本文采用等值线图、多重分形、系统动力学建模等方法,主要研究了太原盆地土壤中八种重金属元素As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、Zn、Cu的来源及分布规律,并基于地球化学数据建立了生态地球化学预警模型。具体工作及成果如下: 首先,根据太原盆地深层土壤样品的测试数据按照迭代剔除求平均值的方法计算了区域土壤背景值,对照盆地浅层土壤测试数据分析了盆地中重金属元素的污染状况,认为Hg,Cd,As三种元素污染情况最为严重。结合工矿企业分布情况来追踪八种重金属元素的来源,认为太原市内主要工厂排污较为严重。 其次,将太原市和太原盆地深、浅层数据在双对数坐标下,分别作出八种重金属元素的多重分形图,对八种重金属元素在生态环境中的影响作用进行了统计分析,总结了重金属元素的分形规律,得出了各影响因素的相对重要性排序,发现太原市Cd,Hg污染严重且Ni污染趋势在加大,元素Pb则在减小;太原盆地Hg污染趋势在加大,Cd元素污染趋势在减小。 最后,首次运用系统动力学理论,借助软件通过盆地地球化学数据进行建模,根据元素多重分形结果建立系统动力学环境预警模型,采用样品平均值对重金属元素污染趋势进行模拟预警,求出了各元素的预警值并做综合预警图。证明了系统动力学模型在生态地球化学上的应用是可行的,也指出了该模型的不足之处,并为预警模型的进一步应用提出了参考性建议。