本文通过研究发现正定矩阵因子分析法（PMF）源解析卧牛河流域表层黑土的重金属来源以母质来源、农业源、交通源、生活燃烧源为主，贡献率分别为39.16%、21.6%、16.83%
研究背景1.多流域黑土的重金属含量特征
卧牛河流域和音河流域表层黑土重金属元素含量特征见表4-1，卧牛河流域表层黑土103个样品点Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As、Hg元素含量范围与平均浓度分别为35.40~126mg/kg（89.47mg/kg）、8.32~35.1mg/kg（23.54mg/kg）、
16.5~44.0mg/kg（20.61mg/kg）、48.8~99.6mg/kg（66.52mg/kg）、0.05~0.14mg/kg（0.082mg/kg）、12.2~56.2mg/kg（35.70mg/kg）、4.08~19.7mg/kg（10.79mg/kg）、0.01~0.29mg/kg（0.03mg/kg）。
其中除Hg元素外，Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As的平均值均超过背景值，分别为内蒙古表层土壤背景值的2.16、1.67、1.20、1.13、1.68、1.83、1.44倍，其中Cr、Cu、Cd、Ni均超过1.5倍多。
卧牛河流域103个点中Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As元素超标点位个数分别为100、94、99、76、103、92、89，元素超标点位占有率为97.2%、91.3%、96.1%、73.8%、100%、89.3、86.4%、表明元素在卧牛河流域Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As重金属元素已经出现了不同程度的富集，
2.Hg元素
而Hg元素虽然平均浓度小于背景值，但是超背景点位仍有17个，超背景点占有率为16.5%，仍存在区域性富集的现象；音河流域表层黑土100个样品点的Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As、Hg元素的含量范围与平均浓度分别为39.38~182.91mg/kg（72.82mg/kg）、7.66~30.38mg/kg（19.54mg/kg）、
10.28~28.71mg/kg（19.45mg/kg）、60.01~82.22mg/kg（35.57mg/kg）、0.05~0.11mg/kg（0.08mg/kg）、12.27~73.42mg/kg（35.70mg/kg）、3.48~21.27mg/kg（10.79mg/kg）、0.01~0.05mg/kg（0.03mg/kg），
其中除Hg元素外，Cr、Cu、Pb、Cd、Ni、As均超过背景值较多，分别为内蒙古表层土壤背景值的1.76、1.39、1.13、1.52、1.41、1.12倍，其中Cr、Cd均超过1.5倍多；Zn与背景值基本一致，比值为1.02倍，
音河流域表层黑土的100个样品点中Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、As元素超标点位个数分别为99、89、80、58、98、79、50。元素超标点位占有率为99%、89%、80%、58%、98%、79%、50%。而Hg元素的平均值小于背景值，超背景点位有4个，超背景点占有率为4%，几种重金属元素在音河流域已经虽然出现累积。
在两个流域的表层黑土中都存在Cr、Cu、Cd、Ni元素大量富集，卧牛河流域表层黑土重金属的含量相对较多。
土壤背景值是指在未受人类活动影响下的土壤环境中重金属元素的自然含量，而研究区卧牛河流域和音河流域的Cr、Cu等多项元素均显示超背景值多倍，这说明两个流域黑土受人类活动影响导致重金属元素出现了累积。
