土地生态安全评价论文题目怎么写
土地生态安全评价论文题目怎么写
1 河南省土地资源生态安全评判标准根据河南省各县 (市)土地资源生态安全评价情况,参考相关文献,本次研究制定了 5 个安全等级,即Ⅰ (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ(较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。由于评价的是 “安全度”,因此综合安全值越高,其区域土地资源生态系统结构相对较为稳定,在人为活动胁迫条件下的抗干扰性就相对较强,生态状况就越好,反之则差 (表 9)。表 9 河南省土地资源生态安全标准综合评判2 河南省土地资源生态安全评判分析1 土地资源生态安全评价综合值评判分析通过对河南省土地资源可持续利用的生态安全评价可知 (表 10),在评价的 34 个县 (市)里,有 4 个评价单元的生态安全状况处于 “不安全状况”,分别为巩义市、新密市、渑池县和陕县。其生态安全综合值均接近上限。状态表征处于 “较不安全状态”的有义马市、西峡县、嵩县、商城县、宝丰县等,共 20 个评价单元,占评价单元总数的82% 。其中,近 80% 评价单元的生态安全综合值处于中下等水平,义马市更是接近不安全状态。状态表征处于 “一般安全状态”的有息县、新蔡县、虞城县和封丘县等,共10 个评价单元,占评价单元总数的 41% 。其中 80% 其生态安全综合值位于 6 ~ 7之间,由此说明,虽然处于 “一般安全状态”,这些评价单元的土地资源生态安全状况也并不乐观 (图 3 至图 6)。2 评价结果总体评判分析从土地资源生态安全评价结果 (表 11)可以看出,河南省土地资源生态安全总体状况处于 “较不安全状态”(图 7)。表 10 河南省土地资源生态安全评价结果从系统评价结果可以看出,土地自然资源因素对评价的影响程度最大,其次是土地经济因素和社会因素 (图 8,图 9)具体评判分析如下:(1)土地资源生态安全处于不安全状态的评价区域,如新密市、渑池县、巩义市、陕县等,都是由于土地资源因素和土地经济因素均处于较低水平而导致的,或者说,这些评价区域的土地资源生态不安全性的大部分动因是具有“结构型不安全”类型的。该地区位于丘陵区,植被覆盖较差,耕地压力较大,人均后备土地资源储备明显不足,水土流失面积占区域土地总面积的比例较大,土地自然资源质量有降低趋势。此外,新密市、巩义市等还存在由于土地污染现象加重,水质下降、治理投入资金相对污染速度较低而导致的社会生态环境不安全状况。图 3 河南省土地资源生态安全评价综合值图 4 处于不安全状况的样点 (区)分布图 5 处于较不安全状况的样点 (区)分布图 6 处于一般安全状况的样点 (区)分布图7 安地资源生态土全综合评价图图8 全地自然生态安土系统安全评价图图9 安地经济生态土全系统评价图(2)土地资源生态安全处于较不安全状态的评价区域有义马市、西峡县、嵩县、商城县等,该区域在地形地貌上有平原和丘陵。平原地区的土地资源生态不安全表现为以人类活动胁迫为主的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,人口密度大,土地生态系统服务功能退化严重; 丘陵地区的土地资源生态不安全表现为人类活动和环境胁迫兼有的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,森林覆盖率低,耕地质量指数低,环境污染治理强度差等,该地区生态系统结构破坏较大,功能退化且不完全,受外界干扰恢复困难,生态问题较大,生态灾害也比较多。(3)土地资源生态安全处于一般安全状态的有息县、新蔡县、虞城县、封丘县等,大部分属平原地区,该地区人均水资源相对较多,农田旱涝保收率较高,水土流失面积百分比偏低,单位土地工业 “三废”负荷相对较低,土地利用结构多样性指数较高。总之,土地生态系统服务功能已有退化,生态环境受到一定破坏,生态系统结构有变化,但尚可维持基本功能,受干扰后易恶化,生态问题显著,生态灾害时有发生。表 11 河南省土地资源生态安全评价因素安全值排序续表
多看看优秀的文章就懂了水声通信在水下定位中的应用辽宁省矿山地质环境问题及管理对策研究基于产业能级的江苏省生产性服务业发展政策研究潮州自然村村通GSM无线网络规划方案设计公安院校《刑事影像技术》案例教学的探索与实践基于Encase平台下的计算机犯罪勘查的研究及应用黄土塬区地震波场的数值模拟与实例研究EH4系统电磁测深数据处理与改进预测反褶积在专用雷达检测冻土路基试验数据处理中的应用研究乌努格吐山斑岩型铜钼矿床地球化学异常结构研究基于ARM9的交通事故道路数据采集系统
土地资源生态安全评价指标的实际值主要通过统计年鉴、文献资料和实地调查取得。取得方式可分为直接获取和间接计算。首先,根据研究区域所在省辖市2006年统计年鉴,直接获得评价区域的城镇化水平指标的实际值;从获取的人口总数、区域土地总面积、粮食产量、农村总收入以及环境污染治理投资等数据,可计算包含“人均”及“单位土地”、“单位耕地”等评价指标的数据(如人均耕地、人均水资源、人均后备资源、单位耕地粮食等)。其次,根据土地变更台账、土地后备资源调查结果、农用地分等定级成果、环境公报和水资源公报等文献资料可获取评价区域的耕地面积、水资源总量、后备资源总量、耕地质量指数、地表水质等级、水土流失面积、工业三废排放量、区域化肥、农药及农膜使用量等数据,并结合统计年鉴中获取的数据,从而计算各项评价指标数据。最后,选取了南阳、永城、平顶山等地进行了实地调查,对疑问数据进行了核实和调整。河南省土地资源生态安全评价指标实际值见图2。图2 评价区域部分指标值分布
土地生态安全评价论文题目
刘胜华、潘成荣、曲福田等学者从土地资源生态安全问题及对策角度对土地资源生态安全进行了研究。刘胜华 (2004)围绕我国土地生态安全方面的主要问题提出要完善我国土地生态安全的法律体系。潘成荣 (2004)根据安徽省自然资源质量与分布等特征讨论了土地利用与生态安全,并针对土地利用的具体问题提出了相应的解决措施。曲福田(2005)首先阐述了土地生态安全的概念,随后以江苏省为例分析了其严重的土地生态安全问题,最后提出了确保土地生态安全的对策。罗贞礼、王强、刘勇、田克明以评价指标体系、评价方法等为主要内容对土地资源生态评价进行了研究。罗贞礼 (2002)利用系统聚类分析方法,以湖南省 14 个地州 (市)为样本,从 1999 年社会经济和土地生态环境压力、土地生态环境质量、土地生态环境保护和整治能力等多方面选取了 24 个指标,对土地利用生态安全评价指标作了聚类分析。王强 (2003)通过介绍我国草地概况和国内外生态安全研究的进展,提出了我国草地生态系统生态安全的评价体系。刘勇在对区域土地资源生态安全概念、内容和目标研究的基础上,探讨了区域土地生态安全评价方法,建立了土地资源生态安全评价的代表性指标体系,并以浙江嘉兴市为例,以嘉兴市土地资源生态安全作为评价的目标层,构建了适合区域特征的土地资源生态安全评价指标体系,进而运用相关数学方法,对嘉兴市 1991 年和 1997 年的土地资源生态安全状况进行了综合评价。田克明 (2005)在分析我国农用地生态现状的基础上,建立了农用地生态安全评价的指标体系,并针对我国的国情提出了农用地生态安全评价方法 (表 2)。表 2 我国以土地资源生态安全为主题的部分研究课题一览
1 河南省土地资源生态安全评判标准根据河南省各县 (市)土地资源生态安全评价情况,参考相关文献,本次研究制定了 5 个安全等级,即Ⅰ (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ(较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。由于评价的是 “安全度”,因此综合安全值越高,其区域土地资源生态系统结构相对较为稳定,在人为活动胁迫条件下的抗干扰性就相对较强,生态状况就越好,反之则差 (表 9)。表 9 河南省土地资源生态安全标准综合评判2 河南省土地资源生态安全评判分析1 土地资源生态安全评价综合值评判分析通过对河南省土地资源可持续利用的生态安全评价可知 (表 10),在评价的 34 个县 (市)里,有 4 个评价单元的生态安全状况处于 “不安全状况”,分别为巩义市、新密市、渑池县和陕县。其生态安全综合值均接近上限。状态表征处于 “较不安全状态”的有义马市、西峡县、嵩县、商城县、宝丰县等,共 20 个评价单元,占评价单元总数的82% 。其中,近 80% 评价单元的生态安全综合值处于中下等水平,义马市更是接近不安全状态。状态表征处于 “一般安全状态”的有息县、新蔡县、虞城县和封丘县等,共10 个评价单元,占评价单元总数的 41% 。其中 80% 其生态安全综合值位于 6 ~ 7之间,由此说明,虽然处于 “一般安全状态”,这些评价单元的土地资源生态安全状况也并不乐观 (图 3 至图 6)。2 评价结果总体评判分析从土地资源生态安全评价结果 (表 11)可以看出,河南省土地资源生态安全总体状况处于 “较不安全状态”(图 7)。表 10 河南省土地资源生态安全评价结果从系统评价结果可以看出,土地自然资源因素对评价的影响程度最大,其次是土地经济因素和社会因素 (图 8,图 9)具体评判分析如下:(1)土地资源生态安全处于不安全状态的评价区域,如新密市、渑池县、巩义市、陕县等,都是由于土地资源因素和土地经济因素均处于较低水平而导致的,或者说,这些评价区域的土地资源生态不安全性的大部分动因是具有“结构型不安全”类型的。该地区位于丘陵区,植被覆盖较差,耕地压力较大,人均后备土地资源储备明显不足,水土流失面积占区域土地总面积的比例较大,土地自然资源质量有降低趋势。此外,新密市、巩义市等还存在由于土地污染现象加重,水质下降、治理投入资金相对污染速度较低而导致的社会生态环境不安全状况。图 3 河南省土地资源生态安全评价综合值图 4 处于不安全状况的样点 (区)分布图 5 处于较不安全状况的样点 (区)分布图 6 处于一般安全状况的样点 (区)分布图7 安地资源生态土全综合评价图图8 全地自然生态安土系统安全评价图图9 安地经济生态土全系统评价图(2)土地资源生态安全处于较不安全状态的评价区域有义马市、西峡县、嵩县、商城县等,该区域在地形地貌上有平原和丘陵。平原地区的土地资源生态不安全表现为以人类活动胁迫为主的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,人口密度大,土地生态系统服务功能退化严重; 丘陵地区的土地资源生态不安全表现为人类活动和环境胁迫兼有的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,森林覆盖率低,耕地质量指数低,环境污染治理强度差等,该地区生态系统结构破坏较大,功能退化且不完全,受外界干扰恢复困难,生态问题较大,生态灾害也比较多。(3)土地资源生态安全处于一般安全状态的有息县、新蔡县、虞城县、封丘县等,大部分属平原地区,该地区人均水资源相对较多,农田旱涝保收率较高,水土流失面积百分比偏低,单位土地工业 “三废”负荷相对较低,土地利用结构多样性指数较高。总之,土地生态系统服务功能已有退化,生态环境受到一定破坏,生态系统结构有变化,但尚可维持基本功能,受干扰后易恶化,生态问题显著,生态灾害时有发生。表 11 河南省土地资源生态安全评价因素安全值排序续表
为了对浙江上虞土地质量安全性进行区域性评价,作者选择了本区大面积种植的水稻作为评价指示作物。评价指标选择Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Se等8种元素指标。评价的源标准采用国家食品卫生标准(表5-1)。表5-1 8种评价指标的国家食品限量卫生标准一览表 Table 5-1 The indexes of National limited sanitary standards for estimating food(一)确定评价标准值浙江上虞境内采取稻米-根系土配套样品26组,另外在浙江东部沿海平原区、浙江北部平原其他地区还采集稻米-根系土配套样品156 组,因此,在浙江省平原(盆地)区可用于确定评价标准值的原始数据共有182组。Cd从稻米-根系土Cd数据分布图(图5-1)可以看出,土壤中Cd含量分布范围为95~2059μg/kg,相应的稻米中Cd含量分布范围为7~3μg/kg。显然,根据如此分布的182组数据建立稻米Cd与土壤Cd的相关分析是不合适的。从图中可以看出,其中15%的数据组(175组)集中分布在土壤Cd含量为95~608μg/kg范围内、稻米Cd含量为7~6μg/kg范围内,且其相关趋势比较显著,因此,本书试图利用较集中分布的175组数据以《食品中镉限量卫生标准(GB15201—94)》规定的大米Cd最高限量200μg/kg确定评价标准值。图5-2是浙江北部及东部地区175组稻米Cd-根系土Cd的分布及回归分析。从图5-2中可以看出,回归方程和其构造的95%的置信区间,未能很好地反映这组数据的数量关系特征,主要原因在于这组数据在低值区段极为密集,结果是在采用最小二乘法使残差平方和达到最小的计算中,这些数据的残差占据了明显优势,而这是由于原始数据分布造成的。为了消除这方面的影响,本书采用了聚类分析方法,将密集数据按聚类分组合并构造出一组能代表原始数据特征的新的数据组,并进行了构造数据组的代表性比较试验。代表性比较试验是将原始数据按数据相近程度构造成一系列新的数据组,并分别进行回归分析,观察回归方程对数据特征的逼近程度。图5-3、图5-4、图5-5、图5-6、图5-7、图5-8、图5-9、图5-10、图5-11,分别为160 组、140 组、120 组、100组、90组、80组、70组、50组和30组构造数据的分布及相关关系图。图5-1 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd分布(182组数据)F5-1 Cd distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-2 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(175组数据)分布F5-2 Cd distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-3 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(160组构造数据)分布F5-3 Cd distribution(160 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-4 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(140组构造数据)分布F5-4 Cd distribution(140 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-5 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(120组构造数据)分布F5-5 Cd distribution(120 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-6 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(100组构造数据)分布F5-6 Cd distribution(100 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-7 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(90组构造数据)分布F5-7 Cd distribution(90 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-8 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(80组构造数据)分布F5-8 Cd distribution(80 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-9 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(70组构造数据)分布F5-9 Cd distribution(70 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-10 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(50组构造数据)分布F5-10 Cd distribution(50 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-11 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(30组构造数据)分布F5-11 Cd distribution(30 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province通过对90组构造数据与原始数据(175组)的数据特征、回归方程、置信区间的比较,认为90组构造数据可以较好地代表175组原始数据组的数据特征,可以用其确定评价标准值。