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鲁中山区位于山东省中南部，是山东省地势最高的区域，区域内地貌类型复杂，土地利用方式多样，属于山东的传统农业区。泰安市是鲁中南山区的代表区域，泰安市土壤污染的研究还处于起步阶段，尚缺乏系统的研究和探讨。本研究以山东省泰安市为研究区，以耕层土壤中的Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Cd和Hg七种元素作为主要研究对象，主要的研究结果如下：（1）利用因子分析法对泰安市110个农田表层土壤（020cm）的7种重金属（Cr、Zn、Cu、Ni、Pb、Cd、Hg）元素进行分析，提取了3个主因子。结合泰安市工业企业分布情况，对比因子分析中的3个主因子，整理分析其可能来源，并对土壤中重金属污染进行了潜在生态风险评估。结果表明，泰安市农田土壤重金属的累积现象比较明显，尤其是Hg、Ni、Cu，三者最大值均超过了国家土壤环境质量二级标准。相关性分析表明Zn与Ni、Zn与Cu、Ni与Cr之间分别呈显著正相关，Zn与Hg呈显著负相关。因子分析显示，研究区土壤中的Zn、Cu、Ni、Cr主要来源于工矿业活动，农业活动和居民生活则对Cd和Hg的影响较大，商业活动对Pb污染贡献最大。潜在生态风险评估的结果是Cr、Zn、Ni、Pb这四种元素的潜在生态风险均处于低危害水平，Hg、Cd、Cu则均存在不同程度的潜在生态风险。（2）采用ArcGIS中地统计分析模块研究土壤中重金属分布的空间变异性，应用Kriging方法进行空间插值作图。结果表明：研究区土壤中的重金属含量除Ni（超国家土壤二级标准样点数5个）、Cu（超国家土壤二级标准样点数3个）和Hg外其余均未超出国家土壤环境质量二级标准值。土壤重金属含量的变异系数较大的是Pb和Cu，其余重金属变异系数相对较小。空间分布上，Cu的空间相关性较强，Cr、Zn、Ni、Pb和Cr居中，而Hg较弱。插值结果显示，土壤中Cd污染由西向东加重的趋势，高含量区主要集中在东部的新泰市，Pb的污染范围比较广，Cu的含量由东向西逐渐增加，高含量区主要是新泰市，Cr的分布为西部和东部高而中部较低，即高含量区具体到新泰市和东平县，Zn和Ni的高含量区主要集中在东部的新泰市，Hg的分布趋势是由北向南逐渐增加，高含量区集中在南部的宁阳县。（3）初步了解了实验室土壤光谱特征。在600800nm波段，土壤高光谱曲线陡直上升，之后上升变缓，在14551820nm波段形成一个反射率较高的平台，然后开始下降，从2140nm开始呈现逐级跌落的趋势。（4）运用多元逐步回归法、光谱微分技术等，对采集的71个土壤样品光谱反射率进行各种变换处理，在探索研究土壤多种元素含量与光谱反射率之间的相关性基础上，发现土壤中Cr和Hg与土壤高光谱线性关系较强，因此着重建立了基于实验室土壤高光谱特征的Cr和Hg含量的预测模型。其中Cr元素以反射率倒数的对数的二阶微分建立的估测模型，其决定系数R2最大，为0.773，且均方根误差RMSE最小为2.0457，估测精度达到了90.1%；Hg元素以446nm、476nm、2227nm、2496nm平方根一阶导数的光谱反射率建立的模型最好，其决定系数达到0.968，同时通过计算该模型的均方根误差RMSE为0.0236，相对误差RE的平均值为7.0%，验证精度达到了93.0%。因此表明模型y=0.388+1.89R2496+145.37R476+114.606R446-101.581R2227为估测Hg含量的最佳模型。