耕地資源質(zhì)量與土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)新方法

目錄
序
第1章 緒論 1
1.1 本書創(chuàng)作背景 1
1.2 本書主要內(nèi)容 8
參考文獻(xiàn) 11
第2章 土壤樣點(diǎn)、空間預(yù)測(cè)和賦值方法綜合優(yōu)化下的縣域耕地資源質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià) 14
2.1 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法完善研究概況 14
2.1.1 評(píng)價(jià)內(nèi)容與指標(biāo)體系的完善 14
2.1.2 耕地土壤屬性預(yù)測(cè)方法的完善 16
2.1.3 評(píng)價(jià)樣點(diǎn)空間抽樣方法的完善 18
2.2 研究思路與基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 19
2.2.1 研究?jī)?nèi)容 19
2.2.2 研究技術(shù)路線 20
2.2.3 研究區(qū)概況 21
2.2.4 研究基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 22
2.3 樣點(diǎn)疏密差異對(duì)土壤屬性空間預(yù)測(cè)精度的影響及分區(qū) 23
2.3.1 基于不同來(lái)源樣點(diǎn)的土壤屬性預(yù)測(cè)總體精度 23
2.3.2 基于土壤屬性均質(zhì)單元的樣點(diǎn)密度空間差異 34
2.3.3 土壤屬性預(yù)測(cè)精度與樣點(diǎn)密度的關(guān)系 40
2.3.4 研究區(qū)土壤樣點(diǎn)的疏密性分區(qū) 43
2.4 樣點(diǎn)稀缺區(qū)土壤屬性空間分布的優(yōu)化預(yù)測(cè) 45
2.4.1 優(yōu)化預(yù)測(cè)的土壤-景觀模型建立 45
2.4.2 研究區(qū)樣點(diǎn)密集區(qū)土壤屬性特征與景觀因子的關(guān)系 49
2.4.3 基于土壤-景觀模型的土壤屬性空間分布預(yù)測(cè) 51
2.4.4 土壤-景觀預(yù)測(cè)與地統(tǒng)計(jì)插值預(yù)測(cè)結(jié)果比較 56
2.4.5 樣點(diǎn)稀缺區(qū)土壤屬性提取及其分布特征 60
2.5 樣點(diǎn)密集區(qū)參評(píng)土壤樣點(diǎn)的數(shù)量及布局優(yōu)化 61
2.5.1 樣點(diǎn)數(shù)量及布局優(yōu)化的空間抽樣原理與智能優(yōu)化算法 61
2.5.2 基于模擬退火算法的參評(píng)土壤樣點(diǎn)數(shù)量及布局優(yōu)化 63
2.5.3 考慮土壤屬性空間異質(zhì)性的模擬退火算法改進(jìn)及運(yùn)用 70
2.5.4 優(yōu)選土壤樣點(diǎn)的精度評(píng)價(jià)與來(lái)源分析 77
2.6 評(píng)價(jià)單元土壤屬性數(shù)據(jù)賦值方法的優(yōu)化選擇 80
2.6.1 評(píng)價(jià)單元土壤屬性數(shù)據(jù)賦值過(guò)程 80
2.6.2 不同土壤屬性*優(yōu)空間插值方法選擇 81
2.6.3 評(píng)價(jià)單元土壤屬性賦值方法優(yōu)化選擇 87
2.7 各優(yōu)化方法綜合運(yùn)用的縣域耕地質(zhì)量評(píng)價(jià) 92
2.7.1 評(píng)價(jià)的方法體系 92
2.7.2 評(píng)價(jià)單元數(shù)據(jù)獲取 93
2.7.3 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果 95
2.7.4 評(píng)價(jià)精度分析 96
2.8 本章小結(jié) 98
參考文獻(xiàn) 100
第3章 運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析方法的省域耕地資源質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià) 103
3.1 大數(shù)據(jù)研究概況 103
3.1.1 大數(shù)據(jù)研究的興起 103
3.1.2 大數(shù)據(jù)信息來(lái)源 104
3.1.3 大數(shù)據(jù)管理與云計(jì)算 105
3.1.4 大數(shù)據(jù)分析與機(jī)器學(xué)習(xí)研究 106
3.2 省域耕地資源質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)內(nèi)容及技術(shù)路線 107
3.2.1 省域耕地資源質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)內(nèi)容 107
3.2.2 省域耕地資源質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)技術(shù)路線 108
3.2.3 江蘇省概況 110
3.3 耕地資源質(zhì)量基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)集和云計(jì)算環(huán)境構(gòu)建 110
3.3.1 耕地資源質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)因素與被驅(qū)動(dòng)因素 111
3.3.2 研究基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)集的構(gòu)建 112
3.3.3 大數(shù)據(jù)云計(jì)算環(huán)境的構(gòu)建與數(shù)據(jù)集成 117
3.4 大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)的省域耕地資源等級(jí)評(píng)價(jià) 121
3.4.1 基本流程與數(shù)據(jù)處理 122
3.4.2 大數(shù)據(jù)耕地資源質(zhì)量評(píng)價(jià)研究結(jié)果與精度 127
3.4.3 大數(shù)據(jù)耕地資源質(zhì)量評(píng)價(jià)空間差異與影響因素 132
3.4.4 大數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)方法在耕地資源質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用效果評(píng)價(jià) 134
