小城鎮(zhèn)土壤健康及其土地利用效應研究.pdf

1、土壤健康直接關系著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展與人類的安全。近年來，由于快速的城市化所導致的各種土地利用變化，如土地利用類型、種植制度、耕作措施、施肥水平等方面的變化必然會對土壤健康產(chǎn)生巨大的影響。 我國的城市化進程是通過大力發(fā)展小城鎮(zhèn)來實現(xiàn)的。由于我國小城鎮(zhèn)發(fā)展過快，同時我國小城鎮(zhèn)建設過程中缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和長遠考慮，造成小城鎮(zhèn)建設在土地利用、環(huán)境治理等方面出現(xiàn)了一系列生態(tài)安全問題。本文以經(jīng)濟快速發(fā)展的浙江省慈溪市小城鎮(zhèn)為研究對象，通過資

2、料收集以及實地調(diào)查與采樣分析，并以相同區(qū)域的第二次土壤普查資料為對比，運用GIS與地統(tǒng)計分析方法，分析了研究區(qū)土壤各養(yǎng)分指標的時空分布及變化，土壤重金屬的空間分布并對土壤重金屬污染進行評價，研究了土壤環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟發(fā)展模式的關聯(lián)等，最后結(jié)合當?shù)貙嶋H，提出了研究區(qū)小城鎮(zhèn)土地可持續(xù)利用的對策。主要研究結(jié)論如下： (1)慈溪市土地利用變化與生態(tài)服務價值損益研究結(jié)果表明，慈溪市自1999年以來，隨著土地利用的變化，其土地生態(tài)系統(tǒng)服務價值

3、總量呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。雖然研究期間慈溪市的GDP在逐步上升，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展和土地利用集約化程度的提高，在單位土地面積GDP逐步提高的同時，土地的生態(tài)系統(tǒng)服務經(jīng)濟價值總量卻在逐步降低。 (2)慈溪市農(nóng)用地集約利用評價結(jié)果顯示，全市不同鎮(zhèn)(街道)土地集約利用水平差異較大。土地集約利用水平最高的是橫河鎮(zhèn)，在土地利用集約度分級中屬于Ⅱ級水平；集約度達到Ⅲ級的鎮(zhèn)占慈溪市小城鎮(zhèn)總數(shù)的70％。集約度達到四級的小城鎮(zhèn)有天元鎮(zhèn)、逍林鎮(zhèn)、崇壽

4、鎮(zhèn)、坎墩街道、勝山鎮(zhèn)，占總數(shù)的25％。土地集約利用程度最低的是勝山鎮(zhèn)，集約利用水平為0.16。不同鎮(zhèn)(街道)土地集約利用與土壤環(huán)境質(zhì)量之間呈正相關關系，說明在城市化與工業(yè)化發(fā)展日益加快的今天，土地的集約利用會對生態(tài)環(huán)境造成負面影響，在一定程度上可能導致土壤環(huán)境質(zhì)量的下降。因此，在土地集約利用的同時，應進一步增強對生態(tài)環(huán)境的保護意識。 (3)典型小城鎮(zhèn)周巷鎮(zhèn)土壤中重金屬污染評價結(jié)果顯示，八種重金屬含量的單項污染指數(shù)平均值均大于1，

5、說明當?shù)赝寥酪衙黠@受外源污染的影響，應予重視。八種重金屬元素中，含量超過背景值的樣點比例以銅的為最高，達到90％以上，鉛、鎘、砷超過了80％，而其它幾種相對較低。土壤中的重金屬元素在剖面上一般都有表聚或亞表聚特征，總體上是表層高于中層，中層高于下層。在空間分布上，銅、鎘、鎳、汞四種元素含量分布特征相似，均是南高北低，由南向北逐漸遞減。鋅和鉛的含量分布特征相似，等值區(qū)均是呈東南．西北向分布，高值區(qū)主要位于中南部東南至西北的帶狀區(qū)域內(nèi)。砷的