由Cd食品卫生标准计算的回归值或推测回归值分别为324μg/kg、563μg/kg和802μg/kg。综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取320μg/kg作为本区安全界限值,取560μg/kg和800μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。Hg从图5-12中可以看出,土壤中Hg含量分布范围为7~530μg/kg,相应的稻米中Hg含量分布范围为5~2μg/kg;其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Hg含量为7~530μg/kg、稻米Hg含量为5~7μg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中汞允许量标准(GB2762—94)》规定的粮食Hg最高限量20μg/kg。说明,当土壤中Hg含量低于530μg/kg时,其上生产的稻米Hg指标是安全的,保障程度达99%以上。若根据181组稻米Hg-土壤Hg数据(图5-13),推测回归值分别为2222μg/kg、3932μg/kg和5642μg/kg,远远高于本地区实测数据范围。因此,综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取530μg/kg作为安全界限值,取1000μg/kg、1500μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-12 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(182组数据)分布F5-12 Hg distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-13 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(181组数据)分布F5-13 Hg distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east Area of Zhejiang PPb从图5-14中可以看出,土壤中Pb含量分布范围为6~427mg/kg,稻米中Pb含量分布范围为17~95mg/kg,其中25%的数据(177组)集中分布在土壤Pb含量为6~9mg/kg、稻米Pb含量为17~95mg/kg范围内。此时,18%的数据组中稻米Pb含量高于或远远高于卫生部颁发的《食品中铅限量卫生标准(GB14935—94)》规定的粮食Pb最高限量4mg/kg。显然,根据上述集中分布的177组数据计算得到的安全界限值、基本安全界限值和危险界限值(图5-15)远远低于《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》。产生这一结果的原因可能有:①土壤环境质量标准中二级标准的制定依据来自对照试验数据,而本书中的数据来自天然状态下的测试数据,这也说明用对照试验模拟天然状态会出现很大偏差;②本区天然状态下土壤Pb可能不是稻米Pb的主要来源,而这与已有研究结论相悖。图5-14 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(182组数据)分布F5-14 Pb distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-15 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(177组数据)分布F5-15 Pb distribution(177 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province鉴于在广大的浙江平原(盆地)区,当地居民在长期食用其上生产的稻米尚未发现大量发Pb 和血 Pb 异常累计的情况,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的Pb标准作为评价标准,并把土壤Pb含量为35mg/kg定义为安全界限值;把土壤Pb含量为250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Pb含量500mg/kg定义为危险界限值。As从图5-16中可以看出,土壤As含量范围为87~2mg/kg,稻米As含量范围为074~101mg/kg,其中15%的数据(175 组)集中分布在土壤 As 含量87~89mg/kg、稻米A074~09mg/kg范围内。集中分布的175组稻米As-土壤As数据(图5-17)具有以下特点:①稻米As含量不随土壤As含量的变化而变化,这与对照试验的研究结果(表4-11)不同。在土壤环境质量研究组的试验中,从北方到南方的不同地区,不论草甸褐土、草甸棕壤、黄棕壤,还是红壤、赤红壤、砖红壤,试验组中稻米As含量均高于对照组。②其中土壤As最高含量低于15mg/kg,所对应的71%的数组中稻米As含量低于《食品中砷限量卫生标准(GB4810—94)》中的7mg/kg。这说明在90%的置信度下,当土壤As含量低于15mg/kg时,其上生产的稻米As含量符合国家食品卫生标准。图5-16 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(182组数据)分布F5-16 As distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-17 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(175组数据)分布F5-17 As distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province考虑到土壤As含量15mg/kg恰好也是土壤环境质量标准中的自然背景值,本书建议采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田As含量标准作为评价标准,并将土壤As含量15mg/kg定义为安全界限值;把土壤As含量30mg/kg、25mg/kg、20mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH大于5情况下的土壤As含量30mg/kg定义为危险界限值。Cr图5-18 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(182组数据)分布F5-18 Cr distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-19 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(179组数据)分布F5-19 Cr distribution(179 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province从图5-18中可以看出,土壤Cr含量范围为9~7mg/kg,稻米Cr含量范围为05~83mg/kg,其中 35% 的数据(179 组)集中分布土壤Cr含量9~7mg/kg、稻米Cr含量05~74mg/kg范围内(图5-19)。集中分布的179组稻米Cr-土壤Cr数据(图5-19)具有以下特点:①稻米Cr含量不随土壤Cr含量的变化而变化,这与前人的研究结果相悖(包括对照试验和江苏淮安绿色食品基地采样测试),需要进一步分析研究其中原因;②稻米Cr含量超过国家《食品中铬限量卫生标准》中的0mg/kg的58组数据的土壤Cr含量范围也为9~7mg/kg,就是说稻米超标数据组中土壤Cr-稻米Cr也不存在正相关统计关系。但鉴于长期生活于广大的浙江平原(盆地)区上的居民,并未发现与高Cr有关的健康问题,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田Cr标准作为评价标准,并把土壤Cr含量90mg/kg定义为安全界限值;把土壤Cr含量250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Cr含量400mg/kg定义为危险界限值。Cu从图5-20中可以看出,土壤中Cu含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Cu含量分布范围为29~8mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Cu含量7~1mg/kg、稻米Cu含量29~99mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中铜限量卫生标准(GB15199—94)》规定的粮食Cu最高限量10mg/kg。这说明,当土壤中Cu含量低于1mg/kg时,其上生产的稻米Cu含量指标是安全的。根据181 组稻米Cu-土壤Cu数据(图5-21),从国家食品卫生标准推测的3个回归值分别为120mg/kg、165mg/kg和211mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取80mg/kg作为安全界限值,取120mg/kg和200mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-20 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(182组数据)分布F5-20 Cu distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-21 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(181组数据)分布F5-21 Cu distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PZn从图5-22中可以看出,土壤中Zn含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Zn含量分布范围为2~07mg/kg,其中90%的数据(180组)集中分布在土壤Zn含量7~200mg/kg、稻米Zn含量2~40mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中锌限量卫生标准(GB13106—91)》规定的粮食Zn最高限量50mg/kg。这说明,当土壤中Zn含量低于200mg/kg时,其上生产的稻米Zn含量指标是安全的。根据由180组稻米Zn-土壤Zn数据聚类合并的构造数据组(图5-23)推测的3个回归值分别为259mg/kg、524mg/kg和789mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取200mg/kg作为安全界限值,取300mg/kg和500mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-22 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(182组数据)分布F5-22 Zn Distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-23 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(60组构造数据)分布F5-23 Zn distribution(60 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PSe从图5-24中可以看出,土壤中Se含量分布范围为124~642mg/kg,稻米中Se含量分布范围为011~311mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Se含量124~642mg/kg、稻米Se含量011~133mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中硒限量卫生标准(GB13105—91)》规定的粮食Se最高限量3mg/kg。说明当土壤中Se含量低于64mg/kg时,其上生产的稻米Se含量指标是安全的。根据181组稻米Se-土壤Se数据(图5-25),推测的3个回归值分别为21mg/kg、80mg/kg和39mg/kg。综合考虑有关Se生态效应的文献资料,建议取60mg/kg作为安全界限值,取0mg/kg和0mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-24 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(182组数据)分布F5-24 Se distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-25 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(181组数据)分布F5-25 Se distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province综上所述,浙江北部、东部平原区水田安全性评价的农业地质地球化学评价标准值可归纳为表5-2、表5-3。