環(huán)境元素在4種陸面類型中的總體方差進(jìn)行齊性檢驗(yàn)，結(jié)果如表2所示，Hg、Ni、Cu、As、P、N的P值均小于0.05，說(shuō)明通過(guò)方差齊性分析，適用于方差分析；Cd、Cr、Pb、Zn的P值大于0.05，不適用方差分析，采用Welch檢驗(yàn)和Brown-Forsythe檢驗(yàn)[21]. 具體檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示，除Hg外，其余元素的P值均小于0.05，說(shuō)明Hg以外不同陸面類型環(huán)境元素的均值之間有顯著差異. 進(jìn)一步對(duì)不同土地利用類型的環(huán)境元素均值進(jìn)行多重比較(方差齊時(shí)用LSD法，方差非齊時(shí)用Games-Howell法)，探討影響的差異，結(jié)果如表4所示. 絕大部分重金屬元素均值在建設(shè)用地和農(nóng)用地(旱田和水田)表現(xiàn)出顯著性差異(Zn在建設(shè)用地和旱地?zé)o顯著差異)；絕大部分重金屬元素均值在建設(shè)用地和林草荒地?zé)o顯著性差異(Ni除外)；絕大部分重金屬元素均值在林草荒地和農(nóng)用地表現(xiàn)出顯著性差異(As在林草荒地和旱地?zé)o顯著差異)；農(nóng)用地中水田和旱地類型中，除Cr、Pb、Zn無(wú)顯著差異外，其余元素具有顯著性差異. 營(yíng)養(yǎng)元素P在建設(shè)用地和水田、林草荒地和水田間無(wú)顯著差異，其他土地利用類型間均有顯著差異；N元素建設(shè)用地和林草荒地?zé)o顯著差異外，在其他土地利用類型間都具有顯著性差異. 綜上，大部分元素在建設(shè)用地和林草荒地2種土地利用類型無(wú)顯著差異性，在建設(shè)用地與農(nóng)用地、林草荒地域農(nóng)用地間表現(xiàn)出顯著差異性，說(shuō)明農(nóng)業(yè)活動(dòng)是造成環(huán)境元素在不同類型的陸面分布的主要原因，農(nóng)業(yè)耕作方式的不同，引起除Cr、Pb、Zn以外環(huán)境元素的分布差異.

基于不同土地利用類型中土壤環(huán)境元素分布差異，進(jìn)一步分析其在上述土地利用類型中分布的差異原因. 由于不同元素間的量級(jí)相差較大，為將元素在同一值域范圍內(nèi)進(jìn)行比較，對(duì)環(huán)境元素在不同土地利用類型的均值取自然對(duì)數(shù)，以陸面類型為橫軸，以均值自然對(duì)數(shù)為縱軸繪制環(huán)境元素分布折線圖(圖3). 由圖中可以看出，重金屬元素除Hg外，Ni、Cu、Cr、As、Pb、Zn均表現(xiàn)出在農(nóng)用地富集的趨勢(shì)，其中以水田富集最為顯著；痕量元素Cd的含量取對(duì)數(shù)后為負(fù)值，因此不在圖中表示，但其實(shí)際含量均值特征與除Hg以之外的其他重金屬相似. Hg元素則表現(xiàn)為在建設(shè)用地最為富集，其次為農(nóng)用地，在林草荒地富集程度最低. 與大多數(shù)重金屬相似，富營(yíng)養(yǎng)元素N在水田富集最為顯著；P元素則在旱地富集最為顯著.

