中国典型设施栽培土壤Cu、Zn累积特征及风险预测

为了探明铜(Cu)和锌(Zn)在设施栽培土壤中的累积现状及潜在风险,该研究基于中国8个省16个州市典型区域的设施栽培土壤全量和有效态含量,系统分析了Cu、Zn的累积现状及风险特征,并采用分段线性模型(Split-line Model)拟合了土壤Cu、Zn有效态累积量与种植年限的关系,预测了土壤Cu、Zn累积量超风险限量值的种植年限.结果表明:1)与各省对应土壤背景值及农业土壤有效态元素丰缺指标相比,中国设施栽培土壤的全量Cu、Zn均有不同的累积效应,Cu较为明显,有效态含量大部分均达到了极丰富水平,所有样品均未出现低于缺乏临界值的现象;2)与农用地土壤污染风险筛选值相比,全量Cu、Zn平均分别超标16.03％、4.58％;与土壤有效态风险限量值相比,土壤有效态Cu的平均超限率达到了16.92％,辽宁、河南、云南的超限率分别达到了33.33％、62.50％、32.00％,表现较为严重,有效态Zn均未超限;3)基于有效态的风险评价结果表明设施栽培土壤整体安全,仅辽宁达到了轻度污染,河南和云南均达到了警戒值水平,均以元素Cu的累积贡献较为突出;4)土壤有效态Cu、Zn累积量与其种植年限具有显著正相关关系(P<0.05),基于线性模型的分析结果显示,现有设施栽培条件下,连续再种植6.7、20.5、19.3 a可分别导致酸性、中性、碱性土壤中有效态Cu累积量达到风险限量值,连续再种植32.5、67.9、91.9 a可分别导致酸性、中性、碱性土壤中有效态Zn累积量达到风险限量值.因此,设施栽培土壤Cu、Zn累积具有风险,且逐年加重,需要采用合理的安全利用措施(包括修复技术、农资产品选用)来进一步保障设施农业健康可持续发展.