基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法技术

本发明专利技术公开了一种基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法，涉及精准农业技术领域，针对我国农田土壤污染防治的重点和难点的土壤重金属污染过程模拟的问题，通过不同主控方程来计算土壤重金属在农田生态系统中经不同输入输出途径的通量变化，再通过多个子模块耦合，揭示重金属在农田生态系统中的迁移过程。在此基础上，耦合MonteCarlo模拟方法，构建基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟模型，从概率角度揭示区域土壤重金属累积过程和演变规律，预测分析不同土壤环境或调控措施下土壤重金属变化趋势并进行策略优化，为土壤重金属污染防治和风险管控工作提供科学支撑，保障粮食安全生产和土壤生态系统的健康运转。健康运转。健康运转。

【技术实现步骤摘要】
基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法


[0001]本专利技术涉及精准农业
，更具体的说是涉及一种基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法。

技术介绍

[0002]重金属(镉、铅、汞等)作为生物体非必需的有毒元素，在土壤中易迁移、易累积且难降解，已被联合国环境规划署列为全球性的危害物质。土壤重金属的累积，不仅给植物带来危害，造成粮食减产，还能够通过食物链对人体健康产生威胁。明晰土壤重金属迁移过程是保障土壤健康状态和农作物质量安全的关键，也是当前我国土壤重金属污染防治的重点和难点。
[0003]研究表明农田土壤重金属主要由大气沉积物、肥料、污水灌溉和牲畜粪便等多种自然和人为来源共同组成。空间上，因污染源种类、位置以及污染物排放途径的不同，不同地区土壤重金属主要污染源可能会发生改变；时间上，在经济发展过程中，土壤重金属主要来源及污染途径还可能受发展模式影响而发生改变。外源重金属在进入土壤后，经吸附、交换、溶解和沉淀等过程后以水合离子、复杂的无机物或有机化合物存在于土壤中。植物有效性除与自身浓度相关外，还受到土壤pH、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：采集研究区域中的环境样品，获取实测变量的概率分布信息；基于质量平衡原理，构建用于描述农田土壤重金属累积过程的概念框架，建立输入输出清单；通过不同方程表征农田土壤重金属迁移归趋过程，并初步获取土壤重金属的通量变化；构建基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟模型；对所述土壤重金属累积过程概率模拟模型的运算结果进行评估和参数校正，获取最优的土壤重金属累积过程概率模拟模型；基于所述最优的土壤重金属累积过程概率模拟模型进行多场景模拟，根据不同防控目标获取相应的土壤重金属污染防治优化策略。2.根据权利要求1所述的一种基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法，其特征在于，所述获取实测变量的概率分布信息，具体包括以下步骤：确定研究区域，采集所述研究区域中包括土壤、大气、灌溉水、肥料和农作物在内的环境样品；测定所述研究区域中不同环境介质重金属含量及土壤基本理化性质，采用概率分析的方法获取实测变量的概率分布信息。3.根据权利要求1所述的一种基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法，其特征在于，所述建立输入输出清单，具体包括以下步骤：构建用于描述农田土壤重金属累积过程的概念框架，包括农田土壤重金属的输入过程和输出过程；所述输入过程包括大气沉降输入过程、灌溉水输入过程、肥料输入过程和秸秆还田过程；所述输出过程包括农作物吸收过程、土壤淋滤过程和径流损失过程；基于质量平衡原理，构建农田土壤重金属含量增加量为“年输入量
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年输出量”，年输入量为“大气沉降输入量+灌溉水输入量+肥料输入量+农作物还田量”，年输出量为“农作物吸收量+淋滤输出量+径流损失量”。4.根据权利要求3所述的一种基于质量平衡原理的土壤重金属累积过程概率模拟方法，其特征在于，所述农作物吸收过程包括农田土壤重金属在固态和植物可利用态之间的形态转化，定义土壤重金属植物可利用态含量为土壤重金属固态含量与植物重金属可利用系数的乘积。5.根据权利要求4所述的一种基于质量平衡原理的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，陈卫平，王美娥，
申请(专利权)人：中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：