江西省兴国县土壤全氮和有机质的空间变异及其分布格局

在地理信息系统和地统计学的支持下，以变异函数为工具，初步分析了江西省兴国县土壤全氮和有机质的空间变异特征，并应用克立格法进行最优无偏线性插值，得出全氮和有机质含量的分布格局．结果表明：全氮的变异函数曲线的理论模型符合球状模型，有机质为指数模型；两种养分的空间自相关程度均属中等的空间自相关；全氮和有机质空间变异的尺度范围不同，分别为5．41km和9．36km．它们的空间变异主要是由结构性因素引起的；全氮和有机质含量的分布格局基本一致，具有北部高、中部和南部低的分布特征．图3表2参16     

Echelon approach to areas of concern in synoptic regional monitoring

Echelons provide an objective approach to prospecting for areas of potential concern in synoptic regional monitoring of a surface variable. Echelons can be regarded informally as stacked hill forms. The strategy is to identify regions of the surface which are elevated relative to surroundings (Relative ELEVATIONS or RELEVATIONS). These are areas which would continue to expand as islands with receding (virtual) floodwaters. Levels where islands would merge are critical elevations which delimit echelons in the vertical dimension. Families of echelons consist of surface sectors constituting separate islands for deeper waters that merge as water level declines. Pits which would hold water are disregarded in such a progression, but a complementary analysis of pits is obtained using the surface as a virtual mould to cast a counter-surface (bathymetric analysis). An echelon tree is a family tree of echelons with peaks as terminals and the lowest level as root. An echelon tree thus provides a dendrogram representation of surface topology which enables graph theoretic analysis and comparison of surface structures. Echelon top view maps show echelon cover sectors on the base plane. An echelon table summarizes characteristics of echelons as instances or cases of hill form surface structure. Determination of echelons requires only ordinal strength for the surface variable, and is thus appropriate for environmental indices as well as measurements. Since echelons are inherent in a surface rather than perceptual, they provide a basis for computer-intelligent understanding of surfaces. Echelons are given for broad-scale mammalian species richness in Pennsylvania.     

太原污灌区土壤重金属和盐分含量的空间变异特征

在面积为2.7万hm^2的太原污灌区布设土壤取样点49个,测定了耕层土壤中重金属Hg、Cd、Pb、盐分、氯离子含量及pH，应用地统计学的方法分析了数据的统计特征值和结构特征，结果表明：铅和盐分服从正态分布，氯离子服从对数正态分布，其它无分布类型，拟合得到Hg、Pb、盐分的半方差函数模型为指数型，镉和氯离子为球型，pH为高斯型，这些测定项目有在一定范围内存在空间相关性性。用Kriging内插法对未测点重金属及盐分进行最优估计，并绘制了等值线图，可更直观地反映出污灌区土壤重金属及盐分的空间变异特征。     

基于2015～2018年实时监测数据对关中平原城市群PM2.5时空变化规律的研究

为了解关中平原城市群PM_2.5时空变化规律，利用2015～2018年国家空气质量检测平台发布的PM_2.5实时监测数据，并用地统计学和探索性空间数据分析等方法，对关中平原城市群PM_2.5污染的时空变化规律进行分析。结果表明，关中平原城市群PM_2.5污染总体呈向好趋势，PM_2.5年均超标城市由11个减少到8个，年均浓度超标率显著下降。PM_2.5污染主要出现在冬季，春秋季过渡，夏季PM_2.5浓度季度均值、月均值都最低，PM_2.5日均值曲线与月均值曲线大致趋势一致，呈单峰"脉冲型"变化；PM_2.5污染在空间上具有明显的分异性和集聚性特征，表现出"临汾-咸阳"为轴的高污染区面积逐渐缩小，而以平凉、天水为中心的低污染区面积逐渐扩大的空间变化规律。     

