張軍 ，高煜，王國蘭，金梓函，楊明航

1. 寶雞文理學(xué)院/陜西省災(zāi)害監(jiān)測(cè)與機(jī)理模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 寶雞 721013；2. 長安大學(xué)/旱區(qū)地下水文與生態(tài)效應(yīng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710064

城市土壤是城市生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分之一（徐福銀等，2014；谷陽光等，2017；柴立立等，2019），人為活動(dòng)及工農(nóng)廠礦聚集會(huì)釋放出重金屬，而重金屬可通過土壤、空氣、水體等進(jìn)入導(dǎo)致環(huán)境污染，并具有難降解、累積性和長期性等特點(diǎn)（Natalia et al.，2018；白秀玲等，2018；易文利等，2018），對(duì)生態(tài)環(huán)境及人類健康造成嚴(yán)重威脅（顧濟(jì)滄等，2010；張善紅等，2017）。因此，對(duì)城市土壤重金屬含量空間分布及影響因子研究，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境改善、工農(nóng)業(yè)規(guī)劃和民眾健康具有重要意義。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)土壤重金屬污染及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)（Jiang et al.，2017；戴彬等，2015；于元赫等，2018）、源解析（Bressi et al.，2014；Jiang et al.，2016；周雪明等，2017）、重金屬修復(fù)（吳濤等，2008；姚桂華等，2015）、空間分布及變異（呂建樹等，2012；趙科理等，2016；呂建樹等，2018）進(jìn)行了廣泛研究。周永超等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，Hg是伊寧市地表土壤生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)主要影響因子。黃順生等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，城市土壤Hg、Cd、Pb、Sb含量空間分布規(guī)律非常相似，均表現(xiàn)為外圍向市中心有逐漸增加的趨勢(shì)。李鋒等（2019）研究發(fā)現(xiàn)，Ni、As、Cr、Zn、Cd主要來源于工業(yè)污染，Pb和Hg主要來源于生活污染。李雨等（2017）研究發(fā)現(xiàn)，GDP、平均溫度和相對(duì)濕度對(duì)農(nóng)田土壤重金屬變異影響較大，土壤 pH、土壤類型和高程對(duì)農(nóng)田土壤重金屬變異影響較小。土壤重金屬來源及其影響因素研究已有多種常用方法，包括主成分分析法（羅松英等，2018），地統(tǒng)計(jì)方法（張軍等，2019），空間分析（Wang et al.，2010）等方法，雖然此前研究多為環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)表述，也對(duì)形成原因進(jìn)行了研究，但較少有從地理環(huán)境空間分異角度研究土壤重金屬空間分布的影響機(jī)制，對(duì)重金屬含量空間分布與不同地理環(huán)境因子的交互關(guān)系有待深入探討。此外，為定量分析其相關(guān)關(guān)系的空間屬性問題，還需用到空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法（Wang et al.，2012）。王勁峰等基于統(tǒng)計(jì)學(xué)的空間分異性原理，開發(fā)了一種揭示影響因子的新的空間統(tǒng)計(jì)學(xué)方法-地理探測(cè)器模型，能夠定量揭示解釋因子對(duì)探測(cè)目標(biāo)的影響力、度量空間異質(zhì)性和變量之間的交互關(guān)系（Wang et al.，2017；Wang et al.，2018）。