6、高值區(qū)主要分布于西北部一帶，而鉻的高值區(qū)主要位于西部邊界與余姚市接壤的地帶，由西向東土壤中砷和鉻的含量逐漸降低。不同尺度下土壤重金屬元素空間變異的對比分析結(jié)果說明，兩種采樣尺度下，土壤重金屬元素均有明顯的空間自相關關系，但大尺度下的空間自相關程度要優(yōu)于小尺度下的空間自相關程度。利用地統(tǒng)計學方法進行變量的空間分析在較大區(qū)域進行比較合適，面積越小，空間變異越弱，面積過小時，由于空間變異趨勢微弱，隨機變異所占比例相對增加，可能會不利于進行空間

7、相關性分析。 (4)周巷鎮(zhèn)土壤中養(yǎng)分含量與第二次土壤普查結(jié)果相比發(fā)生了較大的變化，變化的特點是土壤中有機質(zhì)、堿解氮、速效磷均有所增加，而土壤中的速效鉀含量卻有所減少。土壤有機質(zhì)在潮土和水稻土兩個土種的含量略有增加，而在鹽土土種卻有所減少；變化最明顯的是土壤速效磷含量，在潮土類型中的夜陰土和流沙板兩個土種速效磷含量上升幅度較大，而鹽土中的速效磷含量卻有所降低；土壤中的速效鉀不論在何種土壤類型中均呈下降的趨勢。在空間分布上，研究區(qū)土

8、壤中有機質(zhì)和堿解氮的分布特征極為相似，其分布規(guī)律皆為南高北低，由南向北逐級遞減。而土壤中速效磷的分布特征是西高東低，土壤中速效鉀的分布是北部和西南部較高，而以東部地區(qū)最低。不同分布特征一方面和土地利用類型以及農(nóng)民的施肥習慣有關，另外土壤母質(zhì)中該種元素的含量也是造成這一現(xiàn)象的原因之一。 (5)周巷鎮(zhèn)土壤非致癌風險評價結(jié)果顯示，所有的重金屬其非致癌風險系數(shù)均遠遠小于臨界值1，對單個重金屬本身來講，不會對居民產(chǎn)生非致癌風險；當把所有的

9、非致癌風險疊加后，其非致癌風險值仍遠小于限值l，不會對居民的身體健康產(chǎn)生較大的非致癌風險。就致癌風險評價結(jié)果而言，砷元素致癌風險值已普遍超過美國EPA的10<'-6>基準，會對居民健康產(chǎn)生很大威脅，成為主要的致癌因素。鎘元素的致癌風險值相對較小，不會對當?shù)鼐用竦纳眢w健康產(chǎn)生威脅。砷和鎘的致癌總風險已經(jīng)遠遠超過美國EPA所規(guī)定的10<'-6>的基準，將導致每百萬人中平均增加10個癌癥患者。 (6)周巷鎮(zhèn)土壤重金屬污染潛在生態(tài)風險分

10、析結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)只有汞元素表現(xiàn)出強生態(tài)危害。研究區(qū)的潛在生態(tài)風險危害指數(shù)只是剛剛達到中等生態(tài)危害的水平，說明該區(qū)土壤重金屬的污染狀況尚處于較低的生態(tài)危害狀態(tài)，但是異常值元素的出現(xiàn)，警示我們在今后的土地利用規(guī)劃中，應當對土壤污染的風險給予足夠的重視。 (7)周巷鎮(zhèn)土地的可持續(xù)利用，可通過土地用途分區(qū)管制和進行生態(tài)經(jīng)濟區(qū)劃兩種途徑實現(xiàn)。周巷鎮(zhèn)土地利用用途分區(qū)管制主要是基于以下土地用途分區(qū)來進行：①農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地區(qū)；②城鄉(xiāng)建設用地區(qū)