江汉平原地下水中硝酸盐的分布及影响因素

基于2011~2014年825个地下水采样点测试结果,采用半方差函数模型和普通克里格插值方法,研究了江汉平原地下水中NO₃-N的空间变异和分布特征.运用证据权重法,选取降雨入渗补给量、地下水位埋深、渗透系数、包气带岩性、土地利用类型、土壤类型和土壤全氮含量7个因子建立预测模型,分析其对硝酸盐分布的影响规律.结果表明,江汉平原地下水NO₃-N含量经Box-Cox变换后服从正态分布,其半方差函数最佳拟合模型为球状模型,空间相关性为87.93%,相关距离为68.02km.研究区地下水NO₃-N含量具有南部高、北部及西部山前平原低的特点.地下水中NO₃-N含量超过10mg/L分布面积所占比例达8.61%.成功率曲线表明模型预测精度为0.91,预测结果较好.江汉平原地下水NO₃-N含量与该区降雨入渗补给量、渗透系数和土壤全氮含量具有良好的正响应关系,与地下水位埋深呈负响应关系.当包气带岩性为砂砾石、土地利用类型为建设用地及土壤类型为冲积土覆盖条件时,地下水极易受硝酸盐污染.     

黄河下游典型区域土壤重金属来源解析及空间分布

选取黄河下游典型区域——山东省高青县为研究区,系统采集了234个表层土壤样品(0~20 cm),测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn等8种重金属的含量,综合运用相关分析、主成分分析和方差分析辨识了土壤重金属的来源以及与土地利用、成土母质之间的关系,并采用地统计方法分析了重金属的空间结构和分布特征.结果表明:(1)研究区8种重金属元素的平均值均超过黄河下游背景值,尤其是As、Cu、Hg的平均含量分别为各自背景值的1.23、1.20和1.29倍,存在不同程度的富集现象.(2)8种元素可辨识为两个主成分,PC1(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)主要受工农业活动和交通排放等人类活动与成土母质综合影响;PC2(Hg)主要受纺织、石油化工和塑料制造等工业活动控制.(3)不同土地利用类型和成土母质中的重金属含量差异明显.8种元素在城镇建设用地的平均含量显著高于其他地类;除了Hg以外,其余7种元素在湖积物母质发育土壤中的含量最高.(4)土壤重金属空间分布各异.As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn含量的高值区主要集中于中部城区和东南部,而Hg的高值区集中于西南部和东北部,说明工农业活动和交通排放加剧了当地土壤的重金属污染.     

典型山核桃产区土壤重金属空间异质性及其风险评价

山核桃(Carya cathayensis)是我国特有的高档干果和木本油料植物,目前关于山核桃林地土壤重金属污染研究鲜有报道.本研究以典型山核桃产区临安为研究区,系统采集了188个山核桃土壤样品,采用地统计学以及Moran's I等空间分析方法研究土壤重金属的空间异质性,并对山核桃林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明,重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr平均含量分别为0.37、40.76、87.61、30.10、28.33、56.57 mg·kg-1,其中Cd、Cu平均值分别是背景值的1.33和2.87倍.单因子污染指数、内梅罗污染指数及潜在生态风险评价结果显示研究区土壤重金属均有样点超过土壤背景值,且Cd、Cu、Zn、Pb、Ni有部分样点超过土壤环境质量二级标准,表明研究区土壤已具有Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr不同程度的累积特征,局部土壤已受到Cd、Cu、Zn、Pb、Ni的污染,其中Cd最为严重,达到了强生态危害程度,Cu次之,总体上重金属呈中等生态危害程度.基于半方差函数分析得出,Cd、Cu、Pb、Ni、Cr具有强烈的空间自相关,而Zn属于中等空间相关性.Moran's I指数以及克里格插值结果揭示重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr均存在明显的空间分布格局和局部空间聚集现象,高值主要集中在太阳、岛石、清凉峰、河桥以及湍口几个乡镇,且以重金属Cd、Cu污染风险概率较高.土壤Cd、Cu、Zn、Ni、Cr高值分布主要与矿区开采有关,而Pb与钾肥的施用密切相关.可见,研究区重金属空间分布特征受人为活动影响明显.     