表5-2 浙江北部、东部平原区5种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-2 Evaluation standard values for the 5 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang表5-3 浙江北部、东部平原区3种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-3 Evaluation standard values for the 3 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang (mg/kg)(二)评价结果及讨论根据评价方法要求和确定评价标准值实测数据情况,在对浙江上虞市进行土地安全性农业地质地球化学评价之前,首先将浙江上虞全域区分为丘陵山区和平原盆地区两类。本方法仅对浙江上虞平原盆地区进行评价,实际评价范围包括北部山前平原-滨海平原区、章镇盆地、丰惠盆地等,面积约5km2。评价数据采用浅层土壤样品测试分析数据,即样品数据密度为1个/km2。浙江上虞境内共计1040个采样点数据,其中评价区内共有868个采样点数据。评价程序是,首先逐一进行单指标评价,得到每个指标的评价结果离散图;再采用“一票否决,区域叠加”方法,进行多指标评价;最后综合考虑地质地理和人类活动等因素勾绘评价分区。安全区、基本安全区分别用绿色、黄绿色表示;警戒区、危险区分别用橙黄色、红色表示,并用评价指标命名(图5-26)。评价结果评价结果显示,上虞市平原盆地区土地地球化学状况良好,安全区和基本安全区面积约4km2,占评价区面积的5%。其中,安全区面积1km2,占评价区面积的3%,主要分布在北部平原区的沥海镇、崧厦镇、盖北乡、百官镇以及丰惠盆地的永和镇、章镇盆地南部、曹娥江沿岸上浦镇—曹娥街道等地区。基本安全区面积约3km2,占评价区面积的2%,主要分布在丁宅—章镇、汤浦镇、丰惠镇、东关—道墟、小越—盖北等地。基本安全区特征是土壤Pb含量稍高,其中除小越—盖北一带可能主要由于受施用肥料、农药等农业生产活动影响以外,其余地区主要是受银山、大齐岙矿化的自然地质背景的控制。个别地区也有Hg、As或Cd含量稍高的现象,如东关镇西局部地区土壤Hg、As、Cd 含量稍高,盖北乡以南局部地区As、Cd含量稍高,丰惠镇西北局部地区土壤Hg含量稍高。警戒区零星分布在东关、长塘湖田、银山、丰惠镇黄浦桥、盖北乡夏盖山村五个地点(表5-4),面积约7km2,占评价区面积的4%。其中银山为As、Pb警戒区,主要是由于银山矿化点地质背景造成的;东关、湖田、黄浦桥均为Hg警戒区,主要是受长期人类活动影响所致;盖北乡夏盖山村为Cu警戒区,反映了盖北葡萄基地20余年来施用CuSO4溶液防治病虫害产生的土壤Cu积累。表5-4 浙江省上虞市土地警戒区分布情况一览表 Table 5-4 Distribution chart for alerting land zones in Shangyu City,Zhejiang Province危险区零星分布在海螺山、称山、华镇、中塘四个地点(表5-5),面积约4km2,占评价区面积的1%。除海螺山为As危险区以外,称山、华镇、中塘均为Cd危险区,可能都是人类活动影响所致。表5-5 浙江省上虞市土地危险区分布情况一览表 Table 5-5 Distribution charts for dangerous land zones in Shangyu City,Zhejiang P评价结果讨论从本地区的评价结果看,与采用国家土壤环境质量标准评价的结果相比较(表5-6),二者主要的不同点在于:第一,从各类区的土地面积及分布来看,土地安全区相当于土壤环境质量的Ⅰ类和Ⅱ类区,基本安全区相当于Ⅲ类区,警戒区和危险区相当于超Ⅲ类区。仅从这一点来说,目前评价工作中,将用土壤环境质量标准评价得出的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、超Ⅲ类的土壤环境质量分级,分别定义为清洁、轻度污染、中度污染、重度污染,不符合实际情况。第二,从国家土壤环境质量标准二级标准的制定原则看,Ⅰ类和Ⅱ类区都应属于未使农作物籽实重金属含量超标的地区,应属于安全区,这一点在本书的实例中得到了证实。第三,本书所定义的基本安全区为农作物籽实符合国家食品卫生标准的保障程度是75%,而用国家土壤质量标准评价的Ⅲ类区属于农作物籽实重金属含量超标的范围。二者对同一地区的土地质量安全性的评判存在很大差异,同时也证实了国家土壤质量标准确定的界限过于严格。第四,本方法将相当于国家土壤质量标准评价结果的超Ⅲ类区,进一步区分为警戒区和危险区,更有利于合理利用和保护土地。表5-6 浙江省上虞市土地安全性分区与国家标准土壤分类对比表 Table 5-6 Contrast chart for the ecological safety zoning of land in Shangyu City,Zhejiang Province and the National Soils Categories续表图5-26 浙江省上虞市土地生态安全性评价图F5-26 Ecological safety estimation chart for land in Shangyu City,Zhejiang Province
土地生态安全评价论文题目大全
为了对浙江上虞土地质量安全性进行区域性评价,作者选择了本区大面积种植的水稻作为评价指示作物。评价指标选择Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Se等8种元素指标。评价的源标准采用国家食品卫生标准(表5-1)。表5-1 8种评价指标的国家食品限量卫生标准一览表 Table 5-1 The indexes of National limited sanitary standards for estimating food(一)确定评价标准值浙江上虞境内采取稻米-根系土配套样品26组,另外在浙江东部沿海平原区、浙江北部平原其他地区还采集稻米-根系土配套样品156 组,因此,在浙江省平原(盆地)区可用于确定评价标准值的原始数据共有182组。Cd从稻米-根系土Cd数据分布图(图5-1)可以看出,土壤中Cd含量分布范围为95~2059μg/kg,相应的稻米中Cd含量分布范围为7~3μg/kg。显然,根据如此分布的182组数据建立稻米Cd与土壤Cd的相关分析是不合适的。从图中可以看出,其中15%的数据组(175组)集中分布在土壤Cd含量为95~608μg/kg范围内、稻米Cd含量为7~6μg/kg范围内,且其相关趋势比较显著,因此,本书试图利用较集中分布的175组数据以《食品中镉限量卫生标准(GB15201—94)》规定的大米Cd最高限量200μg/kg确定评价标准值。图5-2是浙江北部及东部地区175组稻米Cd-根系土Cd的分布及回归分析。从图5-2中可以看出,回归方程和其构造的95%的置信区间,未能很好地反映这组数据的数量关系特征,主要原因在于这组数据在低值区段极为密集,结果是在采用最小二乘法使残差平方和达到最小的计算中,这些数据的残差占据了明显优势,而这是由于原始数据分布造成的。为了消除这方面的影响,本书采用了聚类分析方法,将密集数据按聚类分组合并构造出一组能代表原始数据特征的新的数据组,并进行了构造数据组的代表性比较试验。代表性比较试验是将原始数据按数据相近程度构造成一系列新的数据组,并分别进行回归分析,观察回归方程对数据特征的逼近程度。图5-3、图5-4、图5-5、图5-6、图5-7、图5-8、图5-9、图5-10、图5-11,分别为160 组、140 组、120 组、100组、90组、80组、70组、50组和30组构造数据的分布及相关关系图。图5-1 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd分布(182组数据)F5-1 Cd distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-2 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(175组数据)分布F5-2 Cd distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-3 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(160组构造数据)分布F5-3 Cd distribution(160 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-4 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(140组构造数据)分布F5-4 Cd distribution(140 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-5 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(120组构造数据)分布F5-5 Cd distribution(120 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-6 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(100组构造数据)分布F5-6 Cd distribution(100 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-7 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(90组构造数据)分布F5-7 Cd distribution(90 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-8 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(80组构造数据)分布F5-8 Cd distribution(80 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-9 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(70组构造数据)分布F5-9 Cd distribution(70 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-10 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(50组构造数据)分布F5-10 Cd distribution(50 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-11 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(30组构造数据)分布F5-11 Cd distribution(30 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province通过对90组构造数据与原始数据(175组)的数据特征、回归方程、置信区间的比较,认为90组构造数据可以较好地代表175组原始数据组的数据特征,可以用其确定评价标准值。由Cd食品卫生标准计算的回归值或推测回归值分别为324μg/kg、563μg/kg和802μg/kg。综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取320μg/kg作为本区安全界限值,取560μg/kg和800μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。Hg从图5-12中可以看出,土壤中Hg含量分布范围为7~530μg/kg,相应的稻米中Hg含量分布范围为5~2μg/kg;其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Hg含量为7~530μg/kg、稻米Hg含量为5~7μg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中汞允许量标准(GB2762—94)》规定的粮食Hg最高限量20μg/kg。说明,当土壤中Hg含量低于530μg/kg时,其上生产的稻米Hg指标是安全的,保障程度达99%以上。若根据181组稻米Hg-土壤Hg数据(图5-13),推测回归值分别为2222μg/kg、3932μg/kg和5642μg/kg,远远高于本地区实测数据范围。因此,综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取530μg/kg作为安全界限值,取1000μg/kg、1500μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-12 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(182组数据)分布F5-12 Hg distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-13 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(181组数据)分布F5-13 Hg distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east Area of Zhejiang PPb从图5-14中可以看出,土壤中Pb含量分布范围为6~427mg/kg,稻米中Pb含量分布范围为17~95mg/kg,其中25%的数据(177组)集中分布在土壤Pb含量为6~9mg/kg、稻米Pb含量为17~95mg/kg范围内。此时,18%的数据组中稻米Pb含量高于或远远高于卫生部颁发的《食品中铅限量卫生标准(GB14935—94)》规定的粮食Pb最高限量4mg/kg。显然,根据上述集中分布的177组数据计算得到的安全界限值、基本安全界限值和危险界限值(图5-15)远远低于《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》。产生这一结果的原因可能有:①土壤环境质量标准中二级标准的制定依据来自对照试验数据,而本书中的数据来自天然状态下的测试数据,这也说明用对照试验模拟天然状态会出现很大偏差;②本区天然状态下土壤Pb可能不是稻米Pb的主要来源,而这与已有研究结论相悖。图5-14 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(182组数据)分布F5-14 Pb distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-15 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(177组数据)分布F5-15 Pb distribution(177 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province鉴于在广大的浙江平原(盆地)区,当地居民在长期食用其上生产的稻米尚未发现大量发Pb 和血 Pb 异常累计的情况,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的Pb标准作为评价标准,并把土壤Pb含量为35mg/kg定义为安全界限值;把土壤Pb含量为250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Pb含量500mg/kg定义为危险界限值。