3.5 方法融合下的大數(shù)據(jù)耕地資源質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果的精度效應(yīng) 136
3.5.1 面向?qū)ο蠓椒?136
3.5.2 深度學(xué)習(xí)與面向?qū)ο蠓椒ㄈ诤系母刭Y源質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果 140
3.5.3 深度學(xué)習(xí)與面向?qū)ο蠓椒ㄈ诤系母刭Y源質(zhì)量評(píng)價(jià)精度 140
3.6 本章小結(jié) 143
參考文獻(xiàn) 145
第4章 基于農(nóng)田大氣-土壤-作物多介質(zhì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的耕地污染和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 149
4.1 各介質(zhì)重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)概況 149
4.1.1 大氣重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)概況 149
4.1.2 土壤重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)概況 150
4.1.3 作物重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)概況 151
4.2 多介質(zhì)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的耕地污染和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 152
4.2.1 耕地污染和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)對(duì)象與技術(shù)路線 152
4.2.2 蠡河流域概況 153
4.2.3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)與樣品采集 156
4.2.4 樣品的測(cè)試 160
4.2.5 數(shù)據(jù)分析和評(píng)價(jià)方法 163
4.3 大氣降塵重金屬污染特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 169
4.3.1 大氣降塵重金屬時(shí)空分布特征 169
4.3.2 大氣降塵重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 175
4.3.3 大氣降塵重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 178
4.4 土壤重金屬污染特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 180
4.4.1 土壤基本理化性質(zhì) 180
4.4.2 土壤重金屬分布特征 182
4.4.3 土壤重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 190
4.4.4 土壤重金屬健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 192
4.5 作物重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 195
4.5.1 小麥重金屬污染特征與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 195
4.5.2 水稻重金屬污染特征和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià) 202
4.5.3 兩種作物籽粒重金屬污染特征和風(fēng)險(xiǎn)的比較 207
4.6 農(nóng)田系統(tǒng)多介質(zhì)重金屬綜合健康風(fēng)險(xiǎn) 211
4.6.1 飲用水重金屬的健康風(fēng)險(xiǎn) 211
4.6.2 不同輸入途徑下重金屬污染產(chǎn)生的健康風(fēng)險(xiǎn)比較 213
4.6.3 綜合健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及空間分布 214
4.7 本章小結(jié) 215
參考文獻(xiàn) 217
第5章 多方法聯(lián)用的農(nóng)田大氣-土壤-作物系統(tǒng)重金屬污染源解析 221
5.1 農(nóng)田系統(tǒng)重金屬污染源解析研究概況 221
5.1.1 大氣降塵重金屬源解析 221
5.1.2 土壤重金屬污染源解析 221
5.1.3 作物重金屬污染源解析 222
5.2 農(nóng)田各介質(zhì)重金屬污染源解析 222
5.2.1 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題 222
5.2.2 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線 223
5.2.3 研究材料 223
5.2.4 重金屬污染源解析方法 224
5.3 大氣降塵重金屬污染源解析 228
5.3.1 相關(guān)分析與富集因子分析 229
5.3.2 PMF分析和Pb同位素分析 230
5.3.3 大氣降塵重金屬源解析方法聯(lián)用探討 234
5.4 土壤重金屬污染源解析 235
5.4.1 定性源識(shí)別 235
5.4.2 定量源解析 237
5.4.3 土壤源解析方法聯(lián)用探討 249
5.5 作物重金屬污染源解析 251
5.5.1 小麥籽粒元素Pb來(lái)源解析 252
5.5.2 水稻籽粒元素Pb來(lái)源解析 254
5.5.3 兩種作物籽粒Pb污染源解析結(jié)果比較 256
5.6 本章小結(jié) 257
參考文獻(xiàn) 258
第6章 基于監(jiān)測(cè)-模擬的城市地區(qū)土壤-大氣多環(huán)芳烴分布變化、來(lái)源和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警 262
6.1 多環(huán)芳烴的來(lái)源、性質(zhì)和分布 262
