【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境评估，特别是涉及一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法。
技术介绍
1、随着人类工业化和城市化进程的推进，土壤污染问题已成为制约人类经济和社会可持续发展的重要因素。控制人类活动强度或规模，使其处于土壤受体的可承载能力范围之内，以便实现人类可持续发展，已经成为众多学者及政府管理部门的共识。中国政府于2016年5月28日颁布了《土壤污染防治行动计划》，明确指出应加强土壤环境承载力相关方面的基础研究。同时，它也是全面落实《中华人民共和国土壤污染防治法》的重要技术保障。
2、借鉴生态学中承载力的概念，土壤环境承载力可以被定义为在一定时间范围内，目标风险可接受条件下，特定区域内土壤单元所能承受额外人类活动强度或规模的安全阈值。它的评价内容涵盖了土壤环境容量、土壤污染物净输入通量、人类活动强度或规模与污染物排放之间关系等方面的定量核算模型。然而在现实环境中，区域土壤属性往往具有时间动态变化性、空间异质性和影响因素复杂性等特点，使得有效表征人类活动强度或规模安全阈值的土壤环境承载力模型构建及其空间精细化核算成为一大难题，受到相关研究者的广泛关注。
3、在环境承载力模型中土壤环境容量核算方面，以往核算方法较少考虑目标风险阈值的多样性。针对不同保护目标(例如，地下水安全、生态受体安全、农产品质量和人体健康)，其相应的土壤污染物风险阈值往往是不同的。而且，针对同一种保护目标，不同的环境因子(例如，土地利用类型和土壤类型)对其风险也会产生一定影响，进而导致了土壤污染物阈值的空间异质性。因此，有必要基于特定
4、在环境承载力模型中土壤污染物净输入通量核算方面，以往核算方法对于多种污染物通常采用一个空间恒定的残留率(例如0.95)来确定。在实际环境中，污染物性质是影响其在土壤介质中输出量(例如，挥发、淋溶、植物吸收和降解)的一个重要因子。因此，同一土壤环境中不同污染物残留率必然有所差异。而且，土壤污染物的输入/输出过程也可能受到多个环境因子的影响，例如，土地利用类型、土壤类型、和坡度/坡向等。因此，土壤污染物的残留率在区域尺度下往往并非空间恒定的。上述两方面也导致了以往土壤污染物净输入通量核算方面的偏差。随着现代遥感观测技术和地理信息技术的发展，土壤污染物输入和输出的高精度空间监测有了才长足的发展，为净输入通量的空间精细化核算提供了一定的技术基础。因此，有必要基于地统计学和gis空间分析技术来构建空间精细化的土壤污染物净输入通量模型。
5、在未来情景下土壤环境承载力核算方面，以往的核算结果仍停留于污染物含量层面，尚未建立与人类活动强度之间的定量关系，难以对未来情景下人类活动强度或规模进行有效的预警。
6、因此，有必要构建一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，以便对人类活动强度或规模进行有效预警。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，本专利技术解决了现有技术中存在对人类活动强度或规模难以进行有效预警的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，包括：
4、获取待研究区域土壤环境容量；
5、获取预设时间内待研究区域土壤污染物净输入通量；
6、根据所述待研究区域土壤环境容量和所述预设时间内待研究区域土壤污染物净输入通量计算得到预设时间后的待研究区域总剩余土壤环境容量；
7、根据所述预设时间后的待研究区域总剩余土壤环境容量计算得到预设时间内待研究区域的土壤环境承载力。
8、优选地，所述获取预设时间内待研究区域土壤污染物净输入通量包括：
9、构建待研究区域内土壤污染物的输入通量模型和输出通量模型；
10、根据所述污染物的输入通量模型和输出通量模型获取预设时间内待研究区域土壤污染物净输入通量。
11、优选地，所述待研究区域内土壤污染物输入通量模型的构建方法为：
12、确定待研究区域内污染物输入途径；
13、基于所述待研究区域内污染物输入途径，利用gis空间分析方法，根据相关辅助信息计算预设时间内污染物各输入途径输入通量的空间分布；
14、对所述预设时间内污染物各输入途径输入通量进行累计加和得到总输入通量的空间分布。根据所述年总输入通量的空间分布得到待研究区域内土壤污染物输入通量模型。
15、优选地，所述待研究区域内土壤污染物输出通量模型的构建方法为：
16、确定待研究区域内污染物输出途径；
17、基于所述待研究区域内污染物输出途径，利用gis空间分析方法，根据相关辅助信息计算预设时间内污染物各输出途径输出通量的空间分布；