As从图5-16中可以看出,土壤As含量范围为87~2mg/kg,稻米As含量范围为074~101mg/kg,其中15%的数据(175 组)集中分布在土壤 As 含量87~89mg/kg、稻米A074~09mg/kg范围内。集中分布的175组稻米As-土壤As数据(图5-17)具有以下特点:①稻米As含量不随土壤As含量的变化而变化,这与对照试验的研究结果(表4-11)不同。在土壤环境质量研究组的试验中,从北方到南方的不同地区,不论草甸褐土、草甸棕壤、黄棕壤,还是红壤、赤红壤、砖红壤,试验组中稻米As含量均高于对照组。②其中土壤As最高含量低于15mg/kg,所对应的71%的数组中稻米As含量低于《食品中砷限量卫生标准(GB4810—94)》中的7mg/kg。这说明在90%的置信度下,当土壤As含量低于15mg/kg时,其上生产的稻米As含量符合国家食品卫生标准。图5-16 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(182组数据)分布F5-16 As distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-17 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(175组数据)分布F5-17 As distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province考虑到土壤As含量15mg/kg恰好也是土壤环境质量标准中的自然背景值,本书建议采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田As含量标准作为评价标准,并将土壤As含量15mg/kg定义为安全界限值;把土壤As含量30mg/kg、25mg/kg、20mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH大于5情况下的土壤As含量30mg/kg定义为危险界限值。Cr图5-18 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(182组数据)分布F5-18 Cr distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-19 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(179组数据)分布F5-19 Cr distribution(179 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province从图5-18中可以看出,土壤Cr含量范围为9~7mg/kg,稻米Cr含量范围为05~83mg/kg,其中 35% 的数据(179 组)集中分布土壤Cr含量9~7mg/kg、稻米Cr含量05~74mg/kg范围内(图5-19)。集中分布的179组稻米Cr-土壤Cr数据(图5-19)具有以下特点:①稻米Cr含量不随土壤Cr含量的变化而变化,这与前人的研究结果相悖(包括对照试验和江苏淮安绿色食品基地采样测试),需要进一步分析研究其中原因;②稻米Cr含量超过国家《食品中铬限量卫生标准》中的0mg/kg的58组数据的土壤Cr含量范围也为9~7mg/kg,就是说稻米超标数据组中土壤Cr-稻米Cr也不存在正相关统计关系。但鉴于长期生活于广大的浙江平原(盆地)区上的居民,并未发现与高Cr有关的健康问题,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田Cr标准作为评价标准,并把土壤Cr含量90mg/kg定义为安全界限值;把土壤Cr含量250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Cr含量400mg/kg定义为危险界限值。Cu从图5-20中可以看出,土壤中Cu含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Cu含量分布范围为29~8mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Cu含量7~1mg/kg、稻米Cu含量29~99mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中铜限量卫生标准(GB15199—94)》规定的粮食Cu最高限量10mg/kg。这说明,当土壤中Cu含量低于1mg/kg时,其上生产的稻米Cu含量指标是安全的。根据181 组稻米Cu-土壤Cu数据(图5-21),从国家食品卫生标准推测的3个回归值分别为120mg/kg、165mg/kg和211mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取80mg/kg作为安全界限值,取120mg/kg和200mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-20 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(182组数据)分布F5-20 Cu distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-21 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(181组数据)分布F5-21 Cu distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PZn从图5-22中可以看出,土壤中Zn含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Zn含量分布范围为2~07mg/kg,其中90%的数据(180组)集中分布在土壤Zn含量7~200mg/kg、稻米Zn含量2~40mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中锌限量卫生标准(GB13106—91)》规定的粮食Zn最高限量50mg/kg。这说明,当土壤中Zn含量低于200mg/kg时,其上生产的稻米Zn含量指标是安全的。根据由180组稻米Zn-土壤Zn数据聚类合并的构造数据组(图5-23)推测的3个回归值分别为259mg/kg、524mg/kg和789mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取200mg/kg作为安全界限值,取300mg/kg和500mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-22 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(182组数据)分布F5-22 Zn Distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-23 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(60组构造数据)分布F5-23 Zn distribution(60 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PSe从图5-24中可以看出,土壤中Se含量分布范围为124~642mg/kg,稻米中Se含量分布范围为011~311mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Se含量124~642mg/kg、稻米Se含量011~133mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中硒限量卫生标准(GB13105—91)》规定的粮食Se最高限量3mg/kg。说明当土壤中Se含量低于64mg/kg时,其上生产的稻米Se含量指标是安全的。根据181组稻米Se-土壤Se数据(图5-25),推测的3个回归值分别为21mg/kg、80mg/kg和39mg/kg。综合考虑有关Se生态效应的文献资料,建议取60mg/kg作为安全界限值,取0mg/kg和0mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-24 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(182组数据)分布F5-24 Se distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-25 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(181组数据)分布F5-25 Se distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province综上所述,浙江北部、东部平原区水田安全性评价的农业地质地球化学评价标准值可归纳为表5-2、表5-3。表5-2 浙江北部、东部平原区5种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-2 Evaluation standard values for the 5 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang表5-3 浙江北部、东部平原区3种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-3 Evaluation standard values for the 3 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang (mg/kg)(二)评价结果及讨论根据评价方法要求和确定评价标准值实测数据情况,在对浙江上虞市进行土地安全性农业地质地球化学评价之前,首先将浙江上虞全域区分为丘陵山区和平原盆地区两类。本方法仅对浙江上虞平原盆地区进行评价,实际评价范围包括北部山前平原-滨海平原区、章镇盆地、丰惠盆地等,面积约5km2。评价数据采用浅层土壤样品测试分析数据,即样品数据密度为1个/km2。浙江上虞境内共计1040个采样点数据,其中评价区内共有868个采样点数据。评价程序是,首先逐一进行单指标评价,得到每个指标的评价结果离散图;再采用“一票否决,区域叠加”方法,进行多指标评价;最后综合考虑地质地理和人类活动等因素勾绘评价分区。安全区、基本安全区分别用绿色、黄绿色表示;警戒区、危险区分别用橙黄色、红色表示,并用评价指标命名(图5-26)。评价结果评价结果显示,上虞市平原盆地区土地地球化学状况良好,安全区和基本安全区面积约4km2,占评价区面积的5%。其中,安全区面积1km2,占评价区面积的3%,主要分布在北部平原区的沥海镇、崧厦镇、盖北乡、百官镇以及丰惠盆地的永和镇、章镇盆地南部、曹娥江沿岸上浦镇—曹娥街道等地区。基本安全区面积约3km2,占评价区面积的2%,主要分布在丁宅—章镇、汤浦镇、丰惠镇、东关—道墟、小越—盖北等地。基本安全区特征是土壤Pb含量稍高,其中除小越—盖北一带可能主要由于受施用肥料、农药等农业生产活动影响以外,其余地区主要是受银山、大齐岙矿化的自然地质背景的控制。个别地区也有Hg、As或Cd含量稍高的现象,如东关镇西局部地区土壤Hg、As、Cd 含量稍高,盖北乡以南局部地区As、Cd含量稍高,丰惠镇西北局部地区土壤Hg含量稍高。警戒区零星分布在东关、长塘湖田、银山、丰惠镇黄浦桥、盖北乡夏盖山村五个地点(表5-4),面积约7km2,占评价区面积的4%。其中银山为As、Pb警戒区,主要是由于银山矿化点地质背景造成的;东关、湖田、黄浦桥均为Hg警戒区,主要是受长期人类活动影响所致;盖北乡夏盖山村为Cu警戒区,反映了盖北葡萄基地20余年来施用CuSO4溶液防治病虫害产生的土壤Cu积累。表5-4 浙江省上虞市土地警戒区分布情况一览表 Table 5-4 Distribution chart for alerting land zones in Shangyu City,Zhejiang Province危险区零星分布在海螺山、称山、华镇、中塘四个地点(表5-5),面积约4km2,占评价区面积的1%。除海螺山为As危险区以外,称山、华镇、中塘均为Cd危险区,可能都是人类活动影响所致。表5-5 浙江省上虞市土地危险区分布情况一览表 Table 5-5 Distribution charts for dangerous land zones in Shangyu City,Zhejiang P评价结果讨论从本地区的评价结果看,与采用国家土壤环境质量标准评价的结果相比较(表5-6),二者主要的不同点在于:第一,从各类区的土地面积及分布来看,土地安全区相当于土壤环境质量的Ⅰ类和Ⅱ类区,基本安全区相当于Ⅲ类区,警戒区和危险区相当于超Ⅲ类区。仅从这一点来说,目前评价工作中,将用土壤环境质量标准评价得出的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、超Ⅲ类的土壤环境质量分级,分别定义为清洁、轻度污染、中度污染、重度污染,不符合实际情况。第二,从国家土壤环境质量标准二级标准的制定原则看,Ⅰ类和Ⅱ类区都应属于未使农作物籽实重金属含量超标的地区,应属于安全区,这一点在本书的实例中得到了证实。第三,本书所定义的基本安全区为农作物籽实符合国家食品卫生标准的保障程度是75%,而用国家土壤质量标准评价的Ⅲ类区属于农作物籽实重金属含量超标的范围。二者对同一地区的土地质量安全性的评判存在很大差异,同时也证实了国家土壤质量标准确定的界限过于严格。第四,本方法将相当于国家土壤质量标准评价结果的超Ⅲ类区,进一步区分为警戒区和危险区,更有利于合理利用和保护土地。表5-6 浙江省上虞市土地安全性分区与国家标准土壤分类对比表 Table 5-6 Contrast chart for the ecological safety zoning of land in Shangyu City,Zhejiang Province and the National Soils Categories续表图5-26 浙江省上虞市土地生态安全性评价图F5-26 Ecological safety estimation chart for land in Shangyu City,Zhejiang Province
刘胜华、潘成荣、曲福田等学者从土地资源生态安全问题及对策角度对土地资源生态安全进行了研究。刘胜华 (2004)围绕我国土地生态安全方面的主要问题提出要完善我国土地生态安全的法律体系。潘成荣 (2004)根据安徽省自然资源质量与分布等特征讨论了土地利用与生态安全,并针对土地利用的具体问题提出了相应的解决措施。曲福田(2005)首先阐述了土地生态安全的概念,随后以江苏省为例分析了其严重的土地生态安全问题,最后提出了确保土地生态安全的对策。罗贞礼、王强、刘勇、田克明以评价指标体系、评价方法等为主要内容对土地资源生态评价进行了研究。罗贞礼 (2002)利用系统聚类分析方法,以湖南省 14 个地州 (市)为样本,从 1999 年社会经济和土地生态环境压力、土地生态环境质量、土地生态环境保护和整治能力等多方面选取了 24 个指标,对土地利用生态安全评价指标作了聚类分析。王强 (2003)通过介绍我国草地概况和国内外生态安全研究的进展,提出了我国草地生态系统生态安全的评价体系。刘勇在对区域土地资源生态安全概念、内容和目标研究的基础上,探讨了区域土地生态安全评价方法,建立了土地资源生态安全评价的代表性指标体系,并以浙江嘉兴市为例,以嘉兴市土地资源生态安全作为评价的目标层,构建了适合区域特征的土地资源生态安全评价指标体系,进而运用相关数学方法,对嘉兴市 1991 年和 1997 年的土地资源生态安全状况进行了综合评价。田克明 (2005)在分析我国农用地生态现状的基础上,建立了农用地生态安全评价的指标体系,并针对我国的国情提出了农用地生态安全评价方法 (表 2)。表 2 我国以土地资源生态安全为主题的部分研究课题一览
