(環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京 100094)

土壤污染遙感研究進(jìn)展及應(yīng)用展望

熊文成聶憶黃王橋婁啟佳屈冉張雅瓊滕佳華

(環(huán)境保護(hù)部衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心，北京 100094)

針對(duì)土壤污染可能出現(xiàn)的概念理解偏差，首先介紹土壤污染及其特點(diǎn)，明確了遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)土壤污染的目標(biāo)與內(nèi)容范疇。從土壤污染遙感監(jiān)測(cè)研究，包括光譜機(jī)理、土壤污染反演、植被脅迫遙感反演等方面，全面總結(jié)了各種方法的主要進(jìn)展、特點(diǎn)及應(yīng)用中的問題。結(jié)合土壤污染監(jiān)測(cè)需求，尤其是《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的明確需求，分析了遙感技術(shù)在土壤污染源監(jiān)管、土壤污染風(fēng)險(xiǎn)管控、土壤調(diào)查布點(diǎn)優(yōu)化、土壤污染反演研究等方面中的應(yīng)用前景，表明遙感技術(shù)可以提高土壤污染監(jiān)測(cè)能力，并為土壤環(huán)境管理提供全面宏觀信息。

土壤污染；遙感；土十條；重金屬

引言

土壤是經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，關(guān)系人民群眾身體健康，關(guān)系美麗中國(guó)建設(shè)，保護(hù)好土壤環(huán)境是推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和維護(hù)國(guó)家生態(tài)安全的重要內(nèi)容。我國(guó)土壤環(huán)境總體狀況堪憂，部分地區(qū)污染較為嚴(yán)重。2005年至2013年開展了首次全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查，結(jié)果表明，全國(guó)土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，其中輕微、輕度、中度和重度污染點(diǎn)位比例分別為11.2%、2.3%、1.5%和1.1%[1]。國(guó)務(wù)院于2016年5月印發(fā)了《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》(“土十條”)，實(shí)施“土十條”是國(guó)家向污染宣戰(zhàn)的三個(gè)重大戰(zhàn)略之一，而土壤污染狀況調(diào)查與土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)是打贏土壤污染戰(zhàn)役的重要基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的土壤污染研究是通過室內(nèi)分析野外實(shí)地逐點(diǎn)采集的樣品，獲取各樣點(diǎn)的污染物質(zhì)含量，研究大部分則集中污染物化學(xué)測(cè)定方法、賦存狀態(tài)、污染與所依附的微觀環(huán)境的關(guān)系、污染分布遷移規(guī)律、污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法等[2-5]。這種方法能夠取得相對(duì)良好的測(cè)量精度，但耗時(shí)費(fèi)力、效率較低，而且無(wú)法較好地獲取空間上連續(xù)分布信息。遙感作為空間技術(shù)為宏觀快速獲取土壤重金屬污染信息提供了新的途徑，尤其是近年來，國(guó)內(nèi)外多源衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)在空間分辨率、時(shí)間分辨率、輻射分辨率、光譜分辨率等方面均取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為遙感技術(shù)在土壤重金屬污染調(diào)查與監(jiān)測(cè)方面發(fā)揮更大作用提供了可能。因此，本文主要總結(jié)土壤污染遙感監(jiān)測(cè)進(jìn)展，結(jié)合目前土壤污染監(jiān)測(cè)的迫切需求，分析遙感技術(shù)在土壤重金屬污染監(jiān)測(cè)中的可能應(yīng)用前景。

1 土壤污染與土壤污染遙感

1.1 土壤污染及特點(diǎn)