圖2 白洋淀淀區(qū)土壤主要環(huán)境元素空間分布Fig.2 Spatial distribution of main environmental elements in soil of Lake Baiyangdian

表2 不同土地利用類型環(huán)境元素方差齊性分析Tab.2 Analysis of the variance homogeneity of environmental elements of different land types

綜上，人類活動(dòng)是淀區(qū)表層土壤主要環(huán)境元素分布特征的關(guān)鍵影響因素. 不同土地利用類型中Hg元素?zé)o顯著差異，是Hg具有極強(qiáng)的揮發(fā)性，是自然界唯一能以氣相形式存在的金屬元素，可在大氣中進(jìn)行長(zhǎng)距離的遷移導(dǎo)致[22-23]，但仍與人類活動(dòng)有一定關(guān)系[24]. 建設(shè)用地的Hg元素含量均值最高，是因?yàn)樵搮^(qū)域人類活動(dòng)最為密集；農(nóng)用地次之，且旱地Hg元素含量均值高于水田，是因?yàn)榈韰^(qū)旱地為一年兩熟或多數(shù)，水田為一年一熟，旱地人類活動(dòng)較水田更密集，而林草荒地人類活動(dòng)影響較小，因此其含量均值也最低. 其他重金屬元素在農(nóng)用地表現(xiàn)為富集，主要由大氣干濕沉降和人類農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響導(dǎo)致，淀區(qū)水田以水稻和蓮藕為主，旱地以小麥、玉米和梨園為主，大田作物施肥主要為氮肥、復(fù)合肥和磷肥，經(jīng)濟(jì)作物適當(dāng)補(bǔ)充鋅肥，波爾多液和福美胂等農(nóng)藥也是本區(qū)域經(jīng)濟(jì)作物主要的抗菌農(nóng)藥，而Cd、As、Zn、Pb、Cu重金屬來(lái)源之一正是上述肥料和農(nóng)藥的施用. 此外淀區(qū)農(nóng)用地地表開(kāi)闊，適合大氣物質(zhì)沉降地表，加之地表土壤粗糙松軟，有利于元素物質(zhì)的匯集，這與潘粵明研究結(jié)果一致[25]，即中國(guó)北方Cu、Pb、Zn、Cd、As等重金屬的大氣輸入量與它們?cè)谵r(nóng)業(yè)表層土壤中的增加量相同. 此外重金屬元素和N在水田類型富集最為突出，因?yàn)楸狙芯繀^(qū)水田以黏性土(壤土為22%，黏土為78%)為主，旱地(壤土為66.7%，黏土為27%)、建設(shè)用地(壤土為85%，黏土為7.4%)和林草荒地(壤土為72%，黏土為11%)以壤土為主，土壤越粘重，越有利于元素富集，此外據(jù)調(diào)查訪問(wèn)安新縣農(nóng)業(yè)局，淀區(qū)氮肥使用情況一般為水田>水澆地>旱地，這是N元素在水田富集的重要因素. 而P元素在旱地表現(xiàn)為富集，一是與P的淋失特性相關(guān)，因?yàn)楹档貙?duì)P的吸附無(wú)論在強(qiáng)度還是容量方面均大于同母質(zhì)的水田土壤[26]；二是與淀區(qū)磷肥施用有關(guān)，安新縣農(nóng)業(yè)局訪問(wèn)結(jié)果，淀區(qū)磷肥使用情況一般為旱地>水田>水澆地.

表3 不同土地利用類型環(huán)境元素均值參數(shù)檢驗(yàn)Tab.3 Tests on the mean parameters of environmental elements of different land types

表4 不同土地利用類型元素均值差異顯著性多重比較Tab.4 Multiple comparisons of the element’s significance of different land types

圖3 不同土地利用類型環(huán)境元素分布示意Fig.3 Distribution of environmental elements in different land types

2.4 白洋淀土壤環(huán)境元素物源分析

自然界元素間多具有共生規(guī)律和伴生關(guān)系，因此對(duì)具有相似來(lái)源的元素可采用相關(guān)分析法予以輔助確定[25]. 淀區(qū)土壤環(huán)境元素Pearson相關(guān)系數(shù)如表5所示. 由表可見(jiàn)，達(dá)到中度顯著(r>0.5，P=0.05)相關(guān)以上的元素大概分為5組：分別是Cd、Cr、Pb、Cu、Ni；As、Cr、Ni；N與P；Cu與Zn；N與Cd、Pb. 說(shuō)明上述5組元素間存在一定程度的共源性或相似的富集途徑.

