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土壤是人类所依赖生存的自然资源之一,对人类的生存和发展起着重要的作用。然而近年来,随着土壤重金属污染的加剧,土壤环境质量进一步恶化,不断威胁着土壤的可持续发展状况。伴随着社会的进步和工业化的快速发展,土壤重金属污染的影响越发明显。由于对土壤重金属含量进行合理、准确的预测预警,能够为农田科学管理决策以及农产品安全生产提供技术支撑。因此对土壤重金属含量进行预测,并且对其造成的生态污染进行评价和预警是当务之急。本文以黄河三角洲滨州示范区作为实验区,以该区域农田土壤为分析对象,建立基于时间序列指数平滑模型的土壤重金属含量短期预测模型,以及基于灰色模型的土壤重金属中长期预测模型,并对该区域土壤进行生态风险评价预警。论文主要工作如下:(1)指数平滑预测模型。建立时间序列指数平滑预测模型,通过精度分析误差检测,可以计算出对应铅、汞、铜等6种土壤重金属含量预测模型的误差数据,根据误差计算结果,铅、铜等四种重金属模型的预测精度均在90%以上,汞和镉金属预测模型的预测精度也达到了71%,模型的整体预测精度超过90%,满足预测所需要求。(2)灰色预测模型。经残差检验,得出模型拟合的平均相对误差,Cd的残差平均小于0.2,达到一般要求,能够进行较为准确的预测。其余重金属预测均小于0.1,达到较高要求,能够进行准确预测。根据模型的残差检验结合后验差检验指标等级标准,表明模型达到1级好的预测级别。(3)结合地累积指数法和综合Hakanson潜在生态风险指数法对研究区域土壤重金属进行了生态风险评价。计算结果表明,该研究区域内Hg金属对土壤污染贡献最大,同时其潜在生态风险指数较高,处于中潜在生态风险;六种土壤重金属综合潜在生态风险处于低潜在生态风险,短期内不会产生严重的环境污染。根据生态风险预警指数法,由采样点所占比例可得出,研究区域整体生态环境良好,但Hg与Cd在部分采样点达到轻警级别,所以仍需对其加大监控力度,防止重金属对研究区域生态环境造成威胁。(4)本系统采用Microsoft公司的Visual Studio 2015和ESRI公司的AcrGIS Server 10.0作为开发平台,以C#作为开发语言,实现了农业土壤重金属含量预测,及土壤重金属生态风险评价预警功能。