土壤污染是指所引入之物質(zhì)或制劑的性質(zhì)、數(shù)量或濃度可對(duì)土壤功能或使用價(jià)值產(chǎn)生負(fù)面影響。土壤污染的要素主要包括三方面的內(nèi)容(土壤污染三要素)，即有可識(shí)別的人為污染物，有可鑒別的污染物數(shù)量的增加，有現(xiàn)存(直接顯露)或潛在(通過轉(zhuǎn)化)的危害后果[6]。人們?cè)趯?shí)際工作中重點(diǎn)關(guān)注的是土壤污染或者是污染土壤(指已經(jīng)構(gòu)成污染的樣點(diǎn)、場(chǎng)地和不同尺度的區(qū)域土壤)。然而，由于對(duì)概念理解的差異性，容易混淆了沾污和污染的差別，可能導(dǎo)致夸大土壤污染或污染土壤的問題。

土壤污染源可以分為天然源和人為源。天然源是指自然界自行向環(huán)境排放有害物質(zhì)或造成有害影響的場(chǎng)所，此種狀況一般稱為自然災(zāi)害，如正在活動(dòng)的火山。人為源是指人類活動(dòng)所形成的污染源，是研究的主要對(duì)象，而在這些污染源中，化學(xué)物質(zhì)對(duì)土壤的污染是人們最為關(guān)注的。按照物質(zhì)或制劑進(jìn)入土壤的途徑所劃分的土壤污染源可分為污水灌溉、固體廢棄物的利用、農(nóng)藥和化肥的施用、大氣沉降等。

土壤是不可再生資源，形成一厘米土壤大概需要幾百年到上千年。土壤污染具有累積性、不均勻性和長(zhǎng)期存在性等特點(diǎn)，污染物在土壤中遷移、擴(kuò)散和稀釋速度極慢，土壤一旦污染，將是“天長(zhǎng)地久”。

土壤污染在土壤中的形態(tài)是其毒性的發(fā)揮的重要影響因子，同時(shí)污染在土壤中的形態(tài)也是光譜于遙感識(shí)別的重要基礎(chǔ)。就土壤重金屬而言，可以分為水溶態(tài)、交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)結(jié)合態(tài)和殘留態(tài)。

1.2 土壤污染遙感

遙感是以電磁波與地球表面物質(zhì)相互作用為基礎(chǔ)，探測(cè)、分析和研究地球資源與環(huán)境，揭示地球表面各要素的空間分布特征與時(shí)空變化規(guī)律的一門科學(xué)技術(shù)。近年來，隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星遙感技術(shù)已經(jīng)在氣象、海洋、環(huán)境、減災(zāi)等各行各業(yè)取得長(zhǎng)足的發(fā)展和應(yīng)用。根據(jù)高分專項(xiàng)[7]、《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2015-2025年)》[8]等規(guī)劃，未來我國(guó)將發(fā)射多顆具有高空間分辨率、高光譜分辨率、高時(shí)間分辨率、高輻射分辨率的高分衛(wèi)星，將進(jìn)一步豐富衛(wèi)星數(shù)據(jù)的供給。

土壤污染遙感即利用遙感技術(shù)進(jìn)行土壤污染的識(shí)別、反演、監(jiān)管或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。遙感器對(duì)土壤污染或相關(guān)要素的響應(yīng)是開展土壤污染遙感的基礎(chǔ)。因此，土壤污染遙感應(yīng)用需要開展土壤污染的監(jiān)測(cè)需求與可遙感性分析(響應(yīng)可識(shí)別性分析)，理清哪些需求可以通過遙感技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，哪些需求可以輔助來實(shí)現(xiàn)，哪些需求可以引導(dǎo)遙感載荷發(fā)展。

2 土壤污染遙感研究現(xiàn)狀

土壤污染遙感監(jiān)測(cè)研究主要是在光譜機(jī)理、土壤污染反演、植被脅迫遙感反演等方面。

2.1 土壤污染光譜機(jī)理研究

在土壤污染分析監(jiān)測(cè)過程中，運(yùn)用光譜分析法對(duì)重金屬、有機(jī)污染物進(jìn)行分析已成為一種快速的例行分析方法[9]。土壤污染物質(zhì)及其與土壤結(jié)合后形成的特定光譜是進(jìn)行光譜識(shí)別的基礎(chǔ)，因此，進(jìn)行土壤重金屬污染、有機(jī)物污染的光譜測(cè)量與統(tǒng)計(jì)分析是土壤污染光譜機(jī)理研究的主要方面。

