东莞市农业土壤重金属的空间分布特征及来源解析

对东莞市农业土壤进行了系统采样分析,测定了表层土壤中Cu、Zn、Ni、Cr、Pb、Cd、As和Hg的含量.利用GIS技术和多元地统计结合的方法,研究了上述8种重金属元素的空间分布特征和来源.结果表明,Cu、Zn、Ni、Pb、Cd和Hg的含量均超过广东省土壤背景值,尤其是Hg、Cd和Pb含量分别达到0.24、 0.12和65.38 mg/kg,远高于背景值,说明随着东莞市快速工业化,土壤中重金属呈明显积聚的趋势.上述8种元素可以由3个主因子反映.因子1为“自然源因子”,主要包括元素Cu、Zn、Ni、Cr和As,其高值区主要分布在研究区西部,主要受河流冲积物海相沉积物控制,低值区的空间分布受酸性火山喷出岩风化物和花岗岩风化物影响,因子1的空间分布主要受成土母质控制.因子2为“工业及交通源因子”,主要包括元素Pb和Hg,高值区主要分布在中部过渡区和西部平原区,高值区中心集中在中部过渡区的虎门镇和西部平原区的茶山镇,主要由该区工业污染所致.因子3为“工农业活动因子”,主要包括Cd元素,其空间变异完全受人为随机因素控制.     

基于地统计学的北京市可吸入颗粒物时空变异性及气象因素分析

大气颗粒物是造成城市空气污染的重要原因之一,并已经成为我国北京等大中城市空气污染中的首要污染物.为分析北京市采暖期大气中可吸入颗粒物的污染水平及其气象因素的影响作用,以大气可吸入颗粒物PM0.3,PM3.0,PM5.0为研究对象,于2007～2009年采暖期间在北京市城区设立了93个采样点进行定点采样监测,利用地统计分析工具和指示克里格方法,模拟分析了北京市城区2007～2009年采暖期PM0.3、PM3.0、PM5.0的时空变异性,并建立起可吸入颗粒物浓度与气象条件(风力、温度、湿度)的对应关系,由此分析气象因素对大气颗粒物污染水平的影响程度.结果表明:实验半变异函数符合具有块金值的球状模型;北京城区空气可吸入颗粒物的污染水平自2007年以来污染程度与污染面积均呈减小趋势,影响范围主要集中在西南部,西北次之,近郊区污染重于城区;气象条件是影响可吸入颗粒物污染程度的重要因素,在不同年份不同气象因子对颗粒物的影响是不同的.但另一方面,由于污染原因季节冷暖程度的不同,气象条件对颗粒物浓度的影响有不确定的一面,但仍可找到一些规律.     

徐州市主城区个人生态足迹空间变异性研究

为揭示徐州市主城区个人生态足迹的空间变异性并分析引起其空间变异的原因,采用问卷调查和克里格插值法对个人生态足迹及其组分的空间分布进行了分析。结果表明:①徐州市主城区个人生态足迹分别是中国和全球个人生态足迹的1.48倍和1.18倍,其中商品服务足迹所占比例最大(51.1%),徐州市主城区处于弱不可持续发展状态;②经过实验半变异函数交叉验证,球状、指数和高斯模型可以较好模拟个人生态足迹及其组分的空间变异,其中,个人生态足迹、住宅足迹和商品服务足迹的块基比均小于25%,表现出强烈的空间相关性,碳足迹和食物足迹处于25%至75%之间,表现出中等空间相关性;③个人生态足迹、碳足迹、食物足迹和商品服务足迹总体上呈南高北低趋势,以市中心为峰值逐渐向周围递减,住宅足迹呈多峰值分布,最高值位于远离市中心的郊区。对个人生态足迹及其驱动因素进行空间相关分析,发现,调查对象的社会经济背景和空间特征对个人生态足迹及其组分的空间变异特征具有重要影响。     

基于受体模型和地统计学相结合的土壤镉污染源解析

研究了武汉市东湖高新技术开发区约150km2范围内土壤重金属Cd元素的含量分布和潜在来源情况. 并利用主成份分析/绝对主成分分数(PCA/APCS)受体模型定量解析了土壤中Cd的来源, 结果表明土壤中Cd的来源以源1为主(来源分担率为:源167%、源28%、源316%,其他源9%).同时利用该受体模型得到了在每个采样点的源贡献量, 并用地统计学方法插值了Cd的源贡献量的空间分布状况.结果显示, Cd各个源贡献量具有不同的空间分布状况, 其中最大源1的高贡献值主要集中在研究区中部. 结合PCA分析和源贡献量空间分布状况, 初步推断源1可能为电子工业源,源2为城市大气沉降,源3应为成土母质. 研究结果表明, 将PCA/APCS受体模型和地统计学方法相结合可以有效地对土壤重金属隐性污染源进行定性识别及定量解析.     

