收藏本站
《中国农业大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于社会—生态系统框架的土壤重金属风险分区与防控对策研究

王彬武  
【摘要】:目前我国耕地环境质量总体状况不容乐观,受污染耕地的面积约3.5亿亩,其中土壤重金属污染为主要污染类型。随着环保法治力度加强,点源污染得到有效遏制,区域土壤重金属面源污染防控成为研究的重点领域,由于人类活动历史悠久和土地利用系统分异造就了都市区复杂的人地关系。本文从区域宏观社会-生态系统(人地关系)视角切入,以国际性大都市—北京市的土壤重金属为研究对象,以“构建土壤重金属社会-生态系统综合风险管理框架—实证分析”为主体思路,沿着“时空变异特征分析——土壤重金属累积与土地利用格局关系——土壤重金属社会-生态系统功能分区—风险防控对策与政策保障体系”为实证思路,开展了区域土壤重金属风险分区与防控对策研究。研究成果如下: (1)土壤重金属社会-生态系统综合风险管理框架由外部驱动子系统、内生驱动子系统和土地利用系统表征三部分组成,资源系统、资源单元、利益相关者和管控系统是区域土壤重金属协同演化和不确定问题分析的主体。区域土壤重金属综合属性以人地关系为驱动、土地利用系统为表征、物质流传递为向量,并从宏观层面提出了区域土壤重金属风险控制技术体系。 (2)利用GIS空间分析技术和数理统计方法,初步分析了北京市1985-2006年20年间Ni、Cr、 Zn和Hg含量和Cu、 As、 Cd和Pb污染风险等级的时空变化特征。结果表明:土壤重金属含量在1985-2006年问空间累积程度差异显著,其中Hg元素累积效应强烈,且与城市用地空间拓展路径相似;Cr、Zn、 Ni局部地区有上升趋势,属于潜在污染风险元素;Cd、 Pb、 AsCu污染风险等级均有上升趋势。 (3)在GIS支持下,对土壤重金属累积和土地利用空间格局进行定量化研究,提取不同重金属累积等级下的土地利用景观格局特征,揭示景观格局对土壤重金属累积的贡献率。结果表明:不同土壤重金属之间的土地利用空间格局类型差异显著。Cr和Ni的高值主要分布在采矿用地附近,而城市化地区的土壤重金属富集明显,尤其是Hg, Pb和Cd。在农业集约化地区同样出现了高累积水平的土壤重金属,如As, Cu和Zn。不同重金属元素在不同社会-生态过程呈现不同的富集特征,成土母质为主要来源的元素(如Cr和Ni)高值分布在景观斑块大且形状简单的区域,相反,受人类活动控制的元素(如Hg, Pb, Cu, As, Cd和Zn)高值区主要存在于景观类型丰富、多样和破碎的区域。景观格局特征对土壤重金属富集的贡献度达71.24%。 (4)提出土壤重金属社会-生态类型区概念(social-ecological patterns of heavy metals, SEPHM),采用符合社会-生态类型区协同演化规律的自组织映射网络模型(SOM)为工具,实现北京市乡镇尺度“自下而上”与“自上而下”的重金属管理分区。北京市土壤重金属累积的主要因子为人口密度、植被指数、工矿用地密度和道路密度。土壤重金属社会-生态类型区可分为三大类九亚类,且类型区与北京市主体功能区规划相衔接,具有现实可操作性。 在综合上述研究分析的基础上,提出北京市土壤重金属污染风险防控对策与政策保障体系。主要内容为:以国土空间规划为技术手段的重金属联防联控;以产业结构布局和分区管制为重的重金属源头控制;以市场经济为导向的土壤污染修复产业平台搭建;以政府为主导的“一揽子”政策法治保障机制。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X53

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张胜田;林玉锁;华小梅;徐亦刚;田猛;江希流;;中国污染场地管理面临的问题及对策[J];环境科学与管理;2007年06期
2 周国华,董岩翔,刘占元,汪庆华,刘国华,孙彬彬;杭嘉湖地区土壤元素时空变化研究[J];中国地质;2004年S1期
3 刘剑锋;谷宁;张可慧;;土壤重金属空间分异及迁移研究进展与展望[J];地理与地理信息科学;2012年02期
4 郑袁明,陈同斌,陈煌,吴泓涛,周建利,罗金发,黄泽春;北京市近郊区土壤镍的空间结构及分布特征[J];地理学报;2003年03期
5 方创琳;中国人地关系研究的新进展与展望[J];地理学报;2004年S1期
6 郭朝晖;肖细元;陈同斌;廖晓勇;宋杰;武斌;;湘江中下游农田土壤和蔬菜的重金属污染[J];地理学报;2008年01期
7 陈秀端;卢新卫;赵彩凤;罗大成;;西安市二环内表层土壤重金属空间分布特征[J];地理学报;2011年09期
8 方淑波;贾晓波;安树青;郑正;;盐城海岸带土壤重金属潜在生态风险控制优先格局[J];地理学报;2012年01期
9 吕建树;张祖陆;刘洋;代杰瑞;王学;王茂香;;日照市土壤重金属来源解析及环境风险评价[J];地理学报;2012年07期
10 郑袁明,余轲,吴泓涛,黄泽春,陈煌,吴晓,田勤政,范克科,陈同斌;北京城市公园土壤铅含量及其污染评价[J];地理研究;2002年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈静彬;粮食安全与耕地保护研究[D];中南大学;2010年