根據(jù)郭海泉等對(duì)河北平原土壤重金屬元素富集因子分析[27-28]得知，Cr、Pb、Cu、Ni具有相近的污染富集特征，這和第一組高度契合. 據(jù)中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所潘月鵬等[29]對(duì)中國(guó)北方區(qū)域冬季大氣干沉降顆粒分析得知，保定地區(qū)大氣顆粒中重金屬Pb、Cu、Ni、Cr、Zn顯著高于京津冀的均值，說(shuō)明第一組主要共源之一是外來(lái)的大氣沉降.

第二組As和Cr、Ni表現(xiàn)出中度顯著相關(guān)性，Cr、Ni高度相關(guān)，由第一組分析可知是大氣沉降是Cr、Ni的主要來(lái)源，前述分析淀區(qū)As元素主要來(lái)源有2個(gè)——農(nóng)業(yè)和大氣輸入，本組As表現(xiàn)出與Cr、Ni中度顯著相關(guān)，說(shuō)明As來(lái)自于大氣沉降的比例要大于農(nóng)業(yè)肥料農(nóng)藥的施用.

第三組N與P，既是農(nóng)業(yè)肥料(化肥和農(nóng)家肥)的主要元素，也是畜牧養(yǎng)殖排放的主要成分，淀區(qū)除了農(nóng)業(yè)、村鎮(zhèn)就是水面，沒(méi)有規(guī)?；男竽琉B(yǎng)殖場(chǎng)地，因此兩者顯著相關(guān)主要是農(nóng)業(yè)施肥造成的，因此肥料是兩者的共源因素.

第四組Cu與Zn，Cu也是其他重金屬的共源元素，Zn雖然和其他重金屬相關(guān)性達(dá)不到中等，但是也和Cd、Pb、Ni達(dá)到了低度顯著相關(guān)，說(shuō)明Zn和第一組也存在一定的共源性，但是還有其他方面影響導(dǎo)致Zn和Cu相關(guān)性進(jìn)一步加強(qiáng)，據(jù)張秀芝等的研究[12]，白洋淀區(qū)中西部(李莊鎮(zhèn)周邊)分布有數(shù)家簡(jiǎn)易煉銅廠、煉鋅廠及小-中型的電鍍廠(以鍍鋅、銅為主)，這也與Zn和Cu高值區(qū)的空間分布相一致，說(shuō)明小冶煉使得Cu、Zn的相關(guān)關(guān)系增強(qiáng).

第五組N與Cd、Pb，N元素除了地質(zhì)原生背景外，最重要一部分來(lái)自農(nóng)業(yè)氮肥. 而氮肥含有較多的雜質(zhì)，尤其對(duì)于硫酸銨氮肥來(lái)說(shuō)，其中重金屬含量超過(guò)尿素的幾十倍[30]，因此這一組共源性是氮肥的施用.

表5 淀區(qū)表層土壤主要環(huán)境元素Pearson相關(guān)系數(shù)Tab.5 Pearson correlation coefficients of main environmental elements in the surface soil of Lake Baiyangdian lands

表6 淀區(qū)表層土壤主要環(huán)境元素 因子分析旋轉(zhuǎn)矩陣*Tab.6 Results of factor analysis of main environmental elements in the surface soil of Lake Baiyangdian land

為進(jìn)一步探討淀區(qū)表層土壤環(huán)境元素的來(lái)源和影響因素，對(duì)上述環(huán)境元素進(jìn)行因子分析. 本文環(huán)境元素?cái)?shù)據(jù)Bartlett球度檢驗(yàn)結(jié)果伴隨概率值sig=0<0.05，檢驗(yàn)顯著；KMO=0.812，適合進(jìn)行因子分析. 因子分析結(jié)果得到3個(gè)特征值大于1的主因子，累計(jì)方差解釋程度達(dá)到了75.6%. 為了使公共因子的典型性更加突出，因子解的意義更容易解釋，對(duì)主成分矩陣進(jìn)行正交旋轉(zhuǎn)，結(jié)果如表6所示，除了Pb、Cd橫跨3個(gè)因子出現(xiàn)三載荷，Cu橫跨2個(gè)因子出現(xiàn)兩載荷外，其他元素均為單載荷，因此無(wú)須進(jìn)行斜交旋轉(zhuǎn).

