长期种植对设施菜地土壤中重金属分布的影响及生态风险评估

摘要

为探究长期种植对设施菜地土壤中重金属分布的影响,以天津市武清区设施菜地土壤为研究对象,采集不同种植年限(4、10、12和16 a)及不同土层(0～20、20～40和40～60 cm)的土壤样品,分析设施菜地土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb的分布特征.结果表明:研究区设施菜地表层土壤(0～20 cm)中重金属含量顺序为Zn>Cr>Ni>Cu>Pb>As>Cd,重金属的形态以残渣态和铁锰氧化物结合态为主.与露天菜地土壤相比,设施菜地表层土壤中Cu、Zn和Cd的含量较高,Cr、Ni、As和Pb的含量较低.与深层土壤相比(40～60 cm),Cu、Zn和Cd在表层土壤(0～20 cm)中明显富集,As、Pb、Cr和Ni的含量相对变化较小.随种植年限的增加,表层土壤中重金属含量整体呈"先上升后下降"的趋势.利用相关分析和主成分分析解析重金属来源,结果表明设施菜地土壤中Ni、As、Cr和Pb的来源为自然源,Cd、Zn和Cu的来源主要为人为源.运用Hakanson指数法对研究区土壤进行生态风险评估,结果表明,研究区综合潜在生态风险级别处于低等级,但Cd的生态风险级别相对较高,存在一定的生态风险,需引起关注.