基于PMF模型及地统计的土壤重金属健康风险定量评价

为定量评估不同土壤重金属来源带来的人体健康风险差异,选取山东省章丘市为研究区,系统采集425处土壤样品,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn共8种土壤重金属含量,采用描述性统计特征评估土壤重金属富集状态,进一步利用受体模型正定矩阵分解法（positive matrix factorization,PMF）和地统计技术确定土壤重金属的来源及分配,最后基于重金属来源构建健康风险定量评估模型.结果表明：①表层土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量均超出背景值,但未超出农用地土壤污染风险筛选值,表明土壤重金属出现一定的富集.②土壤重金属来源可分为3类,Cr和Ni的空间分布大致相当,且与风化母岩空间分布趋势相近,为自然来源,Cd、Cu和Zn受道路运输控制为交通来源,空间分布上受道路布局影响明显,Hg、Pb和As元素含量高值区与工业区城区分布相对应,工业排放和燃煤加剧Hg在土壤中的富集,属于工业来源,其来源占比最大约为41.85%,交通来源和自然来源分别为33.79%和24.36%.③不同种元素在手口、呼吸和皮肤接触暴露途径下产生的非致癌与致癌风险处于可接受范围内,儿童最大致癌（36.53%）与非致癌风险（36.01%）的重金属来源均为工业源,而交通源是成人的最大致癌（34.98%）与非致癌风险（37.06%）来源,重金属来源和暴露途径的差异化规避是降低重金属健康风险的关键.     

近20年来太湖流域典型地区土壤酸度的时空变异特征

以第二次土壤普查资料和近期采样分析数据为基础，运用地统计学方法研究了太湖流域典型区域土壤酸度的时空变异特征。结果表明，研究区域土壤总体上呈酸化趋势，表现在绝大部分(超过85%的面积)土壤的pH值发生不同程度的下降，且平均降幅达0.56个pH单位。同第二次土壤普查时期相比，土壤pH值空间变异的自相关性显著增强，但空间自相关距离明显减小，表明土壤pH值空间分布格局趋向复杂化，岛状分布更为明显。化学肥料的连年大量施用和工业污染物的长期排放是导致土壤趋向酸化和土壤酸度空间分布格局发生变化的主要原因。     

新疆伊犁河灌区土壤地球化学特征研究

根据2009年伊犁河灌区土壤监测和取样分析资料,运用半方差函数与克里格插值法,对伊犁河灌区土壤盐分和主要离子组成特征与空间分布情况进行研究.结果表明,研究区0～3 cm土层含盐量约占0～60 cm土层含盐量的60.19％,土壤盐分剖面分布呈现表聚性.土壤各层盐分质量比与主要离子质量比呈现强烈的空间变异性.表层土壤主要离子总体上在东西向和南北向上呈二阶趋势效应.从克里格插值结果可以看出,研究区表层土壤离子组成的空间分布格局基本相似,即各离子质量比最高值均出现在研究区的中、西部区域,并形成了区域土壤的积盐中心.     

基于优化参数的陕西省气温、降水栅格化方法分析

基于统计、地统计基本原理,运用传统插值法、地统计插值法、多元回归法和模拟气象站点法4 大类11 种方法,对陕西省2003-2012 年平均气温、降水量数据进行栅格化。结果表明:① 多元回归法和模拟气象站点法均能大幅提高气温数据的估测准确度,且多元回归法对气温的表示更加精细,其中以“回归+残差IDW(Inverse Distance Weighting)”法精度最高,MAE、RMSE、R²分别为0.498、0.775 和0.954 8;② OK(Ordinary Kriging)法对降水数据的估测准确度最高,MAE、RMSE、R²为46.934、69.251 和0.947 8;③ 气温、降水栅格化方法具有明显的区域性,不存在绝对普适的最优方法,应根据数据类型、地域特征对原始数据进行探索性分析,从而获得区域最适合的栅格化方法;④ 陕西2003-2012 年多年平均气温为10.925 ℃,标准差2.221 ℃,气温随纬度、海拔的增加而降低,具有鲜明的纬度和垂直地带性;平均降水量为664.446 mm,标准差213.226 mm,降水呈现由南向北逐渐递减的趋势,纬度地带性较强。     

