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为定量评价区域土壤环境质量,本文提出了以下计算方法:首先确定目标区域,然后计算区域内各点的污染指数Pip及其平均值Pave,最后评估各个区域的土壤环境质量状况。按此方法,结果如下:
(1)东北、西北地区Pave小于0.6,土壤环境质量优良,主要土地利用方式包括草地、林地和部分耕地;
(2)东南绝大部分和西南部分地区Pave为0.6~0.8,土壤环境质量较好;
(3)湘赣、粤黔滇等东南及西南部分地区Pave为0.8~2.0,土壤环境质量一般,有局部超标区;
(4)桂西喀斯特低山区Pave大于2.0,土壤环境质量较差,镉、砷超标近50%,存在大面积超标区。
以Pave来评价土壤区域环境质量,体现了点位属性与区域属性之间的尺度转换。不足之处是Pave忽略了计算单元内的空间异质性,因此在分析计算污染程度及污染面积时,应考虑点位数据的统计分布情况。
土壤环境质量受自然、人为等多因素影响,还与土壤基础条件有关。土壤中的重金属含量不仅和成土母质、外源输入量有关,还与土壤类型(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,2014)及其酸碱度(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,2014)、有机质(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,2014)、阳离子代换量(朱显谟等,1978)、黏粒(郭书海等,2014)等理化性质有关。
三、全国土壤环境质量区域特征与成因
土壤环境质量与自然因素、人为活动及两者的叠加结果有关。土壤环境质量的空间格局取决于背景值的空间分布、人类活动特征等诸多因素。按此,全国土壤环境质量在空间上可分为北方、东南、西南、青藏4个特征区。
(1)北方区
包括黑、吉、辽、京、津、冀、鲁、豫、晋、陕、甘、宁、新、内蒙古等东北、华北、西北地区,共14个省、市、自治区。水热资源的空间分布及其他资源条件,使环渤海地区人类活动强度较高,土壤环境质量相对较差,有局域性的中重度污染区。但总体上北方区土壤背景值远低于全国平均水平,重金属排放量较少,总体质量优良。
(2)东南区
包括皖、苏、沪、浙、闽、鄂、湘、赣、粤、琼等长江中下游及东南沿海地区,共10个省、市。土壤背景值接近全国平均水平,土壤污染主要为上游径流输入和高强度人类活动叠加所致。长江三角洲及下游沿岸、珠江三角洲及下游沿岸有一定污染,特征为输入叠加;湘江流域重金属有效态高,危害较大,风险较高;南部地区淋溶较强,土壤环境质量较好。总体质量尚可。
(3)西南区
包括桂、黔、滇、川、渝等5个省、市、自治区,土壤背景值显著高于全国平均水平,主要源于喀斯特石灰岩地区的内源型母质继承和洪积平原的外源型径流迁移。矿产活动加剧并造成了该地区的土壤重金属污染,并向下游扩散。呈现出流域性、区域性特征,但大部分地区土壤中重金属的生物可利用程度仍在安全范围内。
(4)青藏高原
包括青海、西藏2个省、自治区,基本处于原生态状态,大部分地区为无人区,局域地区受人类活动轻微扰动,但有证据表明该地区砷元素的背景值较高。总体属于自然生态区。
图6全国土壤区域污染成因与分区
四、全国土壤环境质量区划方案
4.1区划原则
全国土壤环境质量的空间格局既反映了自然过程、人为活动及相互作用的多重结果,也体现了土壤环境质量形成过程的综合驱动力。西南诸省、长江中下游地区、环渤海地区均具有不同的污染机制及环境质量特征,并且在未来相当长的时间内这种演化过程还会不断延续,空间特征可能依旧存在,这就为全国土壤环境质量分区提供了科学依据。每个分区内的不同单元受其自然条件和社会因素的影响,污染途径和环境质量差异明显,与土地利用方式、生态、气候、植被状况等因素有关,尤其受土壤类型及土壤基础条件的影响。
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