研究内容1.元素变异系数
元素变异系数（CV）可以反映重金属含量的平均变异程度，表征土壤受外源影响的强弱程度，元素变异系数较大，说明具有外源污染物质进入，具有污染可能，以Wilding的变异等级划分标准，卧牛河流域表层黑土Pb、Zn为弱变（CV≤0.15），
表明这两种元素的空间分布较均匀，外源污染物质进入可能性小，Cr、Cu、Cd、Ni、As为中等变异（0.15＜CV＜0.36），表明这5种元素的空间分布不均匀，外源污染物质进入可能性大，Hg元素为强变异（CV≥0.36），元素分布受外源污染物质进入影响变得极不均匀；
音河流域表层黑土Cd、Zn为弱变异（CV≤0.15），Cr、Cu、Pb、Hg为中等变异（0.15＜CV＜0.36），Ni、As元素为强变异（CV≥0.36），在两个流域表层黑土中大部分元素处于中等变异，说明元素的分布是不均匀的，受外源影响存在局部富集化。为深入研究区多流域黑土重金属含量特征，
进行了包含研究区在内多个地区流域的重金属对比，选取研究区邻域的阿伦河流域、松嫩平原黑土区东北部哈尔滨小流域、东南部吉林辽河流域，综合对比结果。
研究区卧牛河流域表层黑土中Cr元素含量是几个流域中最高值，是邻域阿伦河流域的4.35倍，是东南部吉林辽河流域的1.59倍，Cu、Pb、Zn元素与其他流域基本一致，Cd元素略低于其他流域，Ni元素显著高于邻域阿伦河流域，是其3.84倍，略高于其他流域，
As显著高于东北部哈尔滨小流域和邻域阿伦河流域，Hg元素与邻域阿伦河流域基本一致，略低于东北部哈尔滨小流域，由此可见，研究区卧牛河流域与音河流域均出现了一定程度的重金属累积，主要风险元素为Cr（极大值位置）、Ni（极大值位置）两种元素，剩余重金属元素相对于松嫩平原黑土区其他流域出现了累积，但相对于累积程度相对较轻。
2.多流域黑土的空间分布特征
基于数字地质调查系统（DGSS）软件中的地球化学元素分析模块对研究区两个流域的表层黑土重金属进行了空间差异性分析，在满足数据的正态分布基础上，对数据进行空间插值，空间插值方法采用的是地统计插值法中的克里金插值法，卧牛河流域重金属分布图如4.1、图4.2
音河流域重金属分布图如4.3、4.4。卧牛河流域的Cr重金属元素超背景率为97.2%，Cr重金属元素的高值区主要分布在流域近东西两侧，最高值点在流域中部偏西，最高值为126mg/kg，是环境背景值（内蒙古表层土壤背景值，本章皆称环境背景值）的3.04倍，次高值点出现在中部偏东的位置，
为122mg/kg，是环境背景值的2.95倍，低值区域集中在流域南西侧，最低值为35.4mg/kg，是环境背景值的0.86倍；Cu重金属元素的分布规律与Cr重金属元素具有相似性，卧牛河流域中Cu超背景率为91.3%，
Cu重金属元素的整体分布为北高南低的趋势，高值区主要分布在卧牛河中北部流域近东西两侧，最高值点在研究区中部偏南，最高值为35.1mg/kg，是环境背景值的2.49倍，次高值点出现在中部偏东的位置，
值为33.2mg/kg，是环境背景值的2.35倍。与Cr重金属元素相似的是低值区域集中在流域的南西侧，最低值为8.32mg/kg，是环境背景值的0.86倍；卧牛河流域中Pb重金属元素超背景率为96.1%，Pb重金属元素分布为点式高值趋势，
Pb重金属元素的高值区主要分布在卧牛河的中偏南部流域，最高值为44mg/kg，是环境背景值的2.56倍，次高值点出现在卧牛河流域的中部偏东的位置，值为24.9mg/kg，是环境背景值的1.45倍，低值区域集中在流域的南侧，最低值为35.4mg/kg，是环境背景值的0.96倍；
卧牛河流域中Zn重金属元素的超背景率为73.8%，Zn重金属元素在卧牛河流域分布是中部高，南北两侧低的趋势，最高点分布在卧牛河中部，最高值99.6mg/kg，是环境背景值的1.69倍，
次高值点出现在中部偏南的位置，值为96.8mg/kg，是环境背景值的1.64倍，低值区域集中在流域的北侧，最低值为48.8mg/kg，是环境背景值的0.83倍。如图4.2所示Cd重金属元素在卧牛河流域中超背景率为100%，