2 叶立国;系统科学理论体系的重建及其哲学思考[D];南京大学;2010年
3 莫虹频;区域典型物质与能量代谢模拟及优化分析研究[D];清华大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯清海;袁万城;樊启武;;基于FE—ANN—MC的结构可靠度计算方法研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 芦长明;;安徽石台大山地区岩石—土壤地球化学特征[J];安徽地质;2010年02期
3 李峻;孙世群;;基于BP网络模型的青弋江水质预测研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年02期
4 张艳;张海军;;基于DSP的多通道超声波连续测厚系统的研究[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年03期
5 王世东;陈杨;张本福;孙光灵;黄晓梅;;八叉树在三维建模中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年06期
6 王世东;;Voronoi在GCS建模中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2007年05期
7 祝翠;钱家忠;周小平;马雷;;BP神经网络在潘三煤矿突水水源判别中的应用[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年05期
8 李峻;孙世群;;BP神经网络在青弋江水质评价上的应用[J];安徽建筑;2008年03期
9 吴霖;肖莆;张伟;杨远盛;;安徽东至香隅化工园区域土壤重金属含量水平及污染评价[J];安徽农学通报;2008年19期
10 龚根辉;;城市土壤重金属污染研究现状与展望[J];安徽农学通报(上半月刊);2009年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 常江;杜艳;姚艳娟;;安徽省主要土壤铅含量及其与小麦幼苗生长相关性研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
2 蒋光月;郭熙盛;朱宏斌;何传龙;;合肥地区大棚土壤7种重金属相关环境质量评价[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
3 邓劲蕾;张晟;王定勇;唐敏;范例;胡志锋;;ALM模型在工业企业迹地土壤铅生态风险评价中的应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
4 秦建桥;罗育池;阮文刚;刘源锋;;粤北大宝山铅锌矿区土壤—五节芒(Miscanthus floridulus)植物体系的微生物特征研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
5 文方;姚娜;朱菲菲;周友亚;谷庆宝;李发生;侯红;;铅在我国3种自然土壤中的含量及化学形态分布特征研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
6 何跃;张孝飞;甘文君;徐建;张胜田;华小梅;单艳红;林玉锁;;淋洗修复电镀厂铬污染土壤的技术参数和工艺条件[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
7 刘宝庆;陈红路;郑雄;;南宁市城区土壤重金属污染特征及评价[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
8 陈丽莎;陈志良;肖举强;彭晓春;董家华;;株洲市农业土壤重金属污染现状调查与评价[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
9 孙清斌;尹春芹;邓金锋;肖文胜;熊巧;;矿区周边农田土壤中重金属环境质量特征研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
10 杨清伟;曾青;许媛;龙方燕;潘瑾;刘雪莲;郭建谱;;秀山锰矿区梅江河沉积物重金属污染特征[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马登军;重金属镉和铅对小白鼠红细胞及其相关靶器官作用的研究[D];河北大学;2009年
2 徐思琦;大气气溶胶中碘、溴的形态分布、来源及其环境意义[D];中国科学技术大学;2010年
3 陈宇;电容层析成像反问题求解及图像重建算法研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
4 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 赵科理;土壤-水稻系统重金属空间对应关系和定量模型研究[D];浙江大学;2010年
6 鲁洪娟;肥料管理对土壤-作物系统养分和重金属平衡的影响[D];浙江大学;2010年
7 胡文英;元阳哈尼梯田景观格局及其稳定性研究[D];昆明理工大学;2009年
