龍口市北部平原冬小麥種植區(qū)重金屬遙感監(jiān)測與污染評價(jià)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-29 11:32
近年來,我國頻發(fā)的重金屬污染事件使人們更加重視糧食種植區(qū)的重金屬污染問題。土壤環(huán)境受到重金屬污染后,重金屬在土壤中難以轉(zhuǎn)化分解,又易于累積,危害性強(qiáng)且持久,根本無法保障安全穩(wěn)定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),再加上重金屬被作物吸收后又能轉(zhuǎn)化為對人類危害更強(qiáng)的化合物,對人類的生存造成威脅,因此高效地對糧食種植區(qū)的重金屬進(jìn)行監(jiān)測尤為重要。為研究出高效、經(jīng)濟(jì)且快速的重金屬監(jiān)測方法并探明糧食種植區(qū)的重金屬污染狀況,本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于地表參量的污水灌溉區(qū)農(nóng)田生態(tài)安全遙感監(jiān)測研究”(No.41371395)的支持下,以山東省膠東地區(qū)的主要糧食產(chǎn)區(qū)—龍口市北部平原的冬小麥種植區(qū)為研究區(qū),共設(shè)立了125個(gè)土壤采樣點(diǎn)和61個(gè)冬小麥采樣點(diǎn),并用地物光譜儀實(shí)地測量土壤反射光譜和冬小麥冠層反射光譜。利用野外實(shí)測的冬小麥冠層光譜數(shù)據(jù)、土壤的反射光譜以及實(shí)驗(yàn)室重金屬的化驗(yàn)數(shù)據(jù)建立起土壤及冬小麥葉片中的8種重金屬(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb以及Zn)的高光譜估測模型,并運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)學(xué)以及多元分析的方法結(jié)合多源數(shù)據(jù)進(jìn)行各種重金屬的來源分析,空間分布分析以及污染狀況評價(jià)等,主要研究結(jié)果如下:(1)利用野外實(shí)測土壤...
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文口市冬小麥的播種面積為 7431hm2,總產(chǎn)量為 53295t,單產(chǎn)為 7172kg·hm-2。龍口市的人均水資源占有量很低,僅為全國的七分之一,研究區(qū)內(nèi)污水灌溉歷史悠久,使得土壤中 Cr、Ni、Cu 等重金屬的含量不斷積累,當(dāng)重金屬積累到一定程度時(shí)會對農(nóng)作物的生長產(chǎn)生抑制作用,造成糧食減產(chǎn)[95]。西北地區(qū)多煤礦,對該地區(qū)的土地環(huán)境造成了一定的影響,一方面是地表侵蝕,另一方面形成了采空塌陷區(qū),造成農(nóng)田下沉等。土壤作為土地的主要組成成分,其環(huán)境變化更不容忽視,該研究區(qū)的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
圖 3-1 冬小麥種植區(qū)采樣點(diǎn)分布圖Fig.3-1 Sampling site distribution map of winter wheat growing area 高光譜數(shù)據(jù)測量與預(yù)處理.1 土壤及冬小麥冠層高光譜測量冬小麥冠層光譜以及土壤光譜的采集采用美國 ASD (Analytical Spectral Device)ield SpecHH 便攜式手持地物光譜儀,采樣間隔為 1nm,光譜分辨率為 3nm,波長25~1075nm。測量前,先對光譜儀進(jìn)行預(yù)熱,再利用白板進(jìn)行校正,每 15 分鐘對校正一次,以保證儀器自身誤差帶來的影響。測量時(shí),將光譜儀器探頭垂直向下小麥冠層頂部 0.5m,視角為 8°,光譜測量時(shí)重復(fù)采樣 10 次。冠層光譜采集結(jié)束小麥植株連根拔起,再將冬小麥下伏表層土平攤開,距離土壤表面大約 0.2m 對進(jìn)行采集,光譜依舊重復(fù)采樣 10 次,避免測量時(shí)出現(xiàn)誤差。本研究對所有 61 個(gè)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于PCA-MLR和PCA-BPN的萊州灣南岸濱海平原土壤有機(jī)質(zhì)高光譜預(yù)測研究[J]. 徐夕博,呂建樹,吳泉源,于慶,周旭,曹見飛. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(08)
[2]不同土地利用類型土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與人體健康風(fēng)險(xiǎn)[J]. 李春芳,曹見飛,呂建樹,姚磊,吳泉源. 環(huán)境科學(xué). 2018(12)
[3]三峽庫區(qū)典型農(nóng)業(yè)區(qū)土壤重金屬污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 王金霞,李謝玲,何清明,陳玉成,蔡慶,羅樂,趙雪. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]南寧市市郊農(nóng)業(yè)土壤中重金屬元素含量的多元統(tǒng)計(jì)分析[J]. 羅啟清,王少鵬,王英輝,韋朝帥,張威,張俊. 安全與環(huán)境工程. 2018(02)
[5]礦區(qū)植物重金屬污染的高光譜特性及其反演模型[J]. 喬曉英,馬少陽,候會芳,郝瑞娟. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]我國農(nóng)田土壤重金屬污染防治與糧食安全保障[J]. 徐建明,孟俊,劉杏梅,施加春,唐先進(jìn). 中國科學(xué)院院刊. 2018(02)
[7]基于空間結(jié)構(gòu)特征的土壤Cu、Pb來源解析——以北京市東南郊污灌區(qū)為例[J]. 王景云,喬鵬煒,楊軍,雷梅. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]土壤Cu含量高光譜反演的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[J]. 郭云開,劉寧,劉磊,李丹娜,朱善寬. 測繪科學(xué). 2018(01)
[9]安徽省典型區(qū)農(nóng)用地土壤重金屬污染成因及特征分析[J]. 尹國慶,江宏,王強(qiáng),聶靜茹,馬友華,胡宏祥. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]碧流河下游農(nóng)田土壤重金屬污染狀況分析與評價(jià)[J]. 曹露,張華,李明月,蘇子曉,劉玉國,何紅. 生態(tài)科學(xué). 2017(06)