1 河南省土地资源生态安全评判标准根据河南省各县 (市)土地资源生态安全评价情况,参考相关文献,本次研究制定了 5 个安全等级,即Ⅰ (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ(较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。由于评价的是 “安全度”,因此综合安全值越高,其区域土地资源生态系统结构相对较为稳定,在人为活动胁迫条件下的抗干扰性就相对较强,生态状况就越好,反之则差 (表 9)。表 9 河南省土地资源生态安全标准综合评判2 河南省土地资源生态安全评判分析1 土地资源生态安全评价综合值评判分析通过对河南省土地资源可持续利用的生态安全评价可知 (表 10),在评价的 34 个县 (市)里,有 4 个评价单元的生态安全状况处于 “不安全状况”,分别为巩义市、新密市、渑池县和陕县。其生态安全综合值均接近上限。状态表征处于 “较不安全状态”的有义马市、西峡县、嵩县、商城县、宝丰县等,共 20 个评价单元,占评价单元总数的82% 。其中,近 80% 评价单元的生态安全综合值处于中下等水平,义马市更是接近不安全状态。状态表征处于 “一般安全状态”的有息县、新蔡县、虞城县和封丘县等,共10 个评价单元,占评价单元总数的 41% 。其中 80% 其生态安全综合值位于 6 ~ 7之间,由此说明,虽然处于 “一般安全状态”,这些评价单元的土地资源生态安全状况也并不乐观 (图 3 至图 6)。2 评价结果总体评判分析从土地资源生态安全评价结果 (表 11)可以看出,河南省土地资源生态安全总体状况处于 “较不安全状态”(图 7)。表 10 河南省土地资源生态安全评价结果从系统评价结果可以看出,土地自然资源因素对评价的影响程度最大,其次是土地经济因素和社会因素 (图 8,图 9)具体评判分析如下:(1)土地资源生态安全处于不安全状态的评价区域,如新密市、渑池县、巩义市、陕县等,都是由于土地资源因素和土地经济因素均处于较低水平而导致的,或者说,这些评价区域的土地资源生态不安全性的大部分动因是具有“结构型不安全”类型的。该地区位于丘陵区,植被覆盖较差,耕地压力较大,人均后备土地资源储备明显不足,水土流失面积占区域土地总面积的比例较大,土地自然资源质量有降低趋势。此外,新密市、巩义市等还存在由于土地污染现象加重,水质下降、治理投入资金相对污染速度较低而导致的社会生态环境不安全状况。图 3 河南省土地资源生态安全评价综合值图 4 处于不安全状况的样点 (区)分布图 5 处于较不安全状况的样点 (区)分布图 6 处于一般安全状况的样点 (区)分布图7 安地资源生态土全综合评价图图8 全地自然生态安土系统安全评价图图9 安地经济生态土全系统评价图(2)土地资源生态安全处于较不安全状态的评价区域有义马市、西峡县、嵩县、商城县等,该区域在地形地貌上有平原和丘陵。平原地区的土地资源生态不安全表现为以人类活动胁迫为主的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,人口密度大,土地生态系统服务功能退化严重; 丘陵地区的土地资源生态不安全表现为人类活动和环境胁迫兼有的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,森林覆盖率低,耕地质量指数低,环境污染治理强度差等,该地区生态系统结构破坏较大,功能退化且不完全,受外界干扰恢复困难,生态问题较大,生态灾害也比较多。(3)土地资源生态安全处于一般安全状态的有息县、新蔡县、虞城县、封丘县等,大部分属平原地区,该地区人均水资源相对较多,农田旱涝保收率较高,水土流失面积百分比偏低,单位土地工业 “三废”负荷相对较低,土地利用结构多样性指数较高。总之,土地生态系统服务功能已有退化,生态环境受到一定破坏,生态系统结构有变化,但尚可维持基本功能,受干扰后易恶化,生态问题显著,生态灾害时有发生。表 11 河南省土地资源生态安全评价因素安全值排序续表
土地生态安全评价论文选题
可参考文献: 1 基于组件式的国土资源地理信息系统的研究 刘明 华中科技大学 2004-11-01 硕士 1 178 2 国土资源开发利用与重庆区域经济社会可持续发展研究 彭永辉 西南大学 2006-04-28 硕士 0 78 3 国土资源数据中心基础平台的设计与研究 马圣敏 中国地质大学 2007-05-01 硕士 0 96 4 资源资产化管理的理论与实践研究 申健 安徽农业大学 2007-06-01 硕士 0 0 5 基于语义国土资源异构空间数据转换模型研究与实践 刘雪凯 南京师范大学 2005-05-01 硕士 1 110 6 基于WebGIS的国土资源信息服务系统研究 王来刚 河南大学 2006-05-01 硕士 1 125 7 国土资源数据中心架构体系研究与设计 黄志超 中国地质大学 2005-05-01 硕士 1 94 8 图文一体化在国土资源行业中的应用 李营营 华东师范大学 2007-06-01 硕士 0 44 9 城乡一体化国土资源数据中心管理系统的建设 钟美 吉林大学 2007-06-05 硕士 0 121 10 贵阳市土地承载力分析及优化配置 黄海燕 贵州师范大学 2007-04-26 硕士 0 45 11 基于土地资源生态安全的平坝县土地利用结构优化研究 张为义 华中农业大学 2007-06-01 硕士 0 112 12 陕西省土地资源现状和土地退化防治策略研究 许亚军 西北农林科技大学 2007-10-01 硕士 0 10 13 基于土地承载力的区域土地资源安全评价 蔡成凤 南京农业大学 2007-05-01 硕士 0 35 14 重庆市推进城乡统筹发展的土地整模式研究 张黎 西南大学 2008-04-20 硕士 0 2 15 农村土地整理模式、技术标准及其对土地资源优化配置的影响——以嘉兴市为例 屠帆 浙江大学 2002-05-01 硕士 8 326 16 吉林省土地利用结构分析与资源配置研究 张颢静 吉林农业大学 2007-06-01 硕士 0 141 17 内陆干旱区水土资源开发对水资源转化的影响研究 陈俭煌 西北农林科技大学 2005-06-01 硕士 1 138 18 关中土地利用变化及土地合理利用 张新主 西北大学 2005-06-01 硕士 5 281 19 农地产权制度对农业土地资源配置效率的影响研究 纪丽娟 西北农林科技大学 2005-05-01 硕士 0 185 20 汉中市土地资源评价及人口承载量研究 危锋 西北农林科技大学 2006-06-01 硕士 0 160 首页 上页 1 2 3 4 5 6 7 下页 末页 共有记录136条
为了对浙江上虞土地质量安全性进行区域性评价,作者选择了本区大面积种植的水稻作为评价指示作物。评价指标选择Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Se等8种元素指标。评价的源标准采用国家食品卫生标准(表5-1)。表5-1 8种评价指标的国家食品限量卫生标准一览表 Table 5-1 The indexes of National limited sanitary standards for estimating food(一)确定评价标准值浙江上虞境内采取稻米-根系土配套样品26组,另外在浙江东部沿海平原区、浙江北部平原其他地区还采集稻米-根系土配套样品156 组,因此,在浙江省平原(盆地)区可用于确定评价标准值的原始数据共有182组。Cd从稻米-根系土Cd数据分布图(图5-1)可以看出,土壤中Cd含量分布范围为95~2059μg/kg,相应的稻米中Cd含量分布范围为7~3μg/kg。显然,根据如此分布的182组数据建立稻米Cd与土壤Cd的相关分析是不合适的。从图中可以看出,其中15%的数据组(175组)集中分布在土壤Cd含量为95~608μg/kg范围内、稻米Cd含量为7~6μg/kg范围内,且其相关趋势比较显著,因此,本书试图利用较集中分布的175组数据以《食品中镉限量卫生标准(GB15201—94)》规定的大米Cd最高限量200μg/kg确定评价标准值。图5-2是浙江北部及东部地区175组稻米Cd-根系土Cd的分布及回归分析。从图5-2中可以看出,回归方程和其构造的95%的置信区间,未能很好地反映这组数据的数量关系特征,主要原因在于这组数据在低值区段极为密集,结果是在采用最小二乘法使残差平方和达到最小的计算中,这些数据的残差占据了明显优势,而这是由于原始数据分布造成的。为了消除这方面的影响,本书采用了聚类分析方法,将密集数据按聚类分组合并构造出一组能代表原始数据特征的新的数据组,并进行了构造数据组的代表性比较试验。代表性比较试验是将原始数据按数据相近程度构造成一系列新的数据组,并分别进行回归分析,观察回归方程对数据特征的逼近程度。图5-3、图5-4、图5-5、图5-6、图5-7、图5-8、图5-9、图5-10、图5-11,分别为160 组、140 组、120 组、100组、90组、80组、70组、50组和30组构造数据的分布及相关关系图。图5-1 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd分布(182组数据)F5-1 Cd distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-2 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(175组数据)分布F5-2 Cd distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-3 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(160组构造数据)分布F5-3 Cd distribution(160 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-4 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(140组构造数据)分布F5-4 Cd distribution(140 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-5 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(120组构造数据)分布F5-5 Cd distribution(120 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-6 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(100组构造数据)分布F5-6 Cd distribution(100 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-7 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(90组构造数据)分布F5-7 Cd distribution(90 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-8 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(80组构造数据)分布F5-8 Cd distribution(80 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-9 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(70组构造数据)分布F5-9 Cd distribution(70 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-10 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(50组构造数据)分布F5-10 Cd distribution(50 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-11 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(30组构造数据)分布F5-11 Cd distribution(30 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province通过对90组构造数据与原始数据(175组)的数据特征、回归方程、置信区间的比较,认为90组构造数据可以较好地代表175组原始数据组的数据特征,可以用其确定评价标准值。由Cd食品卫生标准计算的回归值或推测回归值分别为324μg/kg、563μg/kg和802μg/kg。综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取320μg/kg作为本区安全界限值,取560μg/kg和800μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。Hg从图5-12中可以看出,土壤中Hg含量分布范围为7~530μg/kg,相应的稻米中Hg含量分布范围为5~2μg/kg;其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Hg含量为7~530μg/kg、稻米Hg含量为5~7μg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中汞允许量标准(GB2762—94)》规定的粮食Hg最高限量20μg/kg。说明,当土壤中Hg含量低于530μg/kg时,其上生产的稻米Hg指标是安全的,保障程度达99%以上。若根据181组稻米Hg-土壤Hg数据(图5-13),推测回归值分别为2222μg/kg、3932μg/kg和5642μg/kg,远远高于本地区实测数据范围。因此,综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取530μg/kg作为安全界限值,取1000μg/kg、1500μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-12 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(182组数据)分布F5-12 Hg distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-13 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(181组数据)分布F5-13 Hg distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east Area of Zhejiang PPb从图5-14中可以看出,土壤中Pb含量分布范围为6~427mg/kg,稻米中Pb含量分布范围为17~95mg/kg,其中25%的数据(177组)集中分布在土壤Pb含量为6~9mg/kg、稻米Pb含量为17~95mg/kg范围内。