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土壤作为生态系统重要组成要素,人类和自然的生存均离不开土壤。但近年来,土壤污染问题越来越严重,尤其在矿区,矿产资源的不合理开发利用,导致矿区及其周边区域土壤形成大面积重金属富集,由此引发的生态环境破坏问题日益严重。土壤重金属污染不仅对土壤中微生物的活动、农作物生长、农业产量产生重大影响,还会由于生物圈内存在的食物链作用引起人体的健康问题。因此对矿区土壤重金属污染现状进行调查评价显得尤其重要。传统的野外采样以及实验室内化学分析方法费时费力,无法完成大面积的快速监测。近年来,高光谱遥感技术发展迅速,已广泛应用于日常多种领域。为探究运用土壤光谱估算土壤重金属含量的可能性,实现土壤重金属的快速监测,本文以安徽省铜陵市杨山冲尾矿区为研究区,利用ASD地物光谱仪获取土壤光谱反射率;在实验室内分析测定土壤重金属（As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn）含量。将获取的原始光谱经过不同转换形式进行处理,处理后的光谱数据与土壤重金属含量进行相关性分析,利用多元逐步回归、偏最小二乘回归构建土壤重金属元素含量的反演模型。同时利用单因子指数法、内梅罗综合污染指数法、地质累积指数以及潜在生态危害指数法对研究区土壤重金属进行污染状况评价和生态风险评估;应用相关性分析和主成分分析探究土壤重金属污染来源。主要研究结论如下:1.在整个波段区间,土壤样本反射率值大小不一,但整个光谱曲线变化趋势基本一致,形状大致相同,基本平行,且室内土壤光谱反射率均要较野外土壤光谱反射率值高。在400-500 nm之间,光谱反射率值较低,增长缓慢,光谱曲线较平缓;在500-850 nm之间,光谱反射率值较高,增长迅速,光谱曲线陡峭;在850-1000 nm之间,光谱曲线趋于稳定。通过对土壤重金属含量与土壤光谱数据进行相关分析。结果显示,原始光谱数据进行不同的数学形式处理之后,土壤光谱反射率与土壤重金属含量的相关性都得到了显著的增强;经过不同的数据转换后,重金属元素含量与光谱数据之间相关性较原始光谱有所提高。且室内测定光谱数据与土壤重金属在不同数据变换形式下的相关性整体上要优于野外实测光谱数据与土壤重金属相关性。在倒数一阶变换形式下室内光谱数据与土壤重金属As、Pb、Cr、Ni、Zn元素含量之间具有最高相关性;土壤Cu元素在平方根一阶变换形式下具有最高相关性。2.利用多元逐步回归和偏最小二乘回归对土壤重金属含量进行定量估算,5种重金属元素（As、Pb、Cr、Ni、Zn）在两种建模方法下构建的模型建模决定系数（R~2）均在0.50以上,模型具备一定预测能力,而元素Cu在两种建模方法下的模型建模决定系数（R~2）均低于0.50,模型预测效果相对较弱。6种重金属元素（As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn）基于偏最小二乘回归法构建模型的决定系数（R~2）均要高于多元逐步法构建模型,均方根误差（RMSE）均要低于多元逐步回归法构建模型,综合对比决定系数（R~2）和均方根误差（RMSE）分析,基于偏最小二乘回归法的土壤重金属元素建模预测效果整体上要优于多元逐步回归法构建模型。其中元素Cr基于一阶转换形式下的偏最小二乘回归模型估算预测效果最好,建模系数（R~2）达0.732,均方根误差值不到平均含量10%,元素Ni和Zn的预测效果次之。3.不同土地利用区域土壤重金属含量存在差异性。参考铜陵市土壤环境背景值,尾矿库土壤中As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn元素平均含量均偏高,存在一定程度富集;周边农田土壤中Cr元素平均含量低于背景值,As、Pb、Cu、Ni、Zn元素平均含量均偏高,存在一定程度富集。与国家土壤环境质量标准二级标准（GB15618-1995）比较,尾矿库和周边农田内,土壤As、Cu、Ni元素均超标,尤其是土壤As元素的污染已经较为严重。尾矿库土壤As、Pb、Cu、Zn元素呈高度变异,Cr、Ni元素呈中度变异;周边农田土壤As、Pb元素呈高度变异,Cr、Cu、Ni、Zn元素呈中度变异。4.单因子污染指数表明,尾矿库土壤Pb、Cr、Zn元素未污染,Cu、Ni元素呈轻度污染,As元素呈重度污染;周边农田土壤Pb、Cr、Zn元素未污染,Cu、Ni元素呈轻度污染,As元素呈中度污染。内梅罗污染指数结果表明,尾矿库土壤Cr元素呈轻度污染,Ni、Zn元素呈中度污染,As、Pb、Cu元素呈重度污染;周边农田土壤Cr元素未污染,Pb、Ni、Zn元素呈轻度污染,Cu元素呈中度污染,As元素呈重度污染。地累积指数评价结果表明,尾矿库土壤As元素呈中等-强度污染,Pb元素呈中度污染,Cu和Ni元素呈轻度污染,Cr和Zn元素未污染;农田土壤中,As元素呈中度污染、Ni元素呈轻度污染,其余元素未受污染。尾矿库土壤综合潜在生态风险值为162.55,呈中度风险,其中As元素单种潜在生态风险值RI为114.71,呈强潜在风险,另外5种元素均呈轻度风险;农田土壤元素As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn的单种潜在生态风险值均较小,呈轻度风险;6种土壤重金属元素的综合潜在生态风险值为58.60,呈轻度风险。尾矿库土壤污染程度较农田土壤严重,土壤As、Ni和Pb元素为主要污染因子;潜在生态风险结果表明,尾矿库土壤呈中度风险,周边农田土壤呈轻度风险;元素As、Pb、Cr、Ni主要来源于人为活动,元素Cu、Zn受人为和自然因素的共同影响。