内蒙古某金属冶炼厂周边农田土壤重金属空间分布预测方法研究

目的为准确预测农田土壤重金属含量的空间分布特征,探讨不同预测方法的适用性及不确定性,建立适用于农田土壤重金属空间预测的最优模型。方法以内蒙古西部河套地区某金属冶炼厂周边农田0 ~ 20 cm土壤为研究对象,采用普通克里格（OK）、随机森林（RF）和普通克里格 + 随机森林（RFRK）等预测方法,选取土壤理化性质、地形、气候、人为活动等环境变量为建模协变量,构建农田土壤重金属空间预测的适宜模型,揭示砷（As）、铅（Pb）、铬（Cr）、镉（Cd）等重金属含量的空间分布特征,并探讨不同建模方法的空间预测精度差异。结果①土壤Cr、Pb和Cd平均值分别为河套地区土壤背景值的3.5、0.66和0.23倍,该地区农田土壤重金属具有一定程度的富集现象,但并未达到国家农用地土壤风险筛选值,研究区北部、中部以及冶炼厂厂区土壤重金属含量高于区内其它部位。
②OK、RF和RFRK三模型的土壤As、Pb、Cr、Cd含量预测精度依次为RFRK > RF > OK,即RFRK模型的预测值平均绝对误差（MAE）、均方根误差（RMSE）最小,交叉验证R²值均在0.8以上,实测值和预测值之间相关性最强。结论普通克里格 + 随机森林模型可作为土壤重金属含量空间预测的有效方法,优先应用于区域农田土壤污染调查、评估和防治方面的相关工作中。