一些學(xué)者對(duì)有機(jī)污染物光譜測(cè)量做了探索研究，從文獻(xiàn)來看數(shù)量不多，總體處于探索階段。如劉慶生等對(duì)遼河三角洲土壤中石油類物質(zhì)進(jìn)行光譜測(cè)量并初步構(gòu)建模型[10]；趙春喜利用太赫茲時(shí)域光譜檢測(cè)技術(shù)對(duì)土壤中滴滴涕等3種有機(jī)物進(jìn)行了檢測(cè)分析[11]；王忠東等利用熒光光譜特征對(duì)土壤中有機(jī)污染物進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)[12]；蓋利亞等[13]對(duì)農(nóng)藥類污染場(chǎng)地進(jìn)行光譜特征分析，并明確出污染土壤的光譜響應(yīng)特征。

土壤中重金屬元素含量較低，反射電磁輻射能量弱，光譜特征不明顯，容易被土壤其他成分的光譜特征所掩蓋，因此通過直接分析重金屬元素的特征光譜來估算其含量比較困難[14]。因此，重金屬與土壤中光譜活性物質(zhì)(有機(jī)質(zhì)、氧化物、粘土礦物、土壤水份等)的內(nèi)在聯(lián)系是基于土壤反射光譜研究重金屬的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)利用反射光譜法估算土壤重金屬含量進(jìn)行了大量的研究，主要包括了土壤重金屬含量估算機(jī)理、土壤成分光譜特征、土壤光譜特征提取方法和估算模型等研究?jī)?nèi)容[15]。

使用的光譜儀有多種品牌，國(guó)內(nèi)常用于土壤光譜測(cè)量的儀器，以Field Spec便攜式分光輻射光譜儀居多。光譜測(cè)試范圍可以從紫外光到紅外波段(波長(zhǎng)范圍0.35～2.5μm)，波長(zhǎng)精度±1nm，測(cè)試對(duì)象包括固體、液體等，以測(cè)量土壤反射率和輻射率為主[16]。

統(tǒng)計(jì)分析方法主要有兩種。一是通過實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析得到土壤樣本重金屬含量和土壤鐵氧化物、有機(jī)質(zhì)等的含量，直接計(jì)算重金屬與土壤組分之間的相關(guān)系數(shù)，依據(jù)相關(guān)系數(shù)的大小判定土壤重金屬與土壤光譜活性物質(zhì)之間的相關(guān)關(guān)系。如王維等[17]通過對(duì) 350～2500nm 波段范圍光譜曲線進(jìn)行測(cè)試，分別分析了土壤重金屬Cu與土壤化學(xué)組分、土壤化學(xué)成分與土壤特征光譜之間的關(guān)系，通過土壤中鐵含量和鎂含量實(shí)現(xiàn)了光譜法對(duì)土壤重金屬Cu的間接預(yù)測(cè)。二是采用回歸分析的方法建立重金屬含量反演模型，分析重金屬含量反演模型在土壤光譜波段上的權(quán)重，依據(jù)土壤光譜活性物質(zhì)的光譜特征，建立重金屬元素與土壤組分之間的聯(lián)系。如解憲麗等[18]選擇江西貴溪銅冶煉廠污染區(qū)采集土樣，分析了9種重金屬元素與土壤可見光-近紅外反射光譜之間的相關(guān)性及其相關(guān)的原因。吳昀昭等[19]利用單變量和多元回歸分析建立了南京地區(qū)土壤反射率光譜與 Hg 含量之間的關(guān)系，并通過這種數(shù)量關(guān)系快速預(yù)測(cè)了土壤Hg含量。