基于不同空间插值模型的川西南山地常绿阔叶林叶面积指数估测

叶面积指数（LAI） 是森林经营管理的一个重要参数,亦是众多基于土壤、大气和植被相互作用的森林经营管理动态模型的关键输入变量之一,但目前获得大尺度、高空间分辨率的LAI精确估计仍十分困难。以川西南山地常绿阔叶林为研究对象,基于地面调查的83 个20 m×20 m样地和SPOT5 遥感数据,运用不同的方法,估测了区域森林有效叶面积指数（LAIe）。利用遥感数据作为辅助变量,比较了来自遥感数据的直接辐射关系法（DRR） 和地统计学方法协同克里格（CK）、回归克里格（RK） 的LAIe 空间分布差异。此外,运用反距离权重（IDW）、全局多项式（GPI）、普通克里格（OK）、泛克里格（UK） 等方法也对LAIe进行了估计。结果表明LAIe 与归一化植被指数（NDVI） 回归拟合效果相对不理想（R²=0.679,P<0.001）;由于研究区森林景观不是连续变量,LAIe呈低空间自相关性,各方法间差异不显著,对区域LAIe 估算精度提升不明显;但DRR 和CK、RK 方法能降低统计误差值,且DRR与CK、RK的相关性极高（相关系数分别可达0.91和0.92）。尽管相比于DRR,地统计学方法并没有提高LAIe估计精度,为提高预测的准确性,应探讨更密集的抽样方案和不同的辅助变量。     

浑善达克沙地榆树疏林生态系统的空间异质性

榆树疏林生态系统是浑善达克沙地的重要组分之一运用生物统计学(U检验和相关性分析等)和地统计学的方法(半方差分析和空间局部插值),研究了浑善达克沙地榆树疏林生态系统的土壤有机质(SOM)、土壤全氮(STN)、土壤pH(SpH)、土壤含水量(SWC)和草本层盖度(HC)的空间异质性,并探讨了它们之间以及与榆树空间位置的关系.研究结果表明:SOM、STN、SpH、SWC和HC的分布格局均具有明显的空间异质性和空间自相关性,它们的空间格局与榆树的空间分布有明显的相关性.在此基础上,应用空间局部插值法,绘制了各个性状的空间等值分布图.通过等值分布图直观的分析了榆树与各研究性状的空间格局的关系,探讨榆树对疏林生态系统土壤性状和草本层植物分布的空间异质性的影响,以及榆树下成为草原上的沃岛(fertility island)的原因.     

非平稳型区域土壤汞含量的各种估值方法比较

准确地描述土壤重金属含量的空间分布对于防治土壤重金属污染是十分重要的.以分布类型为对数正态分布,同时具有一阶和二阶趋势效应的土壤重金属Hg为例,分别应用普通克立格法(OK),简单克立格法(SK),对数正态克立格法(LNK),泛克立格法(UK),析取克立格法(DK)和距离反比权重法(IDW)等6种内插方法对其进行了估值,综合比较了各种内插方法的预测误差、统计特征值及插值结果分布图.结果表明一阶趋势的OK方法比0阶和二阶趋势的OK方法插值结果要好.一阶趋势的OK方法中半方差函数模型选用高斯型的比选用球状和指数型的插值效果相对要好.由于"压缩"作用,原始数据经过对数转换后的插值效果要比没有经过转换的插值方法要差.带趋势项的插值方法要比不带趋势项的插值方法要好,其中一阶趋势的UK方法插值效果最好,而IDW方法最差.     

Sediment distribution pattern mapped from the combination of objective analysis and geostatistics in the large shallow Taihu Lake, China

Investigation was made into sediment depth at 723 irregularly scattered measurement points which cover all the regions in Talhu Lake, China. The combination of successive correction scheme and geostatistical method was used to get all the values of recent sediment thickness at the 69 x 69 grids in the whole lake. The results showed that there is the significant difference in sediment depth between the eastern area and the western region, and most of the sediments are located in the western shore-line and northern regimes but just a little in the center and eastem parts. The notable exception is the patch between the center and Xishan Island where the maximum sediment depth is more than 4.0 m. This sediment distribution pattem is more than likely related to the current circulation pattern induced by the prevailing wind-forcing in Taihu Lake. The numerical simulation of hydrodynamics can strong support the conclusion.Sediment effects on water quality was also studied and the results showed that the concentrations of TP, TN and SS in the western part are obviously larger than those in the eastem regime, which suggested that more nutrients can be released from thicker sediment areas.     

茶园土壤速效磷乡镇尺度下空间异质性对比分析——以江浙地区优质名茶种植区为例

土壤中磷素的含量对土壤肥力和茶叶品质起着至关重要的作用,探讨土壤磷素含量的空间分布特征及其影响因素,可以为茶园管理和茶叶品质的提升提供理论指导。以江苏省东山镇和浙江省溪龙乡两个优质名茶种植区为例,在遥感影像和DEM数据的基础上,应用地统计学方法,对比研究了两个茶园土壤速效磷含量的空间异质性特征。结果表明:(1)按土壤肥力等级标准,东山镇和溪龙乡速效磷含量的平均水平均较高,利于茶叶生长;(2)东山镇和溪龙乡速效磷含量的变异系数分别为0.46和0.52,均属于中等强度变异;(3)空间插值结果显示,东山镇和溪龙乡速效磷在空间上都具有相连成片的特征,但东山镇速效磷呈阶梯状分布特征,而溪龙乡速效磷则呈辐射状分布特征;(4)东山镇和溪龙乡速效磷的块基比值分别为0.343和0.142,表明溪龙乡速效磷受随机性因素的影响较东山镇的小,而受结构性因素的影响较东山镇的大。