寶雞市作為典型河谷型工業(yè)城市，該地區(qū)土壤重金屬污染已有研究者關(guān)注（王利軍等，2011；耿雅妮等，2019），但大多研究僅進(jìn)行了重金屬含量分析及來源識(shí)別，對(duì)影響城區(qū)土壤重金屬含量空間分布的自然環(huán)境氣象因素定量研究較少，缺少對(duì)城市土壤重金屬空間分布的影響因子驅(qū)動(dòng)機(jī)制的深入分析，缺乏在全球氣候變化和人類活動(dòng)大背景下，氣象因子及各地理環(huán)境因子對(duì)城市土壤重金屬空間分布的交互作用機(jī)制探討。本文以寶雞城區(qū)為研究區(qū)域，通過對(duì)地表土壤中8種重金屬元素（Cd、As、Cu、Pb、Zn、Cr、Mn和Ni）含量的測(cè)定，采用GIS空間分析和地理探測(cè)器模型，選取DEM（數(shù)字高程）、NDVI（植被覆蓋指數(shù)）、土地利用類型、土壤類型、土壤質(zhì)地、降水、溫度、距鐵路距離等 11個(gè)因子為自變量，對(duì)城市土壤重金屬含量空間分布、影響因素及其交互作用進(jìn)行研究，以期為城市土壤生態(tài)環(huán)境污染防治和政府相關(guān)部門決策提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

寶雞市區(qū)坐落于陜西西部，是關(guān)中平原城市群重要節(jié)點(diǎn)城市，地處 106°18′—108°03′E，33°35′—35°06′N之間，城區(qū)坐落于黃土高原渭河谷地之上，為典型的黃土高原河谷型工業(yè)城市。寶雞地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，東、西、南、北、中的地貌差異大，具有南、西、北三面環(huán)山，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲黠L(fēng)，年平均降水量在755 mm左右，氣候?qū)儆谂瘻貛О霛駶欘愋汀Ｓ捎诘匦卧?，市區(qū)建設(shè)以渭河為中軸向東拓展，呈尖角開口槽形的特點(diǎn)，近年來，城市建設(shè)向東轉(zhuǎn)移，部分地區(qū)工廠、農(nóng)田、交通和生活區(qū)交錯(cuò)分布。城區(qū)面積約110 km2，人口近150萬。采樣區(qū)分布有寶鈦集團(tuán)、東嶺集團(tuán)、寶化科技等工礦、冶金、化工、機(jī)械工廠企業(yè)。采樣區(qū)道路密集，隴海鐵路、寶成鐵路、寶中鐵路及連霍高速在此交匯。

1.2 數(shù)據(jù)來源

1.2.1 土壤樣品采集及處理

采集市區(qū)表層0—20 cm土壤樣品62份（圖1）。采樣點(diǎn)主要以鐵路沿線及工業(yè)區(qū)較密，且兼顧全城區(qū)的方法，借助遙感影像和GIS技術(shù)布設(shè)。實(shí)際采樣時(shí)，在采樣點(diǎn)所在地設(shè)一正方形（邊長5 m），使用手動(dòng)鋼制土鉆取各頂點(diǎn)及對(duì)角線交點(diǎn)的5個(gè)分樣做1個(gè)混合樣，如遇街道等狹長的路面硬化地點(diǎn)時(shí)，沿綠化帶取5個(gè)間隔5 m的分樣做1個(gè)混合樣，每個(gè)混合樣1.0 kg，裝入聚乙烯自封袋。樣品運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，采用HNO3-HCl-H2O2法進(jìn)行消解，用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS，NexION350X，PE）測(cè)定 Cd、As、Cu、Pb、Zn、Cr、Mn、Ni的含量。實(shí)驗(yàn)過程中采用空白樣、國家標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行質(zhì)量控制，元素回收率控制在95%—105%之間，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）小于10%。實(shí)驗(yàn)所用藥劑均為優(yōu)級(jí)純。

圖1 研究區(qū)采樣點(diǎn)Fig. 1 Sampling points in study area

1.2.2 指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)獲取

參考李鋒等（2019）、張軍等（2019）的因子選取方法，同時(shí)結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，選取DEM、植被覆蓋指數(shù)（NDVI）、土地利用類型、土壤類型、土壤質(zhì)地、降水、大氣溫度、距鐵路距離、距河流距離、距公路距離及距工廠距離 11個(gè)因子。DEM（GDEMDEM 30 m）及影像數(shù)據(jù)（Landsat 8 OLI_TIRS）來自于地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn/），矢量數(shù)據(jù)來自全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)（http://www.webmap.cn/）地理環(huán)境數(shù)據(jù)均來自資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)（http://www.resdc.cn/），在ArcGIS 10.5與ENVI 5.3中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)預(yù)處理。