雖然光譜分析在理論探索和實(shí)用性方面被廣泛應(yīng)用，但光譜定量分析建立在相對(duì)比較的基礎(chǔ)上，建模的眾多假設(shè)與實(shí)際監(jiān)測(cè)土壤存在較大差異，影響實(shí)際監(jiān)測(cè)的精度。

2.2 土壤污染遙感

從土壤污染光學(xué)遙感進(jìn)展類文獻(xiàn)來看[15，16，20，21]，很多學(xué)者開展了多光譜光學(xué)及高光譜遙感的土壤污染監(jiān)測(cè)研究。有從元素類型上分，建立不同元素的遙感反演方法；從遙感手段上看，有多光譜手段、近地表高光譜、航空高光譜、衛(wèi)星平臺(tái)高光譜等開展土壤污染監(jiān)測(cè)。

從監(jiān)測(cè)對(duì)象來說，有開展流域造成的重金屬污染，如Eunyoung Choe 等[22]利用 Hymap 高光譜數(shù)據(jù)制作了河流沉積物重金屬污染分布圖，蘭澤英等[23]利用高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行樂安河流域重金屬污染反演。有開展農(nóng)田污灌造成的重金屬污染，如王燕[24]利用高光譜數(shù)據(jù)開展石家莊污灌區(qū)重金屬遙感反演。有對(duì)污染場(chǎng)地進(jìn)行土壤污染進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，如蓋利亞等[13]對(duì)農(nóng)藥類污染場(chǎng)地進(jìn)行光譜特征分析。也有對(duì)一般性土壤開展重金屬制圖研究，如張威[10]開展三江源草地的重金屬高光譜反演研究。很大一部分學(xué)者對(duì)礦山、尾礦庫(kù)地區(qū)土壤重金屬污染開展遙感監(jiān)測(cè)，如Kemper等[25]開展礦區(qū)土壤重金屬光譜研究。

總體來說，估算探測(cè)土壤中的重金屬含量，其精度和穩(wěn)定性受限，主要原因在于土壤重金屬含量通常屬于痕量級(jí)，即使在重污染區(qū)域，即土壤重金屬含量大于三級(jí)臨界值的區(qū)域(參見《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》)[26]，其診斷性光譜特征也很容易湮沒在其他土壤組分的影響之中。但總體而言，土壤污染程度越高，如典型的污染場(chǎng)地，遙感反演與識(shí)別的效果更好。因此，針對(duì)重點(diǎn)污染場(chǎng)地，分析其土壤污染特征與規(guī)律對(duì)進(jìn)行土壤污染遙感具有較強(qiáng)的可行性。

2.3 土壤污染植被脅迫遙感

相對(duì)于有機(jī)質(zhì)等土壤成分而言，重金屬在土壤中的含量甚微，因此土壤光譜表現(xiàn)出來的重金屬光譜特性非常微弱，然而重金屬在土壤中的含量一旦超過環(huán)境的承受能力，就會(huì)對(duì)植被造成巨大的毒性，植被受重金屬污染脅迫表現(xiàn)出的光譜變化特征較土壤更為敏感。

健康植物對(duì)電磁波輻射的吸收、反射和散射作用構(gòu)成了植物的特征光譜，土壤受重金屬污染后，生長(zhǎng)在其上的植被特征將發(fā)生改變。陳圣波等[27]以黑龍江多寶山和銅山礦區(qū)為例，通過采集礦區(qū)典型植物的光譜進(jìn)行分析，結(jié)果表明由于植物葉片對(duì)金屬元素富集，植物脅迫光譜的變異體現(xiàn)在光譜的“紅邊”和吸收深度不同。通過葉片內(nèi)重金屬元素含量和550～760nm之間波段吸收深度的多元回歸分析，表明葉片中各類重金屬的含量與其光譜吸收深度的復(fù)相關(guān)系數(shù)都在0.75以上，相關(guān)性強(qiáng)。郭云開等[28]在光譜分析的基礎(chǔ)上，采用植被指數(shù)和相關(guān)分析相結(jié)合的方法提取與土壤中Cd、Pb、Zn相關(guān)的水稻冠層光譜敏感參數(shù)，通過最小二乘擬合建立土壤重金屬全量反演模型。一些研究基于受重金屬脅迫的植被冠層光譜變化，反映植被的污染脅迫水平，預(yù)測(cè)植物體內(nèi)重金屬累積量。陳思寧等[29]進(jìn)行重金屬鋅脅迫的白菜葉片光譜響應(yīng)研究，進(jìn)行定量線性相關(guān)分析，提取的三種特征光譜因子與Zn含量相關(guān)性達(dá)到0.95左右，可用來預(yù)測(cè)白菜葉片金屬Zn含量。