8 曾凡荣;水稻铬毒害和耐性的生理与分子机理研究[D];浙江大学;2010年
9 梁强;人口与经济、环境协调发展问题研究[D];东北财经大学;2010年
10 武深树;湖南省畜禽养殖场粪便污染治理意愿及其环境成本控制研究[D];湖南农业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 舒丽娜;锌胁迫下CO_2浓度升高对三种不同光合途径植物生长发育和锌积累的影响[D];华中农业大学;2010年
2 翟静雅;猪粪农用对土壤—小麦系统中镉迁移的影响[D];华中农业大学;2010年
3 刘桂;环境艺术设计的生态性研究[D];安徽工程大学;2010年
4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 成世才;山东寿光蔬菜基地生态地质环境现状及选择性种植研究[D];山东科技大学;2010年
6 李雨航;哈尔滨市域土地资源可持续利用评价研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
7 罗娇赢;哈尔滨市城郊菜地土壤重金属污染的研究[D];哈尔滨师范大学;2010年
8 范不井;某地区电网短期负荷预测研究[D];郑州大学;2010年
9 路新燕;郑州市空气颗粒物污染状况调查及研究[D];郑州大学;2010年
10 田立;土壤渗滤处理小城镇污水的试验研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩树清,于德奎,吕严,吴丽娜;清、污灌区土壤、深井水和蔬菜的致突变研究[J];癌变.畸变.突变;1995年06期
2 张桂芝,黄保华,石天虹,刘雪兰,刘瑞亭,高秀苹,井庆川,殷若新;锌在蛋雏鸡上的应用效果研究[J];山东农业科学;2001年05期
3 李昌平;钱谊;戴明丽;;我国土壤环境标准体系的构建[J];安徽农业科学;2008年34期
4 卢玉思;黄文安;;发展中国家粮食危机产生的原因及其对策分析[J];安徽农业科学;2009年10期
5 周脚根;宋变兰;尤冬梅;;土壤重金属污染风险预测研究进展[J];安徽农业科学;2009年22期
6 于国光;张志恒;叶雪珠;杨桂玲;张永志;赵首萍;;关于我国土壤环境标准的思考[J];现代农业科技;2010年09期
7 贾良清,欧阳志云,张之源;生态功能区划及其在生态安徽建设中的作用[J];安徽农业大学学报;2005年01期
8 蒋海燕,刘敏,黄沈发,沈根祥,吴健;城市土壤污染研究现状与趋势[J];安全与环境学报;2004年05期
9 宋晓焱;尹国勋;谭利敏;贺玉晓;刘泽军;;污水灌溉对地下水污染的机理研究[J];安全与环境学报;2006年01期
10 王喆;刘少卿;陈晓民;林春野;;健康风险评价中中国人皮肤暴露面积的估算[J];安全与环境学报;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 曹云者;韩梅;夏凤英;颜增光;周友亚;郭观林;李发生;;采用健康风险评价模型研究场地土壤有机污染物环境标准取值的区域差异及其影响因素[A];第三届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 本版编辑肖显静 段伟文 刘劲杨;[N];光明日报;2007年
2 刘啸霆;[N];光明日报;2007年
3 姚诗煌 江世亮;[N];文汇报;2005年
4 ;[N];中国国土资源报;2014年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 吴泓涛;北京市土壤和蔬菜重金属的区域分布与污染评价[D];西南农业大学;2001年
2 何峰;重庆市农田土壤—粮食作物重金属关联特征与污染评价[D];西南农业大学;2004年
3 李红;北京山区可持续发展评价理论与方法实践[D];中国农业大学;2004年
4 刘建华;陇东旱塬冬小麦、玉米生产潜力估算指标研究[D];甘肃农业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王宗明;黄土塬区农田生产力模拟与潜力开发试验研究[D];西北农林科技大学;2002年
2 李丹;耕地质量动态变化研究[D];南京农业大学;2003年
3 张彩峰;南京市不同功能区土壤重金属污染状况及吸附特征[D];南京林业大学;2004年
4 叶立国;明晰“相关决定论”概念的一种可能方案[D];内蒙古大学;2004年
5 杨华锋;北京地区污水灌溉农田若干特征研究[D];中国农业大学;2005年
6 李剑;郑汴公路两侧土壤—小麦系统重金属污染及迁移[D];河南大学;2005年
7 吴永生;江苏省城乡统筹的空间格局及其形成机制研究[D];南京师范大学;2005年
8 杨潇;污水灌溉土壤养分迁移转化规律的研究[D];新疆大学;2006年
9 许洪光;土壤中重金属元素的LIBS实验研究[D];安徽师范大学;2007年
10 李锐;典型区域土壤—水稻系统重金属污染空间变异规律及迁移转化特征研究[D];南京农业大学;2008年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑袁明,陈同斌,陈煌,郑国砥,罗金发;北京市不同土地利用方式下土壤铅的积累[J];地理学报;2005年05期