18、对所述预设时间内污染物各输出途径输出通量进行累计加和得到总输出通量的空间分布。
19、根据所述年总输出通量的空间分布得到待研究区域内土壤污染物输出通量模型。
20、优选地，所述待研究区域的土壤环境容量计算公式为：
21、sec(u)＝0.1×d×ρ(u)×[c(u)-z(u)]，
22、其中，sec(u)为位置u处土壤环境容量；d为评估层土壤深度；ρ(u)为位置u处的土壤容重；z(u)为位置u处的土壤污染物的现状浓度；c(u)为位置u处针对保护目标的土壤污染物风险阈值。
23、优选地，所述预设时间内待研究区域的土壤污染物净输入通量的计算公式为：
24、
25、其中，为预设时间内位置u处土壤污染物净输入通量；为预设时间内污染物的第i种输入途径在位置u处的输入通量；为预设时间内污染物的第j种输出途径在位置u处的输出通量。
26、优选地，所述预设时间后的待研究区域总剩余土壤环境容量的计算公式为：
27、
28、其中，secm为未来m年后人类活动规模保持不变的情景下，整个研究区域s内总剩余环境容量；secm(u)为未来m年后人类活动规模保持不变的情景下，空间位置u处剩余土壤环境容量。
29、优选地，所述预设时间内待研究区域的剩余土壤环境承载力的计算公式为：
30、
31、其中，seccm目标风险可接受条件下，未来m年内待研究区域土壤单元所能承受额外该人类活动规模的阈值(即土壤环境承载力)，i为待研究区域未来m年内新增人类活动规模所产生某污染物的最大允许年均输入量；f为单位规模的该人类活动在研究区中产生的污染物年均输入量。
32、优选地，还包括：
33、基于所述剩余土壤环境容量，计算获得环境容量指数；
34、利用所述环境容量指数评估剩余土壤环境容量水平。
35、优选地，所述环境容量指数计算公式为：
36、
37、其中，seci(u)为土壤污染物i在位本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述获取预设时间内待研究区域土壤污染物净输入通量包括：
3.根据权利要求2所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述待研究区域内土壤污染物输入通量模型的构建方法为：
4.根据权利要求2所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述待研究区域内土壤污染物输出通量模型的构建方法为：
5.根据权利要求1所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述待研究区域的土壤环境容量计算公式为：
6.根据权利要求5所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述预设时间内待研究区域的土壤污染物净输入通量的计算公式为：
7.根据权利要求6所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述预设时间后的待研究区域总剩余土壤环境容量的计算公式为：
8.根据权利要求7所述的一种空间精
9.根据权利要求8所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，还包括：
10.根据权利要求9所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述环境容量指数计算公式为：
...【技术特征摘要】
1.一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述获取预设时间内待研究区域土壤污染物净输入通量包括：
3.根据权利要求2所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述待研究区域内土壤污染物输入通量模型的构建方法为：
4.根据权利要求2所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述待研究区域内土壤污染物输出通量模型的构建方法为：
5.根据权利要求1所述的一种空间精细化区域土壤环境承载力的计算方法，其特征在于，所述待研究区域的土壤环境容量计算公式为：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：瞿明凯，光旭，吴赛佳，
申请(专利权)人：中国科学院南京土壤研究所，
类型：发明
国别省市：
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