基于重金屬脅迫對(duì)不同植物葉綠素含量、細(xì)胞結(jié)構(gòu)和含水量的影響，及這些光譜控制因子在重金屬脅迫時(shí)的變化機(jī)制，許多研究者探索遙感方式來評(píng)估植物受重金屬脅迫的程度，構(gòu)建植被指數(shù)、紅邊位置等參數(shù)遙感光譜指數(shù)與葉綠素含量、葉片結(jié)構(gòu)、含水量的脅迫關(guān)系[30-31]。

總體而言，植被脅迫是反演土壤污染生物有效性的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)具有較大意義。光譜特征，尤其是紅邊特征對(duì)植被脅迫具有一定識(shí)別能力，但由于植物對(duì)重金屬存在一定的抗性、統(tǒng)計(jì)模型缺少普適性等問題，目前的土壤污染植被脅迫反演精度有一定受限。

3 應(yīng)用展望

目前來說，土壤污染遙感研究主要集中在遙感機(jī)理與模型的構(gòu)建方面，與實(shí)際的管理應(yīng)用需求結(jié)合不是很緊密。利用已有成熟遙感技術(shù)，結(jié)合土壤污染光譜、反演、植被脅迫等方面的遙感研究進(jìn)展，面向國(guó)務(wù)院發(fā)布的《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中提出的土壤環(huán)境質(zhì)量管理需求，可更為實(shí)用地以下幾個(gè)方面發(fā)揮遙感優(yōu)勢(shì)。

3.1 土壤污染源遙感監(jiān)管

土壤污染源是土壤污染的源頭，加強(qiáng)工礦企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管，切斷土壤污染的源頭，遏制土壤污染擴(kuò)大的趨勢(shì)?！锻寥牢廴痉乐涡袆?dòng)計(jì)劃》中，多次提出對(duì)于重點(diǎn)污染源、礦產(chǎn)資源集中開采區(qū)、石油開采區(qū)的監(jiān)管及農(nóng)膜污染的防治。遙感技術(shù)上述污染源監(jiān)管工作中可以起到重要的支撐作用。對(duì)于礦產(chǎn)集中開采區(qū)，可以利用遙感技術(shù)劃定礦產(chǎn)開發(fā)土壤污染邊界，開展礦區(qū)未利用地環(huán)境遙感監(jiān)管。對(duì)于石油開采區(qū)，可以利用遙感技術(shù)劃定土壤污染范圍與面積，開展油田開采區(qū)未利用地環(huán)境遙感監(jiān)管。對(duì)于農(nóng)田農(nóng)膜，可以利用遙感技術(shù)對(duì)河北、遼寧、山東、河南、甘肅、新疆等農(nóng)膜使用量較高省份進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，分析農(nóng)膜使用面積以及回收面積變化。對(duì)于固體廢物集中堆存場(chǎng)地，可以利用遙感技術(shù)對(duì)尾礦庫(kù)、煤矸石、工業(yè)副產(chǎn)石膏、粉煤灰、赤泥、冶煉渣、電石渣、砷渣以及脫硫脫硝除塵產(chǎn)生固體廢物的堆存場(chǎng)所，開展遙感識(shí)別與遙感監(jiān)管。對(duì)于重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)用地中污染地塊，利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)污染地塊的分布及其環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 遙感技術(shù)服務(wù)風(fēng)險(xiǎn)管控

