土壤养分是作物生长的基础,近年来农业生产中化肥、农药在土壤中的使用量日益增大,用来增加土壤中养分含量,但过量的施肥会造成土壤污染。目前土壤环境质量已经越来越引起人们的关注。土壤元素空间变异性的分析,是研究土壤养分含量分布,预防土壤污染,推行精准农业的前提和基础。张家口葡萄产区是全国知名的优质果品产区,应该通过对土壤养分和污染性元素的空间变异性的研究,分析产区内养分含量及土壤污染情况,调整施肥结构,预防养分流失,对产区进行规划管理。并能够分析出土壤的污染程度,及其对果品品质造成的影响,从而为划分果品优质产区,从源头预防产区土壤污染提供理论依据,为实现张家口葡萄产区持续健康发展具有重要意义。本研究通过GIS和地统计相结合的方法对张家口涿鹿、怀来两县土壤养分及污染性元素的空间变异性进行分析,同时运用单因子指数法、综合指数法以及潜在生态危害指数法分别对涿鹿、怀来、宣化三县果品产区的土壤环境质量及潜在生态风险性进行评价,同时对三县的有机物抗生素含量进行分析,主要结果如下:1土壤元素基本统计结果如下:(1)土壤中K2O的变异系数小于10%,属于低的变异性,N、P、有机质、Cd、As、Cr、Pb的变异系数范围在10%~100%之间,具有中等的变异性,而Hg的变异系数大于100%,具有强烈的变异性。(2)土壤肥力指标中pH与土壤中常量元素N、P,污染性重金属元素Pb、Cd、Hg存在着显著的负相关性。其他与土壤pH未达到显著相关性的土壤全量元素可能很大程度上受到其他因素的影响。土壤有机质与土壤常量元素N、P,土壤全量微量养分元素Zn、Mn、Cu、B,土壤污染性重金属元素Pb、Cd、As、Hg、Cr存在着显著的正相关性。(3)通过直方图的分析可知:养分元素中N、P、K2O、Zn、Mn、Cu、有机质符合对数正态分布;微量营养元素中,Fe2O3、B符合正态分布;污染性重金属元素中,说明As、Cr符合正态分布,Cd、Hg符合对数正态分布。2 GIS与地统计相结合的土壤元素空间变异性分析结果如下:(1)通过模型的拟合确定N为指数模型;K2O、有机质、Cu、Mn、Zn、As、Cr为球状模型;P、Fe2O3、B、Pb、Cd、Hg为高斯模型。养分元素中K、Fe的块金常数为23.08%,小于25%,说明两种元素具有较高的空间相关性,受外界因素影响较小,主要是受一些内在因子如土壤形成过程中的成土母质、地形、土壤类型、气候等因素的影响;N、P、有机质、Cu、Zn、B、Mn、As、Cr、Hg的块金常数均大于25%且小于75%,分析表明这四种养分元素均具有中等变异性,即受一些外在的随机因子的影响,在很大程度上是由施肥、灌溉等管理水平的随机因素引起的空间变异,而的块金常数分别为25%和75%,说明Pb介于强空间相关性和中等空间相关性之间,而Cd介于中等空间相关性和弱的空间相关性之间。(2)通过克里格插值看出:土壤元素的空间分布存在着明显的地域性分布特征,其中N、P、有机质、Fe2O3、Cu、Zn、B、Mn、As、Cr、Hg、Pb、Cd呈现由西向东逐渐减少的趋势,K2O呈现由西向东逐渐增加的趋势。除K2O外,其他元素分布均为涿鹿县大于怀来县。3土壤环境质量及潜在生态风险性分析结果如下:(1)涿鹿、怀来、宣化三县葡萄采样区三县的单因子污染指数Pi均小于1,从综合污染指数来看,怀来县<涿鹿县<宣化县,其中涿鹿县、怀来县、宣化县的综合污染指数均未达到0.7。在综合评价里,当综合指数因子Pi<0.7时,属于清洁的污染水平,说明三县的土壤未受重金属污染。五种重金属在草甸土中的累积量要大于其他土壤类型,特别是Hg含量显著高于其他土壤类型中Hg的含量,而在风沙土中五种重金属的含量最低。(2)抗生素在采样区的部分采样点基本上含量极低,喹诺酮类抗生素中各种抗生素的平均含量大小依次为NOR>CIP>ENR>LOM;四环素类抗生素大小顺序依次为OTC>CTC>TC>DC。其中NOR的平均含量在所有抗生素中含量最高为33.15μg/kg,而LOM的含量最低为0.49μg/kg。pH与喹喏酮类抗生素中的诺氟沙星和环丙沙星成极显著的负相关性,与四环素类抗生素中的土霉素、四环素也成极显著的负相关性。有机质与土霉素、四环素、诺氟沙星、环丙沙星都成极显著的正相关性。(3)在潜在风险评价中当潜在风险参数Eir<40,属于低的风险程度;当潜在风险参数RI<150,说明其总的潜在风险程度为低度。通过对涿鹿、怀来、宣化三个研究区的单因子生态风险系数Ei可以看出:五种元素的Ei均小于40,属于低度的危害程度。三县的潜在综合风险指数大小顺序为宣化县>涿鹿县>怀来县,RI值均小于150,属于低度的危害水平。