基于支持向量機的太原市土壤重金屬污染評價研究.pdf

1、城市擴張、工業(yè)發(fā)展和人口劇增導(dǎo)致城市土地生態(tài)系統(tǒng)承受著越來越大的風(fēng)險。本文以土壤質(zhì)量風(fēng)險為研究內(nèi)容,以山西省太原市為研究區(qū),以2013年4月對研究區(qū)的系統(tǒng)布點采樣為數(shù)據(jù)源,首先分析了土壤重金屬元素和土壤養(yǎng)分的統(tǒng)計特征及其空間分布格局,探討了土地利用方式對土壤質(zhì)量的影響。在此基礎(chǔ)上,利用支持向量機(Support Vector Machine,簡稱SVM)算法,對太原市的土壤重金屬污染及土壤質(zhì)量狀況進(jìn)行了評價,并結(jié)合太原市污染源普查數(shù)據(jù),

2、探討了土壤重金屬污染和污染源之間的關(guān)系。本文得到的研究結(jié)論主要有:
　　(1)土壤重金屬元素Cu、Zn、Cr、Pb和養(yǎng)分堿解氮、速效磷、速效鉀等這些變量值之間的變動較大。除As以外,土壤重金屬元素之間都有很顯著且較強的正相關(guān)性;土壤養(yǎng)分各成分之間均具有顯著的正相關(guān)性(P<0.01)。
　　(2)小店區(qū)的Cu、Zn、Ni、Pb、Cd污染較重,Cu、Pb和Hg含量較高的樣點位于晉源區(qū),杏花嶺區(qū)的As污染最嚴(yán)重,總體上小店區(qū)和晉源

3、區(qū)污染較嚴(yán)重。
　　(3)各土地利用方式只對土壤速效鉀的含量有顯著差異,對其他土壤養(yǎng)分指標(biāo)和所有重金屬元素的影響均無顯著差異(P>0.05)。
　　(4)基于 SVM的重金屬污染評價結(jié)果表明,太原市土壤總體上污染較輕,污染較重的樣點主要分布在小店區(qū);基于SVM的土壤質(zhì)量評價結(jié)果表明,太原市土壤質(zhì)量最好的區(qū)域主要為杏花嶺區(qū)和萬柏林區(qū)的一部分區(qū)域,土壤質(zhì)量最差的樣點主要分布在晉源區(qū)。結(jié)果表明,SVM在生態(tài)風(fēng)險評價方面有很強的適用

4、性和優(yōu)越性,其分類精度較高,尤其是對小樣本、非線性問題。
　　(5)不同類別污染源對土壤重金屬Zn、Pb、Cd、Hg的含量影響有顯著差異。化工類污染源和礦石類污染源是需要加強治理和管理的兩類主要污染源,它們可引起多種土壤重金屬元素的污染,尤其是化工類企業(yè)。
　　本文的研究結(jié)果從理論上驗證了支持向量機算法在生態(tài)風(fēng)險評價方面的適用性和優(yōu)越性,彌補了傳統(tǒng)評價方法的一些不足。實踐上,該評價結(jié)果展示了太原市土壤重金屬污染的輕重分布區(qū)及