《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中強(qiáng)調(diào)，要“強(qiáng)化未污染土壤保護(hù)”，對(duì)已污染的土地，要“防范人居環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)”。立足多源衛(wèi)星數(shù)據(jù)，開展相關(guān)空間的遙感監(jiān)測(cè)。一是對(duì)土壤良好區(qū)域、國(guó)家劃定的土壤環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)區(qū)域，依法開展遙感監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)可能存在的破壞行為。二是對(duì)土壤嚴(yán)重污染區(qū)域，國(guó)家劃定的土壤污染控制區(qū)，進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，防止在此周邊建立居住區(qū)、學(xué)校、醫(yī)院等。

另外，通過收集污染源普查數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、遙感解譯等，摸清區(qū)域典型土壤污染源分布，形成土壤污染源分布數(shù)據(jù)集。疊合土壤污染源、遙感專題參數(shù)、環(huán)境敏感區(qū)(如居民聚居區(qū)、保護(hù)區(qū))、氣候氣象、河流水系、土壤侵蝕、地形地貌、地表覆蓋與土地利用分類等信息，耦合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展數(shù)據(jù)，進(jìn)行區(qū)域尺度上土壤污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)與分區(qū)。在不同情景下，模擬重金屬污染過程，進(jìn)行區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，并有針對(duì)性提出控制方案。

3.3 遙感技術(shù)服務(wù)土壤調(diào)查布點(diǎn)優(yōu)化

土壤污染監(jiān)測(cè)與調(diào)查中，土壤樣點(diǎn)的空間布局對(duì)于監(jiān)測(cè)與調(diào)查的結(jié)果至關(guān)重要。常用的采樣點(diǎn)的布置一般可分為隨機(jī)布點(diǎn)法、分區(qū)隨機(jī)布點(diǎn)法和系統(tǒng)(網(wǎng)格)布點(diǎn)法[6]。分區(qū)隨機(jī)布點(diǎn)法是基于區(qū)域內(nèi)部分異性的布點(diǎn)方法，比如土壤類型、土地利用類型和地形地貌、植被生長(zhǎng)狀態(tài)等，因綜合考慮了分異性，該法具有較好的針對(duì)性和經(jīng)濟(jì)性。遙感的綜合響應(yīng)特征能綜合反映區(qū)域內(nèi)的分異性，因此，基于土壤污染物的分布特征、遙感響應(yīng)特征及土壤污染相關(guān)的空間信息等，可以在區(qū)域中分辨率尺度進(jìn)行土壤樣點(diǎn)空間布局優(yōu)化。同時(shí)，在局地尺度上，基于高空間分辨率遙感影像，獲取樣點(diǎn)局地環(huán)境信息，可以對(duì)土壤采樣點(diǎn)的具體布點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。

3.4 開展土壤污染遙感反演試點(diǎn)與研究

開展土壤污染遙感直接反演試點(diǎn)與研究，針對(duì)土壤污染區(qū)域(如土壤污染重點(diǎn)行業(yè)企業(yè)的潛在污染地塊)，采集土壤樣品和進(jìn)行土壤光譜測(cè)定，研究建立土壤重金屬反演模型以及最佳反演波段；利用遙感影像，研究建立遙感特征與土壤污染物之間的回歸模型，定量反演土壤污染程度與分布；耦合地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合污染源情況，進(jìn)行土壤污染的遙感定量反演與動(dòng)態(tài)分析。開展土壤污染植被脅迫遙感反演試點(diǎn)與研究，針對(duì)土壤污染區(qū)域，利用植物土壤污染脅迫反應(yīng)，間接指示土壤污染情況，進(jìn)行植被脅迫效應(yīng)的土壤污染動(dòng)態(tài)遙感監(jiān)測(cè)，分析土壤污染影響范圍與影響程度。

總之，應(yīng)充分發(fā)揮遙感技術(shù)的宏觀、連續(xù)、光譜綜合等特征，提高土壤污染監(jiān)測(cè)能力，為土壤環(huán)境管理提供更為全面客觀的信息。

[1]《全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)》 環(huán)境保護(hù)部聯(lián)合國(guó)土資源部，2014.4.