环鄱阳湖区农田土壤重金属空间分布及污染评价

为了解环鄱阳湖区农田土壤重金属污染状况,采用单因子指数法、内梅罗指数法、地质累积指数法、潜在生态危害指数法对环鄱阳湖区农田表层土壤(0~20 cm)中7种重金属元素进行污染及生态风险评价,并将地统计学方法与GIS技术相结合分析环鄱阳湖区农田土壤重金属的空间分布特征.结果表明:(1)土壤中重金属Hg、As、Pb、Cd、Cu、Cr、Zn的平均含量分别为0.12、13.15、35.44、0.18、38.45、81.91、80.45 mg·kg~(-1),与江西省土壤环境背景值相比较,均有不同程度累积,Cr、Cu、Cd累积富集情况最严重,内梅罗指数法与潜在生态危害指数法评价结果均表明,环鄱阳湖区土壤重金属综合污染情况为轻度污染,鄱阳县、进贤县、乐平市、南昌县、万年县、新建县以及余干县累积污染情况较严重.(2)以国家土壤环境质量二级标准为评价标准,超标率12.24%=CuCdAsHgCr=8.85%ZnPb,表明研究区部分农田土壤样点Cu、Cd、As、Hg、Cr累积程度已威胁到农作物产量和质量,但总体上为清洁状态.土壤中Hg、Cd达到中等生态危害程度,研究区农田土壤中重金属总体表现为轻微危害程度.(3)半方差函数模型拟合结果显示,Hg、Pb、Cr、Zn符合指数模型,As符合球状模型,Cu、Cd符合线性模型.As、Pb、Cd、Cu的含量总体上呈现出东部地区高、西部地区低的趋势,主要在鄱阳县、乐平市、万年县及余干县等地富集.Zn的含量在中北部地区偏低、在东南部地区较高,乐平市、万年县富集相对严重.Hg、Cr是由西南地区向东北地区递减的梯度变化,两种重金属元素均主要在南昌市各县区累积.     

空间统计学模拟方法在城市重金属污染分析中的应用

城市土壤重金属污染是城市化后噬待解决的一个重要问题.传统的土壤重金属污染分析方法--克里格方法,通过满足未采样点局部方差最小而获得土壤污染状况预测结果,算法本身会给估值结果带来光滑作用,并只能提供未采样点的局部不确定性.文章提出利用空间统计学的模拟方法,对土壤重金属污染状况进行研究,通过获取多幅模拟结果之间的差异来揭示研究区域土壤重金属污染的整体空间分布形态.文章以上海某区域6种重金属(Cu、Pb、Cd、Cr、Hg和As)为研究对象,利用空间统计学模拟方法对其空间分布予以研究,给出每种重金属宅间分布模拟结果.最后,文章以研究区域上壤环境背景上限值为标准,给出研究区域不同土壤重金属空间分布相应级别的不确定性分析结果.     

闽江福州段沉积物中多环芳烃的空间分布异质性研究

多环芳烃(PAHs)是环境中一类典型的持久性有机污染物,为探明PAHs在闽江福州段沉积物中的空间分布规律,采用传统统计学和地统计学相结合的方法对PAHs的空间异质性进行了研究.结果表明,PAHs含量变异系数(CV)在39%～90%之间,属于中等强度变异.3环PAHs含量的块金值与基台值之比[C0/(C+C0)]为0.307,具有中等强度的空间相关性,其余不同环数PAHs以及PAHs总量的C0/(C+C0)值都小于0.25,具有强烈的空间相关性.低环PAHs的分维数D值高于高环PAHs,空间异质性较高.3环及3环以上PAHs的Moran’s I系数随距离的增大而下降,且在0～25.0 km之间其空间自相关性随间隔距离的增大而减弱;而Moran’s I系数分析结果进一步说明了2环PAHs的空间变异特征的复杂性.受到水流影响,PAHs含量在南-北方向的半方差函数值与其它方向有所不同,但在东北-西南、东南-西北和东-西方向上的半方差函数值重合性较好,近似各向同性.用交叉验证法检验的结果表明,普通克里插值法能够很好地预测闽江福州段沉积物中PAHs的空间分布情况,PAHs含量沿水流流向大致呈下降的趋势.