碩士論文
[1]礦區(qū)植物脅迫作用與遙感信息提取[D]. 胡紅.山東科技大學(xué) 2010
[2]不同營養(yǎng)水平農(nóng)作物光譜特性研究[D]. 郭曼.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2006
[3]龍口市農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與保護(hù)性耕作研究[D]. 韓春梅.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[4]重金屬脅迫對水稻傷害機(jī)理及水稻耐性機(jī)制的研究[D]. 楊小勇.揚(yáng)州大學(xué) 2002
本文編號:3370575
【文章來源】:山東師范大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文口市冬小麥的播種面積為 7431hm2,總產(chǎn)量為 53295t,單產(chǎn)為 7172kg·hm-2。龍口市的人均水資源占有量很低,僅為全國的七分之一,研究區(qū)內(nèi)污水灌溉歷史悠久,使得土壤中 Cr、Ni、Cu 等重金屬的含量不斷積累,當(dāng)重金屬積累到一定程度時(shí)會對農(nóng)作物的生長產(chǎn)生抑制作用,造成糧食減產(chǎn)[95]。西北地區(qū)多煤礦,對該地區(qū)的土地環(huán)境造成了一定的影響,一方面是地表侵蝕,另一方面形成了采空塌陷區(qū),造成農(nóng)田下沉等。土壤作為土地的主要組成成分,其環(huán)境變化更不容忽視,該研究區(qū)的農(nóng)田生態(tài)環(huán)境遭到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
圖 3-1 冬小麥種植區(qū)采樣點(diǎn)分布圖Fig.3-1 Sampling site distribution map of winter wheat growing area 高光譜數(shù)據(jù)測量與預(yù)處理.1 土壤及冬小麥冠層高光譜測量冬小麥冠層光譜以及土壤光譜的采集采用美國 ASD (Analytical Spectral Device)ield SpecHH 便攜式手持地物光譜儀,采樣間隔為 1nm,光譜分辨率為 3nm,波長25~1075nm。測量前,先對光譜儀進(jìn)行預(yù)熱,再利用白板進(jìn)行校正,每 15 分鐘對校正一次,以保證儀器自身誤差帶來的影響。測量時(shí),將光譜儀器探頭垂直向下小麥冠層頂部 0.5m,視角為 8°,光譜測量時(shí)重復(fù)采樣 10 次。冠層光譜采集結(jié)束小麥植株連根拔起,再將冬小麥下伏表層土平攤開,距離土壤表面大約 0.2m 對進(jìn)行采集,光譜依舊重復(fù)采樣 10 次,避免測量時(shí)出現(xiàn)誤差。本研究對所有 61 個(gè)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于PCA-MLR和PCA-BPN的萊州灣南岸濱海平原土壤有機(jī)質(zhì)高光譜預(yù)測研究[J]. 徐夕博,呂建樹,吳泉源,于慶,周旭,曹見飛. 光譜學(xué)與光譜分析. 2018(08)
[2]不同土地利用類型土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)與人體健康風(fēng)險(xiǎn)[J]. 李春芳,曹見飛,呂建樹,姚磊,吳泉源. 環(huán)境科學(xué). 2018(12)
[3]三峽庫區(qū)典型農(nóng)業(yè)區(qū)土壤重金屬污染特征及風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)[J]. 王金霞,李謝玲,何清明,陳玉成,蔡慶,羅樂,趙雪. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(08)
[4]南寧市市郊農(nóng)業(yè)土壤中重金屬元素含量的多元統(tǒng)計(jì)分析[J]. 羅啟清,王少鵬,王英輝,韋朝帥,張威,張俊. 安全與環(huán)境工程. 2018(02)
[5]礦區(qū)植物重金屬污染的高光譜特性及其反演模型[J]. 喬曉英,馬少陽,候會芳,郝瑞娟. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(01)
[6]我國農(nóng)田土壤重金屬污染防治與糧食安全保障[J]. 徐建明,孟俊,劉杏梅,施加春,唐先進(jìn). 中國科學(xué)院院刊. 2018(02)
[7]基于空間結(jié)構(gòu)特征的土壤Cu、Pb來源解析——以北京市東南郊污灌區(qū)為例[J]. 王景云,喬鵬煒,楊軍,雷梅. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào). 2018(01)
[8]土壤Cu含量高光譜反演的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型[J]. 郭云開,劉寧,劉磊,李丹娜,朱善寬. 測繪科學(xué). 2018(01)
[9]安徽省典型區(qū)農(nóng)用地土壤重金屬污染成因及特征分析[J]. 尹國慶,江宏,王強(qiáng),聶靜茹,馬友華,胡宏祥. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[10]碧流河下游農(nóng)田土壤重金屬污染狀況分析與評價(jià)[J]. 曹露,張華,李明月,蘇子曉,劉玉國,何紅. 生態(tài)科學(xué). 2017(06)
碩士論文
[1]礦區(qū)植物脅迫作用與遙感信息提取[D]. 胡紅.山東科技大學(xué) 2010
[2]不同營養(yǎng)水平農(nóng)作物光譜特性研究[D]. 郭曼.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2006
[3]龍口市農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與保護(hù)性耕作研究[D]. 韓春梅.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2005
[4]重金屬脅迫對水稻傷害機(jī)理及水稻耐性機(jī)制的研究[D]. 楊小勇.揚(yáng)州大學(xué) 2002
本文編號:3370575
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