矿区土壤重金属Cd高光谱建模与模型适应性分析

兰 淼，杨 斌，宋 强，陈弘扬，周鹏飞，庄红娟，方 兵，张世文*

(1.安徽理工大学 地球与环境学院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大学 空间信息与测绘工程学院，安徽 淮南 232001)

土壤重金属的侵袭与累积是一种十分普遍的现象，人类活动将重金属带到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于背景值，并且造成现存或潜在的土壤质量退化、生态环境恶化的现象，而矿区土壤在常年矿产开采加工以及运输过程中更易受到重金属污染。镉(Cd)在自然界中普遍存在，其含量的增加可能会导致铝、铜、锌、锰、铅等元素的高环境风险，通过潜在的地表或地下水的浸出，或通过这些元素更高的生物可给性；Cd的毒性较大，且难以自然降解、清除，容易累积在土壤中；此外重金属Cd可通过植物根部吸收，对生态系统及人体健康构成威胁，因此，监测矿区土壤中Cd的含量势在必行。

传统重金属检测大多采用野外采样-室内分析的方法,耗时耗财，无法较好地获取空间上重金属的污染情况。近年来高光谱以其动态、高效等优势已广泛应用于环境、地质、土壤等多个领域，为快速获取土壤理化信息提供了新的思路。国内外学者在土壤反射率与土壤参数之间运用多种方法建立了数学估算模型。Kemper等对Aznalcollar受污染的土壤利用可见-近红外光谱实现对6种金属元素的回归分析预测；解宪丽等选择江西贵溪铜冶炼厂污染区，分析了9种重金属元素与可见-近红外光谱之间的相关性；龚绍琦等利用光谱一阶微分变换，采用逐步回归方法建立了3种重金属预测模型并得到较高精度；……