[2]Huan Feng et al.Distribution of heavy metal and PCB contaminants in the sediments of an urban estuary：the Hudson River.Marine environmental research，1998，45(1)：69-88.

[3]李鳴，吳結(jié)春，張小林，鄒雪靜.鄱陽(yáng)湖五河入湖重金屬污染和分析評(píng)價(jià)[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(理科版) 2008，32(5)：483-486.

[4]Yunfeng Xie，Tong-bin Chen，Mei Lei，et al.Spatial distribution of soil heavy metal pollution estimated by different interpolation methods：accuracy and uncertainty analysis[J].Chemosphere，2011，82(3)：468-476.

[5]Donato Sollitto，Marija Romic，Annamaria Castrignanò，etal.Assessing heavy metal contamination in soils of the zagreb region (northwest croatia) using multivariate geostatistics[J].Catena，2010，80(3)：182-194.

[6]陳懷滿.環(huán)境土壤學(xué)(第二版)[M].科學(xué)出版社，2010.

[7]靳穎，贠敏.厚積薄發(fā)，共迎國(guó)產(chǎn)高分辨率衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)應(yīng)用的新時(shí)代—專訪遙感技術(shù)與應(yīng)用專家、中國(guó)科學(xué)院院士童慶禧，衛(wèi)星應(yīng)用，2013(03)：4-7.

[8]發(fā)展改革委，財(cái)政部，國(guó)防科工局.《國(guó)家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃(2015-2025年)》，2015.

[9]張順平，孫向陽(yáng)，祁娜，等.光譜分析法在土壤污染監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].吉林農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，37(4)：21-24.

[10]劉慶生，劉高煥，勵(lì)惠國(guó).遼河三角洲土壤中石油類含量光譜分析初探[J].油氣田環(huán)境保護(hù)，2004，14(2)：43- 45.

[11]趙春喜.土壤中有機(jī)污染物的太赫茲時(shí)域光譜檢測(cè)分析[J].科技信息，2011(8)：102.

[12]王忠東，馬慶萬(wàn).土壤中石油礦物油的熒光特性測(cè)量[J].光學(xué)精密工程，2010，18(4)：842- 847.

[13]蓋利亞，孫銀行，馮文娟，等.污染場(chǎng)地土壤的光譜特征分析[J].測(cè)繪科學(xué)，2015，40(1)：42-46.

[14]王璐，藺啟忠，賈東，等.基于反射光譜預(yù)測(cè)土壤重金屬元素含量的研究[J].遙感學(xué)報(bào)，2007，11(6)：906-913.

[15]張威，三江源區(qū)土壤重金屬含量高光譜遙感反演研究-以玉樹縣為例[D].青海師范大學(xué)，2014.6.

[16]付馨，趙艷玲，李建華，等 高光譜遙感土壤重金屬污染研究綜述[J].中國(guó)礦業(yè)，2013，22(1)：65-69.

[17]王維，沈潤(rùn)平，吉曹翔.基于高光譜的土壤重金屬含量估算研究[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2011，26(3)：348-354.

[18]解憲麗，孫波，郝紅濤.土壤可見光-近紅外反射光譜與重金屬含量之間的相關(guān)性[J].土壤學(xué)報(bào)，2007，44(6)：982-993.

[19]吳昀昭，陳駿，田慶久，等.模擬Hymap、Aster和TM光譜快速預(yù)測(cè)南京土壤Hg污染研究[A].2004年全國(guó)博士生學(xué)術(shù)論壇論文集[C].南京：南京大學(xué)地球科學(xué)系，2004，208-216.