3.重金属元素
Cd重金属元素在卧牛河流域分布出现中部高，北西部、南西部低的趋势，最高点在卧牛河流域南东部，最高值为0.14mg/kg，是环境背景值的2.75倍，次高值点出现在中部、值为0.13mg/kg，是环境背景值的2.6倍，低值区域集中在流域的北西部、南西部，最低值为0.05mg/kg，是环境背景值的1.08倍。
卧牛河流域中Ni重金属元素超背景率为89.3%，Ni重金属元素的整体分布为北高南低的趋势，高值区主要分布在卧牛河中北部流域的近东西两侧，最高值点在卧牛河流域中部偏西的位置，最高值为56.2mg/kg，是环境背景值的2.89倍，次高值点出现在流域南部偏东的位置，值为53.3mg/kg，是环境背景值的2.73倍。
与Cr重金属元素相似的是低值区域集中在流域的南西侧，最低值为12.25mg/kg，是环境背景值的0.63倍；As重金属元素在卧牛河流域中超背景率为86.4%，As重金属元素在卧牛河流域分布具有南-北部低，东西两侧高的趋势，
高值区主要分布在卧牛河中部流域的近东西两侧，最高值点在研究区中部偏西，最高值为19.7mg/kg，是环境背景值的2.63倍，次高值点出现在北部偏西的位置，值为17.3mg/kg，是环境背景值的2.31倍。
低值区与Cr和Cu一样出现在卧牛河流域南部侧，最低值为7.5mg/kg，是环境背景值的0.54倍；卧牛河流域中Hg重金属元素超背景率为16.5%，Hg元素在卧牛河流域分布呈中部零星高点、主体低值区的趋势，
高值区在卧牛河中部流域呈零星点分布，北部最高值为0.63mg/kg，是环境背景值的15.75倍，次高值点出现在卧牛河流域中部偏南的位置，值为0.29mg/kg，是环境背景值的7.25倍，流域其他位置均为低值区域，最低值为0.013mg/kg，是环境背景值的0.32倍。
音河流域重金属空间分布图如4.3、4.4，音河流域Cr重金属元素超背景率为99%，Cr元素在音河流域整体分布为北东、南西以点式高，北西-南东面状低的分布趋势，Cr的高值区主要分布音河流域的北偏东位置，最高值为182.91mg/kg，是环境背景值的4.42倍，
次高值点出现在最高值的北西，值为125mg/kg，是环境背景值的3.01倍，Cr元素的最低点分布在流域的北西部，最低值为39.38mg/kg，是环境背景值的0.95倍；Cu重金属元素超背景率为89%，
Cu元素在音河流域分布呈北西-南东低、南西-北东两侧高的趋势，沿着流域呈对称模式，高值区主要分布在音河南部流域，最高值为30.38mg/kg，
结论卧牛河流域和音河流域表层黑土重金属除Hg元素外，Cr、Cu、Pb、Zn、Cd、Ni元素均超过内蒙古背景值，卧牛河流域Hg为强变异，Cr、Cu、Cd、Ni、As为中等变异，Pb、Zn为弱变异。
Cr、Cu、Zn、Ni、As5种重金属元素的分布局势具有一定的空间同步性；音河流域表层黑土重金属元素Ni、As元素为强变异（CV≥0.36），Cr、Cu、Pb、Hg为中等变异（0.15＜CV＜0.36），Cd、Zn为弱变异（CV≤0.15），Cr、Cu、Zn、Ni4种重金属元素在音河流域的分布同样具有一定的空间同步性。
主成分分析法（PCA）在卧牛河流域表层黑土识别出主成分1（PC1）母质来源，主成分2（PC2）农业来源和工业来源混合源，主成分3（PC3）生活燃烧源与交通源混合源；音河流域表层黑土识别出主成分1（PC1）母质来源，主成分2（PC2）农业源和生活燃烧源的混合源，主成分3（PC3）工业源与交通源的混合源。
14.23%，工业源较少，贡献率为8.17%，卧牛河流域表层黑土重金属主源于农业源、交通源；音河流域表层黑土重金属来源以母质来源、交通源、工业源、生活燃烧源为主，献率分别为37.07%、22.57%、17.63%、14.25%，农业源较少、贡献率为8.48%，音河流域主源于交通来源与工业源。