ArcGIS支持下的样本稀疏山区空间插值模拟探讨

样本稀疏地区空间插值法对区域化变量的精准管理具有重要意义。基于ArcGIS 90，在分析土壤属性空间分布特征的基础上，提出并构建了基于不同土壤类型的土壤特性空间预测模拟模型，对比了传统方法与改进方法空间插值精度，实现了数值插值在复杂地理环境区域的应用，得到以下结论：(1)基于经度、纬度、海拔高度及坡度等地理因子的土壤基础环境因子的空间预测模拟模型，突破以往只能描述土壤属性在水平方向变化的局限，较客观、合理地反映土壤属性随地理位置及海拔高度的立体变化特征；(2)基于不同土壤类型回归模型来增加样本点以推断评价指标在无取样地区的分布状况的处理方式具有一定的数学理论支撑，有效降低了插值误差，提高了评价精度，使评价结果更加接近现实。     

盐碱草原土壤特性及生物量空间异质性研究

土壤盐分是土壤特性中最活跃和复杂的一部分。受土壤性质、气象、地形、地下水文及长期地球化学过程等自然条件和耕作、灌溉等人类活动因子的影响,土壤水分、盐分的变异状态在一定程度上反映了土壤各层的盐渍化程度和状态。而土壤盐分与水分、土壤物理性质等有十分密切的联系,因此,运用地统计学研究采用振动深松集成技术改良盐碱化草原前后土壤水分、盐分等特性的空间变异规律,以地理信息系统ArcGIS为平台,建立土壤水分、盐分等图形数据和属性数据相结合的信息数据库,建立其空间分异模型和空间分布图,直观的表现各特性的空间变异规律。结果表明,采用振动深松集成技术后土壤盐分含量在空间上有递减,平均ρ（土壤盐）由5.60g.L-1下降到3.73 g.L-1;土壤容重、土壤硬度分别降低13%和24%,利于牧草根系生长,生物量变异结果显示,改良前后的草层高度和产量空间分布逐渐达到了均一化,牧草产量达到了2738.1 kg.hm-2,实现了植被全覆盖,盐碱化草原得到了恢复。     

杭州城市区域土壤性状的空间变异

以浙江省杭州市城区为研究对象,通过栅格取样,对研究区内40个样点的土壤性状进行调查,利用地理信息系统(GIS)和地统计学方法对杭州市区土壤性状的空间异质性和格局分布进行了初步研究.研究结果表明:杭州市城区土壤的空间异质性明显,统计变异的大小顺序依次为土壤湿度(SM)＞土壤电容率(Eb)＞土壤温度(ST)＞土壤毛细水导电...     

河套灌区不同灌季土壤氮素时空分布特征分析

以内蒙古河套灌区东段乌拉特灌域为研究区,在春灌、夏灌和秋浇(2005年4月、7月和11月)3个不同特征灌季进行采样分析,应用传统统计学方法和地统计学中的普通 kriging 法,对研究区0～20cm土壤中氮污染物的空间分布特征进行了研究.结果表明,不同灌溉时期土壤中总氮、铵态氮和硝态氮的理论变异函数模型主要为球状、高斯和指数模型,与实际变异函数间的残差平方和在0.0009与0.1238之间,拟合效果较好;除11月铵态氮具有中等空间相关性外.其它参数均具有强烈的空间相关性;在4、7月土壤中总氮元素含量大体表现为东北高、西南低;研究区整体土壤总氮和硝态氮含量4月最高、11月最低,土壤铵态氮含量7月最高、11月最低.土壤中氮元素的上述时空变异受研究区地下水位、引水和农田排水不同期变化具有较大的影响.