1.3 研究方法

1.3.1 空間分析

本文選用地統(tǒng)計(jì)下非參數(shù)地統(tǒng)計(jì)方法——普通克里格（Ordinary Kriging），該方法重點(diǎn)考慮空間自相關(guān)的因素，并用擬合的半變異參數(shù)進(jìn)行插值，由于該方法對(duì)每個(gè)估算點(diǎn)都進(jìn)行變異量算，估算值可靠性較高，因此常用于重金屬含量空間分布研究。

1.3.2 地理探測(cè)器

地理探測(cè)器是基于空間分異理論，采用空間統(tǒng)計(jì)方法，探測(cè)并定量分析各影響因子間交互作用的工具。其模型由因子探測(cè)器、生態(tài)探測(cè)器、風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)器和交互探測(cè)器4個(gè)子模型組成，其中因子探測(cè)器是核心部分。模型如下：

式中：

PD,H為因子D對(duì)H（重金屬含量空間分布）的解釋力；

n為總的研究區(qū)單元數(shù)；

nD,i為因子D中第i分區(qū)的單元數(shù)；

σ為重金屬含量的總標(biāo)準(zhǔn)差；

σD,i為因子D中第i分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)差。

PD,H的大小表示空間分異程度的強(qiáng)弱，PD,H∈[0, 1]，當(dāng)PD,H值越靠近1時(shí)，則空間分異性越強(qiáng)，反之亦然。

交互作用探測(cè)器衡量雙因子對(duì)重金屬含量的解釋力，若值越靠近1，則表示交互作用越明顯（表1）（Wang et al.，2018），本文試圖根據(jù)因子探測(cè)器和交互作用探測(cè)器的結(jié)果，揭示影響因子對(duì)研究區(qū)土壤重金屬含量空間分布的影響。

表1 交互作用結(jié)果劃分Table 1 Interaction result partitioning

2 結(jié)果分析

2.1 土壤重金屬含量

土壤重金屬元素含量統(tǒng)計(jì)見表2，Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為 0.77 mg·kg?1，超過陜西省土壤背景值，是陜西省背景值的8.19倍，Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為261.17 mg·kg?1，是陜西省背景值的 3.76倍，遠(yuǎn)高于其余元素。各元素含量最大值超過了陜西省土壤背景值，表明研究區(qū)土壤重金屬富集嚴(yán)重。根據(jù)Wilding（呂建樹等，2012）變異程度分類，研究區(qū)內(nèi)各重金屬元素均為高度變異（變異系數(shù)>0.36），變異系數(shù)均較高，表明城市重金屬污染受到人類活動(dòng)影響較大。

表2 土壤重金屬描述統(tǒng)計(jì)Table 2 Descriptive statistics of soil heavy metal

2.2 土壤重金屬含量空間分布特征

本研究選擇地統(tǒng)計(jì)學(xué)中的普通克里格，并在ArcGIS 10.5繪制土壤重金屬含量空間分布如圖2。各元素空間分布特征存在一定差異；Cd高值主要分布在陳倉區(qū)東北部的潘家灣地區(qū)，以及陳倉區(qū)與渭濱區(qū)交界處的濱河路，污染范圍大；Zn的高值區(qū)主要分布在金臺(tái)區(qū)西北部的國川鄉(xiāng)，自西向東遞減，且污染程度較大；As高值區(qū)主要以塊狀形式分布在金臺(tái)區(qū)西部的硤石鎮(zhèn)和盤龍鎮(zhèn)；Cu高值區(qū)主要集中在金臺(tái)區(qū)和渭濱區(qū)中西部的馬家坡，呈自西向東遞減分布；Pb和Cr的高值區(qū)主要在渭濱區(qū)中東部的石鼓鎮(zhèn)；Ni、Pb、Cr、Mn污染程度較輕，Ni高值區(qū)主要分布在金臺(tái)區(qū)西部的國川鄉(xiāng)，Mn高值區(qū)僅在渭濱區(qū)西南部的周家灣地區(qū)。

