全 文 ：第 12卷 第 4期
2 0 0 4年 1 0月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．12 NO．4
0ct．． 2004
基于GIS的三江平原生态环境重金属污染评价研究
于 磊 张 柏 张树清
(中国科学院东北地理与农业生态研究所 长春 130012)
摘 要 应用 GIS研究三江平原生态环境单因子和综合重金属污染评价结果表明，三江平原生态环境单 因子重金
属污染仅零星地区出现轻度污染，但该区Pb和 cr元素污染较分散且分布 范围较广 ；三江平原 生态环境重金属综
合污染基本不存在 ，仅南部穆棱、西北部萝北、中部集贤和双鸭山、东部虎林和绕江交接处几片地方出现轻度污染，
且综合污染指数一般<1．2，污染范围仅 占全区的 3．5％，表明该区生态环境地球化学质量较优越。
关键词 三江平原 GIS 重金属污染 生态环境评价
Pollution evaluation of the heavy metal elements on the eco-environment of the Sanjiang Plain based on GIS．YU Lei．
ZHANG Bai，ZHANG Shu—Qing(Northeast Institute of Geography and Agriculture Ecology，Chinese Academy of Scienc—
es。Changchun 130012)，CJEA，2004，12(4)：153～155
Abstract The heavy metal elements polution on the eco-environment of the Sanjiang Plain in Heilongj iang Province was
evaluated based on GIS．The results show that the geochemistry environment of the Sanjiang Plain in Heilongjiang Prov—
ince is good．There is no polution in most parts of the region，The po lution distribution of Pb and Cr elements is wide
Only Muling in the south，Luobei in the northwest，Jixian and Shuangyashan in the middle and Hulin in the east connect—
ing with Raoiang River show a slight polution．The pollution index is no more than 1．2．and the polution regions occupy
3．5％ of the total area．AIl of these show that the geochemistry environmental quality of the Sanjiang Plain is good．
Key words sa iang Plain，GIS，Heavy element pollution，Evaluation of eco-environment
土壤重金属污染对农田生态环境的危害日趋加剧。土壤重金属污染评价已成为土地质量评价体系的重
要组成部分 。三江平原是我国重要的商品粮豆生产基地，有关三江
平原生态环境的研究已多见报道 ，而有关大区域环境地球化学特
征的研究目前尚少见报道。本研究利用黑龙江省 1：50万区域化探资
料，应用 GIS对三江平原生态环境进行了重金属污染评价 ，为该区发展
有机农业和绿色食品提供科学依据。
1 研究区域概况与研究方法
三江平原包括完达山以北的松花江、黑龙江和乌苏里江冲积形成的
低平原和完达山以南的乌苏里江及其支流与兴凯湖形成的冲积平原，位于
黑龙江省东北部，北纬43。49 55 ～48。27 40”，东经 129。11 20 ～135。05 26 ，
总面积 10．89万 k (见图 1)，属温带湿润、半湿润大陆性季风气候，1月
份平均气温低于一18℃，7月份平均气温 21～22℃，≥10℃年活动积温
2300-2500℃，年无霜期 120～140d，年降水量 500-650mm且主要集中于
5～9月份。该区在大地构造上属同江内陆断陷，为新生代大面积沉陷地
区，地貌类型以 1级阶地和河漫滩为主，少量低山残丘散立于平原中，地表
组成物质为第四纪沉积物，广泛分布 3～17m厚的粘土和亚粘土层。该区
大多为平原沼泽性河流，属长白植物区系，以沼泽化草甸和沼泽植被为主，
土壤类型主要为棕壤、黑土、白浆土、草甸土和沼泽土 5种。农业为该区主
要产业，现有耕地 114万 hm2，为我国重点商品粮豆基地。
图 1 三江平 原行政 图
Fig．1 The situation of the Sanjiang Plain
