论文部分内容阅读
土壤是人类生存之本,是粮食安全的物质基础,也是人类基本生活的保障。在农业生产过程中,农药、化肥的大量施用以及污水灌溉等农业生产活动使重金属等污染物进入农田土壤系统并在其中累积,从而导致土壤环境容量下降等土壤环境问题。土壤环境容量评价不仅能反映区域土壤环境的自净能力的优劣情况,还能解析污染物在土壤环境中的富集情况,健全土壤安全环境质量标准与修复污染土壤方面起着重要作用。近些年来,随着农业集约化、绿洲城市化程度的增加,焉耆盆地农田土壤环境受到不同程度的重金属污染。基于此,本研究对焉耆盆地农田土壤重金属环境容量进行了研究,为农田土壤重金属污染的防治和农田土壤质量的保持以及研究区农业生产的合理、有效的管理提供重要参考和科学依据。本文主要研究成果如下:（1）焉耆盆地农田土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量的平均值均未超出《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（GB 15618—2018）》中的农用地土壤污染风险筛选值。博湖县农田土壤中各元素的平均含量均超出新疆土壤背景值。和静县、和硕县和焉耆县农田土壤中As的平均含量未超出新疆土壤背景值,其它元素的平均含量均超出新疆土壤背景值。（2）由农田土壤重金属静态环境容量分析结果来看,农田土壤中As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb与Zn的静态总容量分别为31.05、1.08、451.58、164.93、367.65、338.85与520.2 kg·hm-2。研究区各县农田土壤重金属现存环境容量大小排序和农田土壤重金属静态环境总容量大小排序相同,各县农田土壤中As的现存环境容量大于静态环境总容量,其他6种元素现存环境容量均小于静态环境总容量。研究区各县农田土壤中各元素的现存环境容量呈现不同程度的容量减小状况。（3）由农田土壤重金属动态环境容量分析结果来看,各重金属在相同年限内动态环境容量容许年输入量从大到小依次为:Zn、Cr、Ni、Pb、Cu、As和Cd。农田土壤中各元素在不同控制年限内消耗完动态环境容量的重金属容许年输入量随着控制年限的增加而减少,最后稳定在一个确定的值,消耗完动态环境容量的重金属容许年输入量由大到小依次为:10 a、20 a、50 a、80 a、100 a。在不同控制年限内,年动态环境容量均大于年现存环境容量,年动态环境容量减小量和减小速度均小于年现存环境容量减小量和减小速度,农田土壤中各重金属元素总静态环境容量比总动态环境容量小。（4）由焉耆盆地农田土壤重金属单项环境容量指数分析结果可知,各元素单项环境容量指数较高,大部分区域处于中容量或高容量区。Cr、Cu和Ni等元素的环境容量均处于中容量或高容量水平,环境容量指数空间分布格局较均匀,土壤污染水平处于轻度污染或无污染,环境容量受地球化学成因所控制。As、Pb、Cd和Zn元素的环境容量在低水平容量区分布较广,低水平容量区在研究区北部的博湖县和焉耆县境内的部分区域和四县边界交界处集中分布,污染水平较严重,环境容量受人为因素成因所控制。各县农田土壤综合容量指数均大于0.7,其大小排序为PI焉耆县>PI和静县>PI博湖县>PI和硕县,均属于中容量水平,研究区农田土壤污染水平为轻度污染。（5）由农田土壤重金属环境容量指数与土壤性质相关性分析来看,农田土壤重金属环境容量指数与土壤性质之间的相关性不强,但是Cd、Cr、Ni和Pb的环境容量指数与土壤pH之间相关性显著。土壤CEC与As、Ni和Pb之间相关性显著,土壤OM（土壤有机质）与Cu和Ni的环境容量指数之间相关性显著。农田土壤重金属环境容量指数空间分布受土壤pH、CEC和OM的影响,在今后的相关研究中值得予以重视。