圖2 寶雞城區(qū)土壤重金屬含量空間分布Fig. 2 Spatial distribution of soil heavy metal content in Baoji urban area

2.3 影響因子分類

各地理、環(huán)境、氣象因子在ArcGIS 10.5中處理成200 m×200 m的格網(wǎng)數(shù)據(jù)，提取相應(yīng)的格網(wǎng)中心值，采用自然間斷法分類，DEM、NDVI、土壤類型、土壤質(zhì)地共六類分類，其余因子均為五類分類，距鐵路、河流、公路、工廠距離均為多環(huán)緩沖區(qū)分類（如圖3）。

圖3 地理環(huán)境因子分類Fig. 3 Classification of geographical environment factor

2.3.1 因子探測(cè)

通過地理探測(cè)器模型計(jì)算，可反映影響因子對(duì)重金屬空間分布的解釋力（表3）。DEM、降水、大氣溫度對(duì)各元素含量空間分布上均具有較強(qiáng)解釋力。其中降水是Cd空間分布的第一主影響因子，DEM 是其他7種重金屬空間分布的第一主要影響因子。由于Cd、Zn是研究區(qū)的主要超標(biāo)污染物，識(shí)別Cd、Zn空間分布影響因子尤為重要。影響Cd分布的因子降序排序?yàn)榻邓?(0.188)>大氣溫度(0.187)>土壤類型 (0.159)>DEM (0.141)>NDVI(0.058)>距工廠距離 (0.039)>土壤質(zhì)地 (0.021)>距鐵路距離 (0.016)>距公路距離 (0.006)>土地利用(0.005)>距河流距離 (0.001)；影響 Zn的因子降序排序?yàn)?DEM (0.203)>土地利用 (0.077)>土壤類型(0.029)>距工廠距離 (0.017)>大氣溫度 (0.011)>降水 (0.009)>NDVI (0.007)>距河流距離 (0.006)>距公路距離 (0.005)>土壤質(zhì)地 (0.003)>距鐵路距離(0.002)，其中降水、DEM、大氣溫度、土地利用、土壤類型對(duì)研究區(qū)Cd和Zn空間分布具有較強(qiáng)解釋力。DEM與降水因子對(duì)其余As、Cu、Ni、Pb、Cr、Mn具有較強(qiáng)的解釋力。

表3 影響因子探測(cè)值（PD, H）Table 3 Detection (PD, H) of geographical environment factor

2.3.2 交互作用探測(cè)

土壤結(jié)構(gòu)成分復(fù)雜，重金屬污染分布往往是由多因素共同作用的結(jié)果，不存在由某種單一因素的影響（李雨等，2017），因此，利用交互作用探測(cè)器探測(cè)多種因子對(duì)重金屬空間分布的交互影響程度，有利于準(zhǔn)確判斷影響重金屬空間分布的深層驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

選取各元素PD,H第一影響因子為交互基準(zhǔn)，與因子解釋力值前三因子進(jìn)行交互分析（表 4）。結(jié)果表明，除Cd第一影響因子為降水外，其余重金屬第一影響因子均為 DEM，Cd在降水∩土壤類型后，解釋力增強(qiáng)到 0.307，降水∩土壤質(zhì)地增強(qiáng)到0.251，降水∩土地利用為 0.221，表明降水與土壤類型、土壤質(zhì)地、土地利用的交互作用會(huì)增強(qiáng) Cd在空間上的分布；As、Cr、Cu、Mn第一影響因子為 DEM，交互探測(cè)后，其 DEM∩降水交互解釋力均為最強(qiáng)，其余交互解釋力較強(qiáng)的為大氣溫度和土壤類型，說明DEM與降水、大氣溫度、土壤類型的交互作用對(duì)以上重金屬含量空間分布具有增強(qiáng)效應(yīng)；元素 Ni、Pb交互解釋力最強(qiáng)的分別為土地利用與土壤類型，但解釋力第二和第三均為大氣溫度和降水，大氣氣溫因素的交互對(duì)以上重金屬含量空間分布具有增強(qiáng)效應(yīng)；Zn交互解釋力最強(qiáng)的為DEM∩大氣溫度，但與 DEM∩降水交互值十分接近，與DEM∩NDVI交互值有明顯差異，氣象因子在Zn空間分布上具有較強(qiáng)增強(qiáng)效應(yīng)。