6.1.1 多環(huán)芳烴的來(lái)源 262
6.1.2 多環(huán)芳烴的性質(zhì) 262
6.1.3 土壤多環(huán)芳烴的空間分布 263
6.2 多環(huán)芳烴分布、來(lái)源與預(yù)警的研究?jī)?nèi)容與方法 264
6.2.1 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線 264
6.2.2 研究區(qū)概況 266
6.2.3 樣品采集與測(cè)定 266
6.3 城市土壤-大氣多環(huán)芳烴的空間分布與來(lái)源 272
6.3.1 城市土壤多環(huán)芳烴的污染水平與空間差異 272
6.3.2 城市大氣PAHs時(shí)空分布特征 278
6.3.3 城市土壤-大氣多環(huán)芳烴的來(lái)源解析 282
6.4 城市環(huán)境多環(huán)芳烴的多介質(zhì)空間分布模擬 286
6.4.1 多環(huán)芳烴排放量估算 287
6.4.2 多介質(zhì)逸度Ⅲ級(jí)模型及其參數(shù) 288
6.4.3 OC-Model與BC-Model模擬結(jié)果對(duì)比與選擇 295
6.4.4 BC-Model模擬多環(huán)芳烴的空間分布 299
6.5 城市土壤多環(huán)芳烴累積變化的模擬重建與預(yù)測(cè) 303
6.5.1 多介質(zhì)逸度Ⅳ級(jí)模型及其參數(shù) 304
6.5.2 城市土壤多環(huán)芳烴累積變化模擬重建與預(yù)測(cè)的方法 307
6.5.3 1978～2013年城市土壤多環(huán)芳烴的累積變化與未來(lái)預(yù)測(cè) 310
6.5.4 城市土壤多環(huán)芳烴累積變化的時(shí)空特征 313
6.6 城市土壤多環(huán)芳烴累積的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與預(yù)警 314
6.6.1 健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)警的方法 315
6.6.2 城市土壤多環(huán)芳烴累積的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 318
6.6.3 城市土壤多環(huán)芳烴累積的健康風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警 321
6.7 本章小結(jié) 322
參考文獻(xiàn) 323
第7章 基于溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)監(jiān)測(cè)的土地利用、土壤環(huán)境變化的效應(yīng)評(píng)價(jià) 327
7.1 溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)性狀及土地利用、土壤環(huán)境變化的影響 327
7.1.1 溪流有機(jī)質(zhì)的生物地球化學(xué)功能 327
7.1.2 溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)的來(lái)源 327
7.1.3 溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)的組成 328
7.1.4 土地利用、土壤環(huán)境變化對(duì)溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)性狀的影響 329
7.2 溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)檢測(cè)效應(yīng)評(píng)價(jià)研究?jī)?nèi)容與方法 331
7.2.1 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線 331
7.2.2 研究材料與方法 333
7.2.3 樣品測(cè)試分析 335
7.2.4 數(shù)據(jù)分析 339
7.3 流域溪流有機(jī)質(zhì)陸源輸入特征對(duì)土地利用、土壤環(huán)境變化的響應(yīng) 339
7.3.1 陸源有機(jī)質(zhì)輸入估算模型的耦合 339
7.3.2 流域水體有機(jī)碳、氮陸源輸入特征的空間變異 347
7.3.3 流域水體有機(jī)質(zhì)陸源輸入特征對(duì)土地利用、土壤環(huán)境變化的響應(yīng) 352
7.3.4 典型溪流有機(jī)質(zhì)陸源輸入特征對(duì)土地利用、土壤環(huán)境變化的響應(yīng) 356
7.4 典型溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)性狀對(duì)土地利用、土壤環(huán)境變化的響應(yīng) 359
7.4.1 不同土地利用-土壤類型影響溪流中溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)輸出含量的特征差異 359
7.4.2 不同土地利用-土壤類型影響溪流中溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)組成的特征差異 367
7.4.3 溪流溶解態(tài)有機(jī)質(zhì)組成對(duì)土地利用、土壤環(huán)境變化的響應(yīng) 376
7.5 本章小結(jié) 381
參考文獻(xiàn) 382
第8章 基于污染物湖泊沉積記錄的資源環(huán)境保護(hù)的效應(yīng)評(píng)價(jià) 387
8.1 湖泊沉積與污染物的變化記錄 387
8.1.1 湖泊沉積物定年 387
8.1.2 湖泊沉積物中多環(huán)芳烴的累積變化 388
8.1.3 湖泊沉積物中重金屬的累積變化 389
8.2 湖泊沉積物研究?jī)?nèi)容與方法 390
8.2.1 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線 390
8.2.2 研究區(qū)概況 391
8.2.3 樣品的采集與測(cè)定 392
8.2.4 數(shù)據(jù)分析和評(píng)價(jià)模擬的方法 396
8.3 西太湖沉積物中多環(huán)芳烴的歷史變化與物源分析 400
8.3.1 西太湖沉積環(huán)境與沉積速率測(cè)算 400
8.3.2 西太湖多環(huán)芳烴的歷史變化 402
8.3.3 多環(huán)芳烴吸附沉積的影響因素 411
8.3.4 西太湖多環(huán)芳烴的