此时,18%的数据组中稻米Pb含量高于或远远高于卫生部颁发的《食品中铅限量卫生标准(GB14935—94)》规定的粮食Pb最高限量4mg/kg。显然,根据上述集中分布的177组数据计算得到的安全界限值、基本安全界限值和危险界限值(图5-15)远远低于《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》。产生这一结果的原因可能有:①土壤环境质量标准中二级标准的制定依据来自对照试验数据,而本书中的数据来自天然状态下的测试数据,这也说明用对照试验模拟天然状态会出现很大偏差;②本区天然状态下土壤Pb可能不是稻米Pb的主要来源,而这与已有研究结论相悖。图5-14 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(182组数据)分布F5-14 Pb distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-15 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(177组数据)分布F5-15 Pb distribution(177 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province鉴于在广大的浙江平原(盆地)区,当地居民在长期食用其上生产的稻米尚未发现大量发Pb 和血 Pb 异常累计的情况,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的Pb标准作为评价标准,并把土壤Pb含量为35mg/kg定义为安全界限值;把土壤Pb含量为250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Pb含量500mg/kg定义为危险界限值。As从图5-16中可以看出,土壤As含量范围为87~2mg/kg,稻米As含量范围为074~101mg/kg,其中15%的数据(175 组)集中分布在土壤 As 含量87~89mg/kg、稻米A074~09mg/kg范围内。集中分布的175组稻米As-土壤As数据(图5-17)具有以下特点:①稻米As含量不随土壤As含量的变化而变化,这与对照试验的研究结果(表4-11)不同。在土壤环境质量研究组的试验中,从北方到南方的不同地区,不论草甸褐土、草甸棕壤、黄棕壤,还是红壤、赤红壤、砖红壤,试验组中稻米As含量均高于对照组。②其中土壤As最高含量低于15mg/kg,所对应的71%的数组中稻米As含量低于《食品中砷限量卫生标准(GB4810—94)》中的7mg/kg。这说明在90%的置信度下,当土壤As含量低于15mg/kg时,其上生产的稻米As含量符合国家食品卫生标准。图5-16 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(182组数据)分布F5-16 As distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-17 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(175组数据)分布F5-17 As distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province考虑到土壤As含量15mg/kg恰好也是土壤环境质量标准中的自然背景值,本书建议采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田As含量标准作为评价标准,并将土壤As含量15mg/kg定义为安全界限值;把土壤As含量30mg/kg、25mg/kg、20mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH大于5情况下的土壤As含量30mg/kg定义为危险界限值。Cr图5-18 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(182组数据)分布F5-18 Cr distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-19 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(179组数据)分布F5-19 Cr distribution(179 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province从图5-18中可以看出,土壤Cr含量范围为9~7mg/kg,稻米Cr含量范围为05~83mg/kg,其中 35% 的数据(179 组)集中分布土壤Cr含量9~7mg/kg、稻米Cr含量05~74mg/kg范围内(图5-19)。集中分布的179组稻米Cr-土壤Cr数据(图5-19)具有以下特点:①稻米Cr含量不随土壤Cr含量的变化而变化,这与前人的研究结果相悖(包括对照试验和江苏淮安绿色食品基地采样测试),需要进一步分析研究其中原因;②稻米Cr含量超过国家《食品中铬限量卫生标准》中的0mg/kg的58组数据的土壤Cr含量范围也为9~7mg/kg,就是说稻米超标数据组中土壤Cr-稻米Cr也不存在正相关统计关系。但鉴于长期生活于广大的浙江平原(盆地)区上的居民,并未发现与高Cr有关的健康问题,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田Cr标准作为评价标准,并把土壤Cr含量90mg/kg定义为安全界限值;把土壤Cr含量250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Cr含量400mg/kg定义为危险界限值。Cu从图5-20中可以看出,土壤中Cu含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Cu含量分布范围为29~8mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Cu含量7~1mg/kg、稻米Cu含量29~99mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中铜限量卫生标准(GB15199—94)》规定的粮食Cu最高限量10mg/kg。这说明,当土壤中Cu含量低于1mg/kg时,其上生产的稻米Cu含量指标是安全的。根据181 组稻米Cu-土壤Cu数据(图5-21),从国家食品卫生标准推测的3个回归值分别为120mg/kg、165mg/kg和211mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取80mg/kg作为安全界限值,取120mg/kg和200mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-20 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(182组数据)分布F5-20 Cu distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-21 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(181组数据)分布F5-21 Cu distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PZn从图5-22中可以看出,土壤中Zn含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Zn含量分布范围为2~07mg/kg,其中90%的数据(180组)集中分布在土壤Zn含量7~200mg/kg、稻米Zn含量2~40mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中锌限量卫生标准(GB13106—91)》规定的粮食Zn最高限量50mg/kg。这说明,当土壤中Zn含量低于200mg/kg时,其上生产的稻米Zn含量指标是安全的。根据由180组稻米Zn-土壤Zn数据聚类合并的构造数据组(图5-23)推测的3个回归值分别为259mg/kg、524mg/kg和789mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取200mg/kg作为安全界限值,取300mg/kg和500mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-22 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(182组数据)分布F5-22 Zn Distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-23 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(60组构造数据)分布F5-23 Zn distribution(60 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PSe从图5-24中可以看出,土壤中Se含量分布范围为124~642mg/kg,稻米中Se含量分布范围为011~311mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Se含量124~642mg/kg、稻米Se含量011~133mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中硒限量卫生标准(GB13105—91)》规定的粮食Se最高限量3mg/kg。说明当土壤中Se含量低于64mg/kg时,其上生产的稻米Se含量指标是安全的。根据181组稻米Se-土壤Se数据(图5-25),推测的3个回归值分别为21mg/kg、80mg/kg和39mg/kg。综合考虑有关Se生态效应的文献资料,建议取60mg/kg作为安全界限值,取0mg/kg和0mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-24 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(182组数据)分布F5-24 Se distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-25 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(181组数据)分布F5-25 Se distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province综上所述,浙江北部、东部平原区水田安全性评价的农业地质地球化学评价标准值可归纳为表5-2、表5-3。表5-2 浙江北部、东部平原区5种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-2 Evaluation standard values for the 5 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang表5-3 浙江北部、东部平原区3种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-3 Evaluation standard values for the 3 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang (mg/kg)(二)评价结果及讨论根据评价方法要求和确定评价标准值实测数据情况,在对浙江上虞市进行土地安全性农业地质地球化学评价之前,首先将浙江上虞全域区分为丘陵山区和平原盆地区两类。本方法仅对浙江上虞平原盆地区进行评价,实际评价范围包括北部山前平原-滨海平原区、章镇盆地、丰惠盆地等,面积约5km2。评价数据采用浅层土壤样品测试分析数据,即样品数据密度为1个/km2。浙江上虞境内共计1040个采样点数据,其中评价区内共有868个采样点数据。评价程序是,首先逐一进行单指标评价,得到每个指标的评价结果离散图;再采用“一票否决,区域叠加”方法,进行多指标评价;最后综合考虑地质地理和人类活动等因素勾绘评价分区。安全区、基本安全区分别用绿色、黄绿色表示;警戒区、危险区分别用橙黄色、红色表示,并用评价指标命名(图5-26)。评价结果评价结果显示,上虞市平原盆地区土地地球化学状况良好,安全区和基本安全区面积约4km2,占评价区面积的5%。其中,安全区面积1km2,占评价区面积的3%,主要分布在北部平原区的沥海镇、崧厦镇、盖北乡、百官镇以及丰惠盆地的永和镇、章镇盆地南部、曹娥江沿岸上浦镇—曹娥街道等地区。基本安全区面积约3km2,占评价区面积的2%,主要分布在丁宅—章镇、汤浦镇、丰惠镇、东关—道墟、小越—盖北等地。基本安全区特征是土壤Pb含量稍高,其中除小越—盖北一带可能主要由于受施用肥料、农药等农业生产活动影响以外,其余地区主要是受银山、大齐岙矿化的自然地质背景的控制。个别地区也有Hg、As或Cd含量稍高的现象,如东关镇西局部地区土壤Hg、As、Cd 含量稍高,盖北乡以南局部地区As、Cd含量稍高,丰惠镇西北局部地区土壤Hg含量稍高。警戒区零星分布在东关、长塘湖田、银山、丰惠镇黄浦桥、盖北乡夏盖山村五个地点(表5-4),面积约7km2,占评价区面积的4%。其中银山为As、Pb警戒区,主要是由于银山矿化点地质背景造成的;东关、湖田、黄浦桥均为Hg警戒区,主要是受长期人类活动影响所致;盖北乡夏盖山村为Cu警戒区,反映了盖北葡萄基地20余年来施用CuSO4溶液防治病虫害产生的土壤Cu积累。表5-4 浙江省上虞市土地警戒区分布情况一览表 Table 5-4 Distribution chart for alerting land zones in Shangyu City,Zhejiang Province危险区零星分布在海螺山、称山、华镇、中塘四个地点(表5-5),面积约4km2,占评价区面积的1%。除海螺山为As危险区以外,称山、华镇、中塘均为Cd危险区,可能都是人类活动影响所致。表5-5 浙江省上虞市土地危险区分布情况一览表 Table 5-5 Distribution charts for dangerous land zones in Shangyu City,Zhejiang P评价结果讨论从本地区的评价结果看,与采用国家土壤环境质量标准评价的结果相比较(表5-6),二者主要的不同点在于:第一,从各类区的土地面积及分布来看,土地安全区相当于土壤环境质量的Ⅰ类和Ⅱ类区,基本安全区相当于Ⅲ类区,警戒区和危险区相当于超Ⅲ类区。仅从这一点来说,目前评价工作中,将用土壤环境质量标准评价得出的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、超Ⅲ类的土壤环境质量分级,分别定义为清洁、轻度污染、中度污染、重度污染,不符合实际情况。第二,从国家土壤环境质量标准二级标准的制定原则看,Ⅰ类和Ⅱ类区都应属于未使农作物籽实重金属含量超标的地区,应属于安全区,这一点在本书的实例中得到了证实。第三,本书所定义的基本安全区为农作物籽实符合国家食品卫生标准的保障程度是75%,而用国家土壤质量标准评价的Ⅲ类区属于农作物籽实重金属含量超标的范围。二者对同一地区的土地质量安全性的评判存在很大差异,同时也证实了国家土壤质量标准确定的界限过于严格。第四,本方法将相当于国家土壤质量标准评价结果的超Ⅲ类区,进一步区分为警戒区和危险区,更有利于合理利用和保护土地。表5-6 浙江省上虞市土地安全性分区与国家标准土壤分类对比表 Table 5-6 Contrast chart for the ecological safety zoning of land in Shangyu City,Zhejiang Province and the National Soils Categories续表图5-26 浙江省上虞市土地生态安全性评价图F5-26 Ecological safety estimation chart for land in Shangyu City,Zhejiang Province