表4 因子交互作用Table 4 Factor interaction

3 討論

3.1 重金屬含量空間分布特征分析

寶雞市作為陜西省第二大工業(yè)城市，市區(qū)歷史遺留存在大量廠礦企業(yè)，加之近年來城市東移西擴(kuò)發(fā)展，導(dǎo)致工廠、住宅、交通等交錯(cuò)分布，再加上特殊的河谷型地理環(huán)境，建設(shè)密集、人口密度與車流量增大，聚集了眾多城市生態(tài)環(huán)境問題。研究區(qū)各重金屬元素在空間分布上都存在一定差異，從空間分布上來看，Cd高值區(qū)主要在陳倉區(qū)以東及渭濱區(qū)和金臺(tái)區(qū)的中部交界處，該地區(qū)主要存在各類廠礦企業(yè)，交通道路密集，高速路和鐵路在此交匯，王洪濤等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)活動(dòng)（如冶煉加工、垃圾焚燒等）產(chǎn)生的廢渣、廢氣等，是 Cd、Cu的主要來源，Zn的高值區(qū)主要在金臺(tái)區(qū)西北部，考慮到該地區(qū)西北部存在鉛鋅礦及其冶煉廠，是Zn的主要來源；As高值區(qū)主要分布在金臺(tái)區(qū)西部、陳倉區(qū)西部及金臺(tái)區(qū)與渭濱區(qū)交界處，該地區(qū)多以耕地為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中大量使用中農(nóng)藥化肥，是造成 As的污染（艾建超等，2014）主要原因。Pb和Cr的高值區(qū)主要在金臺(tái)區(qū)與渭濱區(qū)中東交接處，該地區(qū)是城市主要交通要道之一，車流量大，受汽車尾氣的排放（Li et al.，2019）影響較大；Ni、Mn高值區(qū)主要集中在金臺(tái)區(qū)和渭濱區(qū)中西部，該地區(qū)人口密度大，人為活動(dòng)頻繁，導(dǎo)致該地區(qū)Ni、Mn含量較高。

3.2 影響因子選擇探討

地理探測(cè)器在城市土壤重金屬方面研究并不多，因子的選擇性存在很大主觀因素，本文通過文獻(xiàn)并結(jié)合寶雞市特殊地理情況，選取包括土地利用、DEM、NDVI、降水等11種影響因子，分析發(fā)現(xiàn)，寶雞市土壤重金屬含量空間分布主要影響因子為 DEM，這與寶雞市特殊的河谷型城市地理構(gòu)造密切相關(guān)，寶雞市三面環(huán)山，工廠產(chǎn)生的廢氣、廢液和廢渣等污染物，隨地形匯聚于城市市區(qū)土壤，受DEM和降水交互影響，易溶性重金屬向城市中心土壤匯集。艾東升（2011）、趙文杰等（2013）在研究發(fā)現(xiàn)，人為和自然源產(chǎn)生的重金屬通過大氣降水過程降落到地面，并富集在土壤中，與本研究結(jié)果一致。除降水外，DEM 和大氣溫度的交互解釋力也很強(qiáng)，林靜等（2016）研究發(fā)現(xiàn)重金屬在冬春季含量高于夏秋季，本文數(shù)據(jù)采集在冬春交換季，結(jié)合交互探測(cè)結(jié)果分析，氣溫對(duì)重金屬含量空間分布也有較強(qiáng)的相關(guān)性。這些均說明地理因子和氣象因子都較強(qiáng)地影響城市土壤重金屬的空間分布，選擇地理因子和氣象因子可以更好地揭示城市土壤重金屬變異的驅(qū)動(dòng)機(jī)制。

