环鄱阳湖区农田土壤有机碳影响因素空间分布格局分析及制图研究

利用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型,对环鄱阳湖区农田土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)影响因子的空间分布格局进行系统分析,结合克里格插值方法进行土壤有机碳制图研究,同时综合比较了地理加权回归方法(GWRK)与回归克里格(Return Kriging,RK)方法在预测土壤有机碳储量结果之间存在的差异。结果表明:(1)根据Pearson相关性分析结果,所选取的各环境影响因素均与土壤有机碳具有相关性(P0.01)。(2)通过GWR模型对各影响因素空间分布格局的分析,发现SOC与坡向、年均温度和年均降水呈正相关,与坡度、植被覆盖度呈负相关。(3)GWRK法得到的土壤有机碳含量变化范围为6.35～31.93g·kg~(-1),接近采样点的实测值;RK方法得到的土壤有机碳含量变化范围在7.41～25.76 g·kg~(-1),总体空间分布特征与GWRK的结果相似,但RK方法预测的结果较为平滑,与SOC储量实际状况还存在一定差异。(4)GWR的拟合优度R~2(0.50)明显高于RK中的R~2(0.20); GWRK方法的均方根误差(RMSE)为4.58,小于RK方法的均方根误差5.35,且通过GWRK方法得出的预测结果在制图上结合采样点位置信息,使成图效果更加精细。     

南昌市不同功能区绿化带土壤重金属污染特征及生态风险评价

城市绿化带土壤是城市生态系统的重要组成部分,对污染物的吸纳、环境的净化起重要作用,更是市民接触重金属的主要风险源。深入分析城市重金属污染的空间分布特征、污染来源及其生态风险,对于改善城市土壤环境质量和人居环境有重要作用。以南昌市居民区、科教区、商业区、工业区、城市公园和郊区这6个功能区的绿化带土壤为研究对象,共采集了231个样品。分析不同功能区绿化带土壤重金属含量,采用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价重金属污染的程度,采用Hakanson潜在生态风险指数法评价土壤重金属的潜在生态风险。结果表明,Cu、Zn、Pb、Cd这4种重金属元素平均值均未超过《国家土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中的二级标准,但4种元素的平均值分别是江西省土壤背景值的2.58、2.57、2.08、1.13倍。以江西省土壤背景值作为评价标准,单因子污染指数大小为ZnCdPbCu,除城郊的各项单因子指数较小外,其他各功能区的单因子指数基本大于1;工业区、商业区和城市公园的综合污染指数在2-3之间,属于中污染。南昌市绿化带土壤重金属中Cu、Zn、Pb这3种重金属的生态风险指数均值分别为6.61、2.191、9.49,Zn、Cu全部处于低生态风险水平;少量地区Pb处于中等生态风险水平;Cd的潜在生态危害指数为60.88,有29.87%处于低生态风险程度,39.39%处于中等生态风险水平,30.30%处于较重生态风险水平,0.43%处于重生态风险水平。由生态危险指数RI可知,工业区、商业区和城市公园属于中等生态危害,居民区、科教区和郊区则是轻度生态危害。以《国家土壤环境质量标准》(GB15618—1995)中的二级标准作为评价标准,仅0.43%的样点处于严重生态风险水平,但仍有22.08%的样点重金属综合污染指数达到重度污染水平。     

基于景观格局视角的土地整治对农地细碎化影响评价研究

以江西省宜丰县土地整治项目区为例,选择斑块类型、景观类型、廊道特征3类景观格局指数,从景观格局视角定量评价土地整治对农地细碎化的影响。研究表明:(1)水田的斑块密度由8.916 1个/hm~2下降至8.423 4个/hm~2,平均斑块面积由0.075 1 hm~2提升至0.076 9 hm~2,边缘密度由1 203.431 8降低至1 127.134 7,面积加权的平均形状因子由1.238 6下降至1.216 3,最大斑块指数由0.17%上升至0.18%,景观格局指数均得到不同程度改善;但旱地除面积加权的平均形状因子以外,其他指标均表明旱地趋于细碎化。(2)土地整治导致项目区破碎化程度加剧,斑块数量由3 530个提升至4 175个,平均斑块面积由0.070 6 hm~2增加至0.059 7 hm~2,面积加权平均形状因子由1.672 3增加至1.816 0,最大斑块指数由2.06%降低至2.01%。(3)土地整治优化了农村道理和沟渠布局,廊道特征指数均有不同程度改善。但农村道路和沟渠的修建割裂了斑块,是导致项目区破碎化程度加剧的主要原因。因此,在土地整治规划设计中需要注重旱地、农村道路、沟渠的景观格局设计,达到有效治理农地细碎化和提高土地整治景观生态效益的目的。