土地生态安全评价论文范文
刘胜华、潘成荣、曲福田等学者从土地资源生态安全问题及对策角度对土地资源生态安全进行了研究。刘胜华 (2004)围绕我国土地生态安全方面的主要问题提出要完善我国土地生态安全的法律体系。潘成荣 (2004)根据安徽省自然资源质量与分布等特征讨论了土地利用与生态安全,并针对土地利用的具体问题提出了相应的解决措施。曲福田(2005)首先阐述了土地生态安全的概念,随后以江苏省为例分析了其严重的土地生态安全问题,最后提出了确保土地生态安全的对策。罗贞礼、王强、刘勇、田克明以评价指标体系、评价方法等为主要内容对土地资源生态评价进行了研究。罗贞礼 (2002)利用系统聚类分析方法,以湖南省 14 个地州 (市)为样本,从 1999 年社会经济和土地生态环境压力、土地生态环境质量、土地生态环境保护和整治能力等多方面选取了 24 个指标,对土地利用生态安全评价指标作了聚类分析。王强 (2003)通过介绍我国草地概况和国内外生态安全研究的进展,提出了我国草地生态系统生态安全的评价体系。刘勇在对区域土地资源生态安全概念、内容和目标研究的基础上,探讨了区域土地生态安全评价方法,建立了土地资源生态安全评价的代表性指标体系,并以浙江嘉兴市为例,以嘉兴市土地资源生态安全作为评价的目标层,构建了适合区域特征的土地资源生态安全评价指标体系,进而运用相关数学方法,对嘉兴市 1991 年和 1997 年的土地资源生态安全状况进行了综合评价。田克明 (2005)在分析我国农用地生态现状的基础上,建立了农用地生态安全评价的指标体系,并针对我国的国情提出了农用地生态安全评价方法 (表 2)。表 2 我国以土地资源生态安全为主题的部分研究课题一览
1 河南省土地资源生态安全评判标准根据河南省各县 (市)土地资源生态安全评价情况,参考相关文献,本次研究制定了 5 个安全等级,即Ⅰ (不安全状态)、Ⅱ (较不安全状态)、Ⅲ (一般安全状态)、Ⅳ(较安全状态)和Ⅴ (安全状态)。由于评价的是 “安全度”,因此综合安全值越高,其区域土地资源生态系统结构相对较为稳定,在人为活动胁迫条件下的抗干扰性就相对较强,生态状况就越好,反之则差 (表 9)。表 9 河南省土地资源生态安全标准综合评判2 河南省土地资源生态安全评判分析1 土地资源生态安全评价综合值评判分析通过对河南省土地资源可持续利用的生态安全评价可知 (表 10),在评价的 34 个县 (市)里,有 4 个评价单元的生态安全状况处于 “不安全状况”,分别为巩义市、新密市、渑池县和陕县。其生态安全综合值均接近上限。状态表征处于 “较不安全状态”的有义马市、西峡县、嵩县、商城县、宝丰县等,共 20 个评价单元,占评价单元总数的82% 。其中,近 80% 评价单元的生态安全综合值处于中下等水平,义马市更是接近不安全状态。状态表征处于 “一般安全状态”的有息县、新蔡县、虞城县和封丘县等,共10 个评价单元,占评价单元总数的 41% 。其中 80% 其生态安全综合值位于 6 ~ 7之间,由此说明,虽然处于 “一般安全状态”,这些评价单元的土地资源生态安全状况也并不乐观 (图 3 至图 6)。2 评价结果总体评判分析从土地资源生态安全评价结果 (表 11)可以看出,河南省土地资源生态安全总体状况处于 “较不安全状态”(图 7)。表 10 河南省土地资源生态安全评价结果从系统评价结果可以看出,土地自然资源因素对评价的影响程度最大,其次是土地经济因素和社会因素 (图 8,图 9)具体评判分析如下:(1)土地资源生态安全处于不安全状态的评价区域,如新密市、渑池县、巩义市、陕县等,都是由于土地资源因素和土地经济因素均处于较低水平而导致的,或者说,这些评价区域的土地资源生态不安全性的大部分动因是具有“结构型不安全”类型的。该地区位于丘陵区,植被覆盖较差,耕地压力较大,人均后备土地资源储备明显不足,水土流失面积占区域土地总面积的比例较大,土地自然资源质量有降低趋势。此外,新密市、巩义市等还存在由于土地污染现象加重,水质下降、治理投入资金相对污染速度较低而导致的社会生态环境不安全状况。图 3 河南省土地资源生态安全评价综合值图 4 处于不安全状况的样点 (区)分布图 5 处于较不安全状况的样点 (区)分布图 6 处于一般安全状况的样点 (区)分布图7 安地资源生态土全综合评价图图8 全地自然生态安土系统安全评价图图9 安地经济生态土全系统评价图(2)土地资源生态安全处于较不安全状态的评价区域有义马市、西峡县、嵩县、商城县等,该区域在地形地貌上有平原和丘陵。平原地区的土地资源生态不安全表现为以人类活动胁迫为主的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,人口密度大,土地生态系统服务功能退化严重; 丘陵地区的土地资源生态不安全表现为人类活动和环境胁迫兼有的不安全动因,具体表现为人均耕地压力较大,森林覆盖率低,耕地质量指数低,环境污染治理强度差等,该地区生态系统结构破坏较大,功能退化且不完全,受外界干扰恢复困难,生态问题较大,生态灾害也比较多。(3)土地资源生态安全处于一般安全状态的有息县、新蔡县、虞城县、封丘县等,大部分属平原地区,该地区人均水资源相对较多,农田旱涝保收率较高,水土流失面积百分比偏低,单位土地工业 “三废”负荷相对较低,土地利用结构多样性指数较高。总之,土地生态系统服务功能已有退化,生态环境受到一定破坏,生态系统结构有变化,但尚可维持基本功能,受干扰后易恶化,生态问题显著,生态灾害时有发生。表 11 河南省土地资源生态安全评价因素安全值排序续表
为了对浙江上虞土地质量安全性进行区域性评价,作者选择了本区大面积种植的水稻作为评价指示作物。评价指标选择Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Se等8种元素指标。评价的源标准采用国家食品卫生标准(表5-1)。表5-1 8种评价指标的国家食品限量卫生标准一览表 Table 5-1 The indexes of National limited sanitary standards for estimating food(一)确定评价标准值浙江上虞境内采取稻米-根系土配套样品26组,另外在浙江东部沿海平原区、浙江北部平原其他地区还采集稻米-根系土配套样品156 组,因此,在浙江省平原(盆地)区可用于确定评价标准值的原始数据共有182组。Cd从稻米-根系土Cd数据分布图(图5-1)可以看出,土壤中Cd含量分布范围为95~2059μg/kg,相应的稻米中Cd含量分布范围为7~3μg/kg。显然,根据如此分布的182组数据建立稻米Cd与土壤Cd的相关分析是不合适的。从图中可以看出,其中15%的数据组(175组)集中分布在土壤Cd含量为95~608μg/kg范围内、稻米Cd含量为7~6μg/kg范围内,且其相关趋势比较显著,因此,本书试图利用较集中分布的175组数据以《食品中镉限量卫生标准(GB15201—94)》规定的大米Cd最高限量200μg/kg确定评价标准值。图5-2是浙江北部及东部地区175组稻米Cd-根系土Cd的分布及回归分析。从图5-2中可以看出,回归方程和其构造的95%的置信区间,未能很好地反映这组数据的数量关系特征,主要原因在于这组数据在低值区段极为密集,结果是在采用最小二乘法使残差平方和达到最小的计算中,这些数据的残差占据了明显优势,而这是由于原始数据分布造成的。为了消除这方面的影响,本书采用了聚类分析方法,将密集数据按聚类分组合并构造出一组能代表原始数据特征的新的数据组,并进行了构造数据组的代表性比较试验。代表性比较试验是将原始数据按数据相近程度构造成一系列新的数据组,并分别进行回归分析,观察回归方程对数据特征的逼近程度。图5-3、图5-4、图5-5、图5-6、图5-7、图5-8、图5-9、图5-10、图5-11,分别为160 组、140 组、120 组、100组、90组、80组、70组、50组和30组构造数据的分布及相关关系图。图5-1 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd分布(182组数据)F5-1 Cd distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-2 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(175组数据)分布F5-2 Cd distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-3 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(160组构造数据)分布F5-3 Cd distribution(160 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-4 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(140组构造数据)分布F5-4 Cd distribution(140 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-5 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(120组构造数据)分布F5-5 Cd distribution(120 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-6 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(100组构造数据)分布F5-6 Cd distribution(100 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-7 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(90组构造数据)分布F5-7 Cd distribution(90 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-8 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(80组构造数据)分布F5-8 Cd distribution(80 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-9 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(70组构造数据)分布F5-9 Cd distribution(70 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-10 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(50组构造数据)分布F5-10 Cd distribution(50 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-11 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cd(30组构造数据)分布F5-11 Cd distribution(30 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province通过对90组构造数据与原始数据(175组)的数据特征、回归方程、置信区间的比较,认为90组构造数据可以较好地代表175组原始数据组的数据特征,可以用其确定评价标准值。由Cd食品卫生标准计算的回归值或推测回归值分别为324μg/kg、563μg/kg和802μg/kg。综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取320μg/kg作为本区安全界限值,取560μg/kg和800μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。Hg从图5-12中可以看出,土壤中Hg含量分布范围为7~530μg/kg,相应的稻米中Hg含量分布范围为5~2μg/kg;其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Hg含量为7~530μg/kg、稻米Hg含量为5~7μg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中汞允许量标准(GB2762—94)》规定的粮食Hg最高限量20μg/kg。说明,当土壤中Hg含量低于530μg/kg时,其上生产的稻米Hg指标是安全的,保障程度达99%以上。若根据181组稻米Hg-土壤Hg数据(图5-13),推测回归值分别为2222μg/kg、3932μg/kg和5642μg/kg,远远高于本地区实测数据范围。因此,综合考虑国家土壤环境质量标准及其使用情况,建议取530μg/kg作为安全界限值,取1000μg/kg、1500μg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-12 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(182组数据)分布F5-12 Hg distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-13 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Hg(181组数据)分布F5-13 Hg distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east Area of Zhejiang PPb从图5-14中可以看出,土壤中Pb含量分布范围为6~427mg/kg,稻米中Pb含量分布范围为17~95mg/kg,其中25%的数据(177组)集中分布在土壤Pb含量为6~9mg/kg、稻米Pb含量为17~95mg/kg范围内。此时,18%的数据组中稻米Pb含量高于或远远高于卫生部颁发的《食品中铅限量卫生标准(GB14935—94)》规定的粮食Pb最高限量4mg/kg。显然,根据上述集中分布的177组数据计算得到的安全界限值、基本安全界限值和危险界限值(图5-15)远远低于《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》。