3.3 Cd、Zn風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)分析

研究區(qū)Cd、Zn含量遠(yuǎn)超過陜西省土壤背景值，其中Cd含量均值是陜西省土壤背景值的8.19倍，Zn含量均值是陜西省土壤背景值的3.76倍。因此，對(duì)研究區(qū)Cd、Zn空間分布的影響機(jī)制分析非常必要。

3.3.1 Cd風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)

對(duì)Cd含量風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)（圖4），分析各影響因子的子因子對(duì)其含量的影響。對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析表明，Cd含量與DEM和NDVI呈現(xiàn)高度負(fù)相關(guān)，隨DEM和NDVI的增長，Cd含量遞減，當(dāng)海拔在513—589 m時(shí) Cd含量最高，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 1.47 mg·kg?1；Cd含量與土壤質(zhì)地中沙土含量、降水、大氣溫度因子呈現(xiàn)高度正相關(guān)。Xu et al.（2019）在研究中發(fā)現(xiàn)，重金屬通過大氣降水過程降落到地面，并富集在土壤中，是Cd含量與降水變化的主要驅(qū)動(dòng)機(jī)制；王洪濤等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)活動(dòng)（如冶煉加工、垃圾焚燒等）產(chǎn)生的廢渣、廢氣等，是Cd、Cu的主要來源，這與本研究工廠區(qū)Cd含量最高結(jié)果一致；徐蕾等（2019）在研究中發(fā)現(xiàn)，Cd含量受到成土母質(zhì)影響較大，本研究中土壤類型中對(duì)Cd影響最大的為潮土，其次為、褐土、褐土性土、紅粘土、鈣質(zhì)土及棕壤性土，這與徐蕾等研究結(jié)果一致；Cd含量隨距鐵路、公路距離增大而增大，當(dāng)距離鐵路、公路800 m時(shí)達(dá)到最大值，寶雞市城區(qū)鐵路線500 m內(nèi)公路密集，邵莉等（2012）研究發(fā)現(xiàn)，金屬被腐蝕后會(huì)釋放出Cd，且汽車輪胎中含有鎘鹽，推測(cè)距鐵路800 m時(shí)，Cd含量增高與此有關(guān)，根據(jù)變異性分析，Cd在1 km外，含量會(huì)隨距離增大而減少；在距河流距離中沒有明顯變化特征；在距工廠距離中，Cd含量先隨距離增大而減少，在距離800 m時(shí)突增，之后隨距離遞減。通過風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)，發(fā)現(xiàn)影響Cd含量最主要的驅(qū)動(dòng)因素為降水、同時(shí)受土壤質(zhì)地、大氣溫度、DEM、NDVI自然條件控制，這與因子探測(cè)結(jié)果一致。寶雞市獨(dú)特的三面環(huán)山地形及暖溫帶半濕潤類型氣候類型，土壤重金屬Cd來源于土壤母質(zhì)和工業(yè)活動(dòng)，同時(shí)又受到植被、降水和研究區(qū)高程條件影響，在多重因素的驅(qū)動(dòng)下，研究區(qū)重金屬Cd含量空間分布集中于工業(yè)區(qū)和交通主干道附近，表現(xiàn)出明顯的空間聚集性。

圖4 重金屬Cd含量風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)Fig. 4 Risk detection of Cd content

