当前我国区域农业环境恶化与农产品重金属污染十分严重,特别是在经济发达地区,重金属污染是农业环境研究和保护的重点和难点。据农业部环境监测系统近年来的调查表明,我国24个省市城郊、污灌区、工矿等经济发展较快地区的320个重点污染区中,大田农作物污染超标的农产品种植面积为60.6万hm~2,占监测调查总面积的20%;其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上,尤其是Pb、Cd、Hg、Cu及其复合污染最为突出。重庆是中国西南工业重镇,全国老工业基地之一,由于工业的长期发展,有限的土地资源正在不断地受到侵袭和污染,在各种污染物中,重金属污染具有不可逆性、长期性、后果严重性和不易消除性等特点,因此引起社会的特别关注。 地统计学(Geostatistics)于50年代首先应用在南非采矿业的矿藏勘察计算中,60年代法国著名统计学家Matheron G在作了大量理论工作基础上提出了区域化变量理论(The theory of regionalized variable),形成了地统计学的基本框架。经过30年的发展,地统计学已经在需要评估空间和时间变异的许多领域得到广泛应用。地统计学是研究空间变异性比较稳健的工具,可最大限度的保留空间变异信息。该方法是以区域化变量为核心和理论基础,以空间相关和变异函数为基本工具的一种数学地质方法。地统计学在矿产地质中的应用目前已经达到了成熟阶段,在水文学、土壤学等领域中也得到了广泛的应用。土壤中的重金属污染是土壤科学家必须解决的一个重要课题,克立格插值为土壤特性的空间预测提供了一种无偏最优估值方法,因此,越来越多的研究者开始利用地统计学来评估土壤中的重金属污染。 本研究通过对重庆市全境范围39个区县耕地土壤进行取样调查,获取土壤样品455份,分析测得汞、镉、铬、铅、砷、铜、锌、镍八种重金属元素,在地理信息系统支持下,应用地统计学理论,对重庆市耕地土壤重金属含量的空间变异性及其空间分布进行了研究。结果表明: (1) 重庆市耕地土壤汞、镉、铅、铜、砷、铬、镍、锌八种重金属含量分布除铬呈正态分布外,其余七种均表现为对数正态分布,因此土壤铬含量水平的统计应采用算术平均值与标准差作为代表值,而其它七种元素应采用几何平均及标准差为代表值。各种重金属的含量范围和平均值分别为:Hg0.017～0.546(0.076)、As0.232～272.513(8.094)、Cd0.040～19.105(0.364)、Cr15.920～161.988(53.802)、Cu0.850～345.250(19.648)、Zn29.075～751.625(95.131)、Ni2.840～183.100(29.061)、Pb7.425～309.175(52.089)mg/kg土。八种重金属中,除铬、铜、镍外,汞、镉、砷、铅、锌五种重金属存在明显的累积现象。与世界正常土壤相比,重庆土壤汞、镉、砷、铅、锌含量高于其平均值,铬、镍含量低于其平均值,铜含量接近。 (2) 重庆耕地土壤重金属Cd—As,Cu—As,Zn—As,Cd—Cu,Cd—Zn,Cu—Zn,Zn—Pb之间有很高的相关性,表明它们之间同源性很高。Pb与As、Cd、Cu,Cr与Ni也有一定的同