[20]沈文娟，蔣超群，王春紅，李明詩(shī).土壤重金屬污染遙感監(jiān)測(cè)研究進(jìn)展[J].遙感信息，2014，29(6)：112-117，124.

[21]劉煥軍，張柏，楊立，等.土壤光學(xué)遙感研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào)，2007，38(6)：1196-1202.

[22]Eunyoung Choe，F(xiàn)reek van der Meer，F(xiàn)rank van Ruitenbeek，etal.Mapping of heavy metal pollution in stream sediments using combined geochemistry，field spectroscopy，and hyperspectral remote sensing：a case study of the rodalquilar mining area，se spain[J].Remote Sensing Of Environment，2008，112(7)：3222-3233.

[23]蘭澤英，劉洋.樂安河流域土壤重金屬含量高光譜間接反演模型及其空間分布特征研究[J].地理與地理信息科學(xué)，2015，31(3)：26-32.

[24]王燕.石家莊污灌區(qū)土壤重金屬含量的高光譜遙感監(jiān)測(cè)研究[M].河北科技大學(xué)，2013.

[25]Kemper T，Sommer S.Estimate of heavy metal contamination in soils after mining accident using reflectance spectroscopy[J].Environmental Science & Technology，2002，12(36)：2742-2747.

[26]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB 15618-1995)[S].中國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局，1995.

[27]陳圣波，周超，王晉年.黑龍江多金屬礦區(qū)植被脅迫光譜及其金屬元素含量關(guān)系研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2012，32(5)：1310-1315.

[28]郭云開，曹小燕，石自桂.水稻冠層光譜變化特征的土壤重金屬全量反演研究[J].遙感信息，2015，30(3)：116-123.

[29]陳思寧，劉新會(huì)，侯娟，等.重金屬鋅脅迫白菜葉片光譜響應(yīng)研究[J].光譜學(xué)與光譜分析，2007，27(9)：1797-1800.

[30]唐鵬，劉光，徐俊鋒 植物重金屬脅迫的高光譜遙感研究進(jìn)展[J].杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014，13(6)：634-640.

[31]吳昀昭，馬宏瑞.植被污染脅迫遙感監(jiān)測(cè)研究綜述[J].遙感技術(shù)與應(yīng)用，2009，24(2)：238-245.

ProgressinSoilPollutionRemoteSensingandItsApplicationProspect

XIONG Wencheng NIE Yihuang WANG Qiao LOU Qijia QU Ran ZHANG Yaqiong TENG Jiahua

(Satellite Environment Application Center，Ministry of Environment Protection，Beijing，100094，China)

In view of the inaccurate understanding of soil pollution，the soil pollution and its features were introduced，and the objective and content was defined about soil pollution monitoring via remote sensing technology.The main progresses，features and application problems of various methods were summarized from the aspects of soil pollution remote sensing monitoring，including spectral mechanism，soil pollution remote sensing inversion and stress in plants remote sensing inversion. In this paper，based on the requirement of soil pollution monitoring，especially the “Action Plan for Soil Pollution Prevention and Control”，the application prospect of remote sensing technology in soil pollution sources monitoring，soil pollution risk control，soil survey spot arrangement and soil pollution inversion research were analyzed，Indicating that remote sensing technology could improve the ability of soil pollution monitoring and provide comprehensive information for soil environment protection management.

Soil pollution；remote sensing；“Ten specific measures”；heavy metal

項(xiàng)目資助：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“城鄉(xiāng)生態(tài)資源高分遙感與地面協(xié)同監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)研究”(2017YFB0503903)

熊文成，博士，高級(jí)工程師，主要從事生態(tài)環(huán)境遙感工作

婁啟佳，工程師，主要從事環(huán)境規(guī)劃遙感工作

文獻(xiàn)格式：熊文成 等.土壤污染遙感研究進(jìn)展及應(yīng)用展望[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(6)：51-54.

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1673-288X(2017)06-0051-04