产生这一结果的原因可能有:①土壤环境质量标准中二级标准的制定依据来自对照试验数据,而本书中的数据来自天然状态下的测试数据,这也说明用对照试验模拟天然状态会出现很大偏差;②本区天然状态下土壤Pb可能不是稻米Pb的主要来源,而这与已有研究结论相悖。图5-14 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(182组数据)分布F5-14 Pb distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-15 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Pb(177组数据)分布F5-15 Pb distribution(177 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province鉴于在广大的浙江平原(盆地)区,当地居民在长期食用其上生产的稻米尚未发现大量发Pb 和血 Pb 异常累计的情况,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的Pb标准作为评价标准,并把土壤Pb含量为35mg/kg定义为安全界限值;把土壤Pb含量为250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Pb含量500mg/kg定义为危险界限值。As从图5-16中可以看出,土壤As含量范围为87~2mg/kg,稻米As含量范围为074~101mg/kg,其中15%的数据(175 组)集中分布在土壤 As 含量87~89mg/kg、稻米A074~09mg/kg范围内。集中分布的175组稻米As-土壤As数据(图5-17)具有以下特点:①稻米As含量不随土壤As含量的变化而变化,这与对照试验的研究结果(表4-11)不同。在土壤环境质量研究组的试验中,从北方到南方的不同地区,不论草甸褐土、草甸棕壤、黄棕壤,还是红壤、赤红壤、砖红壤,试验组中稻米As含量均高于对照组。②其中土壤As最高含量低于15mg/kg,所对应的71%的数组中稻米As含量低于《食品中砷限量卫生标准(GB4810—94)》中的7mg/kg。这说明在90%的置信度下,当土壤As含量低于15mg/kg时,其上生产的稻米As含量符合国家食品卫生标准。图5-16 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(182组数据)分布F5-16 As distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-17 浙江省北部及东部地区稻米-根系土As(175组数据)分布F5-17 As distribution(175 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province考虑到土壤As含量15mg/kg恰好也是土壤环境质量标准中的自然背景值,本书建议采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田As含量标准作为评价标准,并将土壤As含量15mg/kg定义为安全界限值;把土壤As含量30mg/kg、25mg/kg、20mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH大于5情况下的土壤As含量30mg/kg定义为危险界限值。Cr图5-18 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(182组数据)分布F5-18 Cr distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-19 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cr(179组数据)分布F5-19 Cr distribution(179 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province从图5-18中可以看出,土壤Cr含量范围为9~7mg/kg,稻米Cr含量范围为05~83mg/kg,其中 35% 的数据(179 组)集中分布土壤Cr含量9~7mg/kg、稻米Cr含量05~74mg/kg范围内(图5-19)。集中分布的179组稻米Cr-土壤Cr数据(图5-19)具有以下特点:①稻米Cr含量不随土壤Cr含量的变化而变化,这与前人的研究结果相悖(包括对照试验和江苏淮安绿色食品基地采样测试),需要进一步分析研究其中原因;②稻米Cr含量超过国家《食品中铬限量卫生标准》中的0mg/kg的58组数据的土壤Cr含量范围也为9~7mg/kg,就是说稻米超标数据组中土壤Cr-稻米Cr也不存在正相关统计关系。但鉴于长期生活于广大的浙江平原(盆地)区上的居民,并未发现与高Cr有关的健康问题,本书暂时采用《土壤环境质量标准(GB15618—1995)》中的水田Cr标准作为评价标准,并把土壤Cr含量90mg/kg定义为安全界限值;把土壤Cr含量250mg/kg、300mg/kg、350mg/kg分别定义为pH值小于5、5~5、大于5情况下的基本安全界限值;把pH值小于5情况下的土壤Cr含量400mg/kg定义为危险界限值。Cu从图5-20中可以看出,土壤中Cu含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Cu含量分布范围为29~8mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Cu含量7~1mg/kg、稻米Cu含量29~99mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中铜限量卫生标准(GB15199—94)》规定的粮食Cu最高限量10mg/kg。这说明,当土壤中Cu含量低于1mg/kg时,其上生产的稻米Cu含量指标是安全的。根据181 组稻米Cu-土壤Cu数据(图5-21),从国家食品卫生标准推测的3个回归值分别为120mg/kg、165mg/kg和211mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取80mg/kg作为安全界限值,取120mg/kg和200mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-20 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(182组数据)分布F5-20 Cu distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-21 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Cu(181组数据)分布F5-21 Cu distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PZn从图5-22中可以看出,土壤中Zn含量分布范围为7~1mg/kg,稻米中Zn含量分布范围为2~07mg/kg,其中90%的数据(180组)集中分布在土壤Zn含量7~200mg/kg、稻米Zn含量2~40mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中锌限量卫生标准(GB13106—91)》规定的粮食Zn最高限量50mg/kg。这说明,当土壤中Zn含量低于200mg/kg时,其上生产的稻米Zn含量指标是安全的。根据由180组稻米Zn-土壤Zn数据聚类合并的构造数据组(图5-23)推测的3个回归值分别为259mg/kg、524mg/kg和789mg/kg。综合考虑国家标准及其使用情况,建议取200mg/kg作为安全界限值,取300mg/kg和500mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-22 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(182组数据)分布F5-22 Zn Distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-23 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Zn(60组构造数据)分布F5-23 Zn distribution(60 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang PSe从图5-24中可以看出,土壤中Se含量分布范围为124~642mg/kg,稻米中Se含量分布范围为011~311mg/kg,其中45%的数据(181组)集中分布在土壤Se含量124~642mg/kg、稻米Se含量011~133mg/kg范围内,远远低于卫生部颁发的《食品中硒限量卫生标准(GB13105—91)》规定的粮食Se最高限量3mg/kg。说明当土壤中Se含量低于64mg/kg时,其上生产的稻米Se含量指标是安全的。根据181组稻米Se-土壤Se数据(图5-25),推测的3个回归值分别为21mg/kg、80mg/kg和39mg/kg。综合考虑有关Se生态效应的文献资料,建议取60mg/kg作为安全界限值,取0mg/kg和0mg/kg分别作为基本安全界限值和危险界限值。图5-24 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(182组数据)分布F5-24 Se distribution(182 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province图5-25 浙江省北部及东部地区稻米-根系土Se(181组数据)分布F5-25 Se distribution(181 groups of data)chart for rice-root soil in the north and east area of Zhejiang Province综上所述,浙江北部、东部平原区水田安全性评价的农业地质地球化学评价标准值可归纳为表5-2、表5-3。表5-2 浙江北部、东部平原区5种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-2 Evaluation standard values for the 5 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang表5-3 浙江北部、东部平原区3种评价指标的评价标准值一览表 Table 5-3 Evaluation standard values for the 3 estimation indexes of the north and east plain area in Zhejiang (mg/kg)(二)评价结果及讨论根据评价方法要求和确定评价标准值实测数据情况,在对浙江上虞市进行土地安全性农业地质地球化学评价之前,首先将浙江上虞全域区分为丘陵山区和平原盆地区两类。本方法仅对浙江上虞平原盆地区进行评价,实际评价范围包括北部山前平原-滨海平原区、章镇盆地、丰惠盆地等,面积约5km2。评价数据采用浅层土壤样品测试分析数据,即样品数据密度为1个/km2。浙江上虞境内共计1040个采样点数据,其中评价区内共有868个采样点数据。评价程序是,首先逐一进行单指标评价,得到每个指标的评价结果离散图;再采用“一票否决,区域叠加”方法,进行多指标评价;最后综合考虑地质地理和人类活动等因素勾绘评价分区。安全区、基本安全区分别用绿色、黄绿色表示;警戒区、危险区分别用橙黄色、红色表示,并用评价指标命名(图5-26)。评价结果评价结果显示,上虞市平原盆地区土地地球化学状况良好,安全区和基本安全区面积约4km2,占评价区面积的5%。其中,安全区面积1km2,占评价区面积的3%,主要分布在北部平原区的沥海镇、崧厦镇、盖北乡、百官镇以及丰惠盆地的永和镇、章镇盆地南部、曹娥江沿岸上浦镇—曹娥街道等地区。基本安全区面积约3km2,占评价区面积的2%,主要分布在丁宅—章镇、汤浦镇、丰惠镇、东关—道墟、小越—盖北等地。基本安全区特征是土壤Pb含量稍高,其中除小越—盖北一带可能主要由于受施用肥料、农药等农业生产活动影响以外,其余地区主要是受银山、大齐岙矿化的自然地质背景的控制。个别地区也有Hg、As或Cd含量稍高的现象,如东关镇西局部地区土壤Hg、As、Cd 含量稍高,盖北乡以南局部地区As、Cd含量稍高,丰惠镇西北局部地区土壤Hg含量稍高。警戒区零星分布在东关、长塘湖田、银山、丰惠镇黄浦桥、盖北乡夏盖山村五个地点(表5-4),面积约7km2,占评价区面积的4%。其中银山为As、Pb警戒区,主要是由于银山矿化点地质背景造成的;东关、湖田、黄浦桥均为Hg警戒区,主要是受长期人类活动影响所致;盖北乡夏盖山村为Cu警戒区,反映了盖北葡萄基地20余年来施用CuSO4溶液防治病虫害产生的土壤Cu积累。表5-4 浙江省上虞市土地警戒区分布情况一览表 Table 5-4 Distribution chart for alerting land zones in Shangyu City,Zhejiang Province危险区零星分布在海螺山、称山、华镇、中塘四个地点(表5-5),面积约4km2,占评价区面积的1%。除海螺山为As危险区以外,称山、华镇、中塘均为Cd危险区,可能都是人类活动影响所致。表5-5 浙江省上虞市土地危险区分布情况一览表 Table 5-5 Distribution charts for dangerous land zones in Shangyu City,Zhejiang P评价结果讨论从本地区的评价结果看,与采用国家土壤环境质量标准评价的结果相比较(表5-6),二者主要的不同点在于:第一,从各类区的土地面积及分布来看,土地安全区相当于土壤环境质量的Ⅰ类和Ⅱ类区,基本安全区相当于Ⅲ类区,警戒区和危险区相当于超Ⅲ类区。仅从这一点来说,目前评价工作中,将用土壤环境质量标准评价得出的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、超Ⅲ类的土壤环境质量分级,分别定义为清洁、轻度污染、中度污染、重度污染,不符合实际情况。第二,从国家土壤环境质量标准二级标准的制定原则看,Ⅰ类和Ⅱ类区都应属于未使农作物籽实重金属含量超标的地区,应属于安全区,这一点在本书的实例中得到了证实。第三,本书所定义的基本安全区为农作物籽实符合国家食品卫生标准的保障程度是75%,而用国家土壤质量标准评价的Ⅲ类区属于农作物籽实重金属含量超标的范围。二者对同一地区的土地质量安全性的评判存在很大差异,同时也证实了国家土壤质量标准确定的界限过于严格。第四,本方法将相当于国家土壤质量标准评价结果的超Ⅲ类区,进一步区分为警戒区和危险区,更有利于合理利用和保护土地。表5-6 浙江省上虞市土地安全性分区与国家标准土壤分类对比表 Table 5-6 Contrast chart for the ecological safety zoning of land in Shangyu City,Zhejiang Province and the National Soils Categories续表图5-26 浙江省上虞市土地生态安全性评价图F5-26 Ecological safety estimation chart for land in Shangyu City,Zhejiang Province