2 凌乃规;何金富;黄碧燕;陆汉平;甘毅;;刁江流域土壤铅对水稻和小白菜的污染影响研究[J];广西农业科学;2008年04期
3 周影;李国琛;张红;王颜红;崔杰华;王世成;;土壤和大气铅对玉米植株内铅积累的影响和贡献率[J];生态学杂志;2012年09期
4 周毅,李应学,戴碧琼,杜道灯;土壤中的铅对作物的影响[J];农业环境科学学报;1986年02期
5 ;土壤检验[J];预防医学文献信息;1995年02期
6 应琛;刘绮黎;;土壤不能承受之“重”[J];新民周刊;2013年26期
7 何腾兵;董玲玲;李广枝;刘元生;舒英格;罗海波;刘方;;喀斯特山区不同母质(岩)发育的土壤主要重金属含量差异性研究[J];农业环境科学学报;2008年01期
8 黄忠臣;王崇臣;王鹏;张磊;;北京地区部分公路两侧土壤中铅和镉的污染现状与评价[J];环境化学;2008年02期
9 王朴;丁昭全;黄和平;钟汉冬;;武汉市城区绿地土壤铅的分布规律[J];河北农业科学;2010年09期
10 黄世宏;刘盛萍;郑尼娜;;汽车尾气对206国道周边土壤铅含量的影响[J];现代农业科技;2011年15期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孟晓霞;伍钧;李昆;罗春燕;;土壤基本理化性质对鱼腥草吸收铅的影响[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年
2 何瑶;刘颖;陈玲;;上海市表层土壤中金属元素含量及其分布特征[A];2008中国可持续发展论坛论文集(2)[C];2008年
3 熊治廷;;土壤施用氯盐对铅可移动性和生物可利用性的影晌[A];第七次“土壤与环境”学术研讨会论文摘要[C];2001年
4 罗盛旭;贾振亚;杜兵兵;;铅、镉、铜和锰在土壤-苦丁茶树系统中的迁移转化及其影响因素[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
5 伍钧;孟晓霞;李昆;李远伟;;鱼腥草吸收累积铅与土壤铅形态的关系[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年
6 刘恩玲;王亮;孙继;潘琇;;土壤-蔬菜系统的Cd、Pb累积特征研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集(第二卷)[C];2009年
7 张鹏岩;秦明周;闫江虹;;黄河下游滩区开封段土壤重金属空间分异规律及其潜在风险评价[A];第七届全国地理学研究生学术年会论文摘要集[C];2012年
8 陈家桂;杨正宁;黄冠燚;黄迪;;拟开发场地的土壤重金属污染调查与评价实践[A];四川省环境科学学会2012年学术年会论文集[C];2012年
9 柯海玲;徐友宁;张江华;李贤;;小麦对土壤Pb和Cd的富集特征及土壤Pb和Cd的安全阈值研究[A];中国地质学会2013年学术年会论文摘要汇编——S16矿山地质环境防治研讨会分会场[C];2013年
10 王志春;刘庆淮;倪言成;陈凤英;王从梅;;淮安市土壤重金属含量对大米品质影响的研究[A];江苏土壤肥料科学与农业环境[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报通讯员 汤传稷 毛文霞 本报记者 周强;破译河南特色农作物分布“密码”[N];地质勘查导报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 陈秀端;西安市表层土壤重金属污染的环境地球化学研究[D];陕西师范大学;2013年
2 刘平;钾肥伴随阴离子对土壤铅和镉有效性的影响及其机制[D];中国农业科学院;2006年
3 成伟;数据挖掘技术支持下的土壤重金属污染评价系统的研究[D];浙江大学;2009年
4 王彬武;基于社会—生态系统框架的土壤重金属风险分区与防控对策研究[D];中国农业大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郑淑云;有机酸对土壤—植物系统中外源铅镉的化学行为及植物效应[D];天津理工大学;2007年
2 李海华;郑州市郊区土壤——植物(蔬菜)系统有害元素富集规律研究[D];河南农业大学;2001年
3 任伟;哈尔滨市交通干道两侧土壤重金属污染研究[D];哈尔滨师范大学;2012年
4 仝磊;蔬菜中重金属含量及与土壤中含量的相互关系研究[D];苏州大学;2008年
5 刘勇;广西某矿区农用地土壤重金属含量分析与污染评价[D];广西师范学院;2012年
6 王凯丽;胶体作用下Zn/Cd在不同质地土壤中的运移实验及其数值模拟[D];青岛大学;2010年
7 陈孟君;惠州市仲恺高新区土壤中重金属含量及形态分布规律的研究[D];华南理工大学;2013年
8 孙亚红;向海湿地土壤草根层吸附铅、镉的研究[D];吉林大学;2005年
9 金亮;苏北部分地区土壤—水稻系统中重金属分配与食物安全风险分析与模拟[D];南京农业大学;2007年
10 马春花;华北平原地区某铅冶炼厂附近土壤和小麦重金属性质研究[D];河南工业大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026