第一主成分因子的方差貢獻(xiàn)率為31.9%，因子載荷大于0.4的元素有Ni、Cr、As、Pb、Cu和Cd，這與相關(guān)分析中第一組基本類似，但是多了As元素，這與第二組也有了交叉，從表5可以看出，As除了與Cr、Ni中度顯著相關(guān)外，與Pb、Cu、Cd也達(dá)到了低度顯著相關(guān)，而上述組分主要是燃煤煙氣中的主要成分. 這說(shuō)明因子1元素主要除了原生地質(zhì)背景外，主要由燃煤形成煙氣，在大氣攜帶下產(chǎn)生的干濕沉降造成的，因此命名為大氣沉降型.

第二主因子的方差貢獻(xiàn)率為24.2%，因子載荷大于0.4的元素有P、N、Hg、Cd、Pb. 因子2元素是相關(guān)分析中第三組和第五組的組合，該主成分元素的富集除元素背景外，主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)肥料. N、P是氮肥、磷肥中的主要元素，而Hg、Cd、Pb又是肥料中常見(jiàn)的伴生元素. 我國(guó)肥料種類繁多，除了水溶性化肥外，還有有機(jī)肥、復(fù)合肥等，其中As、Pb、Cd、Hg是有機(jī)肥料中最容易出現(xiàn)超標(biāo)的重金屬元素[31]. 綜上，因子2命名為農(nóng)業(yè)輸入型.

第三主因子的方差貢獻(xiàn)率為19.5%，因子載荷大于0.4的元素有Cu、Zn、Cd和Pb. 因子3是相關(guān)分析中第四組共源元素的反映，其中次要載荷因子Cd、Pb既有大氣沉降的因素也有農(nóng)業(yè)輸入的因素，但主要載荷因子Cu、Zn卻是前述分析白洋淀周邊眾多的銅、鋅小冶煉作坊無(wú)序排放引起的. 因此因子3命名為工業(yè)疊加型.

3 結(jié)論

1)白洋淀淀區(qū)內(nèi)土壤主要環(huán)境元素含量，除元素P外，其余元素的淀區(qū)背景值均高出區(qū)域背景值，呈富集趨勢(shì).

2)受大氣沉降和農(nóng)業(yè)活動(dòng)影響，大部分元素趨向于農(nóng)用地類型富集，除P元素外，在水田的富集最為突出；受周邊小冶煉工業(yè)活動(dòng)影響，在淀區(qū)局部(李莊鎮(zhèn)區(qū)域)出現(xiàn)重金屬富集的現(xiàn)象. Hg元素在人類活動(dòng)最為密集的村鎮(zhèn)等建設(shè)用地最為富集.

3)淀區(qū)內(nèi)土壤主要環(huán)境元素的來(lái)源分為3種類型：大氣沉降型，代表性元素為Ni、Cr、As、Pb、Cu和Cd，主要來(lái)源于淀區(qū)燃煤煙氣的大氣沉降；農(nóng)業(yè)輸入型，代表性元素為P、N、Hg、Cd、Pb主要來(lái)源于農(nóng)業(yè)施肥和人類生活；工業(yè)疊加型，代表性元素為Zn、Cu、Cd、Pb，主要來(lái)源于淀區(qū)大氣的沉降，周邊小冶煉作坊的無(wú)序排放對(duì)其分布產(chǎn)生疊加影響.

致謝：感謝王旭清、尹德超提供的圖件.