3.3.2 Zn風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)

對(duì)Zn含量風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)（圖5），對(duì)其進(jìn)行相關(guān)性分析，Zn含量與DEM呈現(xiàn)高度正相關(guān)，隨高程增加含量增大；隨降水量和大氣溫度的增加，Zn的含量呈減少趨勢(shì)，與Cd情況相反；土地利用中，耕地中 Zn含量最高、其次為工廠區(qū)、林地、河流，建筑區(qū)最少；土壤類型中，褐土中 Zn含量最多，其次為褐土性土、紅粘土、潮土、鈣質(zhì)土，棕壤性土中含量最少；NDVI、土壤質(zhì)地、距鐵路、河流、道路、工廠距離因子對(duì)Zn含量影響不明顯。Zn的高值區(qū)主要在金臺(tái)區(qū)西北部，該地區(qū)地勢(shì)較高，上游存在鋅礦及其冶煉工廠，可能受到寶雞市河谷地形因素影響，Zn在高程變化的作用下匯集。耿雅妮等（2019）研究發(fā)現(xiàn)寶雞市土壤 Zn重度污染，主要為鉛鋅礦的開采，伴隨DEM的變化，土壤中Zn含量發(fā)生變化，因此Zn含量與DEM呈現(xiàn)高度正相關(guān)性，這表明，土壤中 Zn聚集主要與研究區(qū)高程較高的鉛鋅礦開采和冶煉廠礦有關(guān)。Zn在土壤中比較穩(wěn)定，其分布基本上不受其他因素影響，少量工業(yè) Zn塵，在城市熱島大氣環(huán)流作用下，可以由城市邊緣向城市中心移動(dòng)擴(kuò)散，同時(shí)隨降雨下落到城區(qū)，因此由于城市熱島效應(yīng)和大氣降水對(duì)土壤 Zn重金屬污染的可能輸送應(yīng)該引起河谷型工業(yè)城市政府的注意，合理優(yōu)化工礦企業(yè)布局，積極治理大氣污染。

圖5 重金屬Zn含量風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)Fig. 5 Risk detection of Zn content

4 結(jié)論

（1）寶雞市區(qū)土壤重金屬Cd、Zn、As、Cu和Ni的均值超過了陜西省土壤背景值，Cd質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值達(dá) 0.77 mg·kg?1，為陜西省土壤背景值的 8.19倍；Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為261.17 mg·kg?1，為陜西省土壤背景值的3.76倍。研究區(qū)土壤Cd、Zn污染較嚴(yán)重。

（2）寶雞市區(qū)土壤重金屬空間分布存在顯著差異性，其中Cd、Zn、As、Cu污染較嚴(yán)重，主要集中在潘家灣立交橋、濱河路及馬家坡，在空間上呈現(xiàn)一定的空間聚集性；Ni、Pb、Cr、Mn的高值區(qū)分布范圍較小，呈零散分布，污染程度較輕。

（3）降水、DEM、大氣溫度在各元素含量空間分布上均具有較強(qiáng)解釋力。Cd含量空間分布主要受降水影響，其余元素主要受高程DEM影響。降水、DEM、大氣溫度、土地利用、土壤類型對(duì)Cd和Zn含量空間分布具有較強(qiáng)解釋力。

（4）交互作用解釋力均顯示增強(qiáng)效應(yīng)，交互作用的PD,H值均高于單個(gè)因素影響值。Cd因子交互解釋力排序：降水∩土地類型 (0.307)>降水∩土壤質(zhì)地 (0.251)>降水∩土壤利用 (0.221)，對(duì)于As、Cr、Cu、Mn，DEM∩降水交互作用均為最強(qiáng)解釋力，DEM∩大氣溫度對(duì)Zn交互解釋力最強(qiáng)。

（5）Cd空間分布主要驅(qū)動(dòng)因素為降水，并受土壤質(zhì)地、溫度、DEM、NDVI自然條件控制，表現(xiàn)出明顯的空間聚集性。Zn主要與研究區(qū)鉛鋅礦開采和冶煉廠礦有關(guān)，在DEM高程的變化影響下匯集。