*中国科学院知识创新工程重大方向性项 目“东北黑土农田生态系统潜力、稳定性和环境安全性研究”(Kzcx2一SW一416)部分研究内容
收稿日期：2003—09—30 改回日期：2003—1卜O2
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中 国 生 志 l农 业 学 报 第 l2卷
表 1 三江平原重金属污染评价标准
Iah J The vaIuHtI m L．I=¨iard l’【 1 自I J=．1IhJlic-n in l1 rlE Phin
试验挑选资料较齐全的 、Pb、(’u、(’r和zt 等5种重金
属元素，应用 GI (美国 F~SRI公司生产的 AR(Y；IS
8．I]1和 ARCVIEW3．2．属性数据Hj FOXPRO6．0辅
助编辑和处理)进行三江平原生态环境重金属污染评
价，制出三江平原各元素空间分布旧，并建立了重金
属污染评价模型．进行单因子评价和综合污染评lf『
国内外学者进行土壤环境地球化学质量评价时采取
的评价方法和标准均不统一，其中指数法应用较广泛且较成功 本研究采用指数法进行j江平原生态环
境重金属污染评价，参照国家土壤环境质量标准GBI 56l8一l995，并结合该区实际确定研究所采用的评价标
准(见表 i)，所采用指数法评价模型包括单阔子污染指数评价和综合污染指数评价，其中单 子污染指数评
价公式为：
P，= C
，
／s
，
(【
当 C ≤X 时． ／S．=( ／ ；X <( ≤X 时，( ／S．=1+(( X．，)／(-x．一X．)；X(c x．)／(x 一x．)；x <(’．时． ／S．=3+(C 一x )『fX ) 式中，P．为土壤中污染元素i的污染
指数，(1_为土壤中污染元素i的实删值，S．为土壤中污染元素i的评价标准，X 、x 和 ．分别代表土壤污
染积累起始值、中度污染起始值和重度污染起始值 P．≤l为：I#污染，相应地区为清清区：1染，相应地区为轻度污染区；2

3为蕈污染．棚直地区为重
度朽染区。
多因子综台污染指数公式为：
： 似 ㈡ ．
～ 2
式中，P为土壤污染7亡素综台污 指数．C 为土壤中污染元素 实测值，s．为土壤中污染元素i的评价标
准。P≤1时该区为非污染区．1<， ≤2时该区为轻度污染区，22 结果与分析
由三江平原生态环境单囡子污染{；F价结果(见图2～6)可知，淡区大部分地区不存在 As元素污染，仅零
星地区如西北部萝北、鹤岗及汤原地区和北郭同江 、富锦及中部桦南等处于轻度樗染且范嗣 I}：常小．污染指
国2 三江平原 As元素污染评价
Fig 2 The evahlaIl【m 【 f A d~tDelt
in Eastjiang Plain
图3 三江平原 IJb元素污染评价
Fig．3 The evaluation。f Pb e[emenI
in S~njiang PIain
圉 -I 三江平原 Cr元素污染评价
Fig．4 The evrduadmt l f Cr element
in San)iang Plain
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第 4期 于 磊等：基于 GIS的三江平匣生态环境重金檑污染评价研究 J 55
数一般<1．5(见图2) 该区 Ph元素污染范围比A 元素严重，西北部萝北鹤岗、北部同江和抚远交接处、中
部职鸭山和集贤及东南部一些地区均出现轻度污染(见图3)且污染分散，这与该区大量农用机械使用含 Pb
汽油不无关系，应引起注意并采取相关措施 三江平原 cr元素污染也较分散，西北部萝北硬鹤岗、求部绕
江、宝清、虎林及南部穆棱幅染范围较大，但总体而言该区 元素污染较轻，大部分地区 存在 cr元素污染
(见图4) 三江平原仅零星地区出现 Cu元素轻度荇染(见图5)+仅南部穆棱、西北部萝北及中部集贤和双鸭
山等地出现小片z 元素轻度污染(见图 6) 由三江平原生态环境重金属综合污染评价可掘：1(见图7)，三江
平原大部分地区不存在重金属污染，仅南部穆棱、西北部萝北、中部集贤和双鸭山以及东部虎林和绕江交接
处为轻度污染，且综合污染指数一般≤1．2．污染范围仅占金区的3．5％ 有利于该区发展绿色食品生产及可
持续农业。
图5 三江平原cu元素污染评价 图6 三江平原 zn元素污染评价 图7 三江平原综台污染评价
Fig 5 The evahtati．n 0j Cu demenl Fig 6 the evaluation li Zn eLernem Fig 7 The n】tlli index㈣ 1u 1l L
in Sanjiang Plain in Sa．njiang Plato of~San)iaug Pl~．in
3 小 结
三江平原地球化学环境质量较优越．大部分地区处于无污染水平，仅南部穆棱、西北部萝北 、中部集贤和
双鸭山以及东部虎林和绕江交接处为轻度污染，其综合污染指数一般≤1．2，且污染范围仅『 全区的3．5％ ：
该区 Pb和cr元素污染程度较轻但很分散，污染范围大于其他几种元素，应引起高度重视
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