基于GIS的城市林业土壤重金属含量空间分布

【摘要】：城市林业土壤是城市环境的重要构成部分,随着工业的快速发展,城市车辆的不断增加,城市不断扩张带来的的大量建筑工程等,都会导致南京市林业土壤重金属的污染持续加重。南京市作为江苏省会城市,江苏省重要经济和文化中心,研究其林业土壤重金属分布及污染状况,可为南京市未来的发展规划和土地利用提供数据参考和理论支撑。本实验在南京市主城区采用1km×1km网格取样的方法采集土壤有效样本180个,每一个样本为网格内混合土样,采集土壤层次为表层0~15cm;运用HF-HNO3-HClO4消煮-ICP法测定土壤中铜(Cu)、锌(Zn)、锰(Mn)、铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)六种重金属全量;将各采样点按所在功能区进行分类,每个功能区选取18~24个样点数据,用于功能区的重金属含量分析研究;并基于ArcGIS地统计分析和SPSS差异性及相关性分析,对南京市城市林业土壤中重金属的总体空间分布特点、不同功能区重金属含量分布特点及来源进行分析探讨,并对重金属之间及与黑碳(BC)之间的相关性和同源性进行分析。主要成果如下:(1)通过ArcGIS绘制整个南京市林业土壤中六种重金属含量的趋势图及分布图。通过对分布图、趋势图和含量数据的分析,可知:从城区整体范围来看,Pb、Zn、Cd污染较重,Mn和Cr平均含量都略高于南京土壤背景值,个别区域含量较高;城市商业文化中心鼓楼——新街口一带重金属Cu、Zn、Mn、Pb、Cd、Cr均有明显的岛状分布特点,含量均较高,与这一带较大的交通流量及繁忙的商业活动等人为影响因素有关;其次,长江大桥区域Cu、Zn、Mn、Cr含量均较高,城区北部长江二桥和化工厂区域重金属Cr污染较明显。(2)通过对不同功能区林业土壤重金属研究,各重金属在商业区、工业区、交通绿化带均达到较高含量水平,与这些功能区的特点和功能都有着密切联系。其中,商业区Cu、Zn、Mn、Cd、Cr含量最高,工业区的Cr含量最高。(3)通过对重金属间及与黑碳含量的相关性分析可知,南京城市林业土壤中Cu、Zn、Mn相互间呈极显著相关性;Pb-Zn、Cu-Cd、Cu-Cr、Zn-Cr、BC-Zn、BC-Pb间呈极显著相关性,但相关系数均较低;BC-Cu、Cr-Mn间呈显著相关性;Zn和Cu、Zn和Pb、Cu和Cd间有一定程度的同源性,Cu、Pb存在其他不同的来源;黑碳BC与Zn、Cu、Pb有一定同源性;黑碳BC与Cr无显著相关性,来源不同。