沱江上源支流土壤重金属污染空间相关性及变异解析

为探究沱江上源支流土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5种重金属的空间变异及其相关性,运用Global Moran’s I和Anselin Local Moran’s I空间关联指数进行相关性分析,并利用半变异函数云分析其空间结构,最后利用克里金法对污染空间进行预测,并分析其变异成因。结果表明:研究区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cr 5种重金属含量大部分处于较低水平,且平均值均未超过国家土壤环境质量标准(GB 15618—2018)风险筛选值;土壤重金属含量与空间均呈现正相关的特点;除Hg外其他重金属产生聚类特征的可能性均很大,但从局部冷热点及异常值分析可知,Hg也存在聚类特征;Cd、Pb的空间连续性较好、相关性强烈且变程最长,As、Cr次之,Hg最差;重金属含量空间变异与企业分布、污水灌溉、大量施肥以及其他自然因素具有一定的相关性。     

不同采样间距下农田土壤镉含量空间自相关分析的研究

本文以舟山市定海区某水稻田土壤为研究对象,采用全局空间自相关和局部空间自相关相结合的方法,在仅改变采样间距的基础上,全面探讨40 m、20 m这两种采样间距下农田土壤镉(Cd)的空间自相关特征。结果表明,两种采样间距下均具有明显的尺度效应,短采样间距(20 m)更易于揭示Cd元素的空间分布状况;对于Cd污染农田土壤的安全利用及治理,虽然40 m采样间距能减少前期调查成本,但无法准确识别Cd含量较高值所在的具体位置,增加后期安全利用及治理的不确定性,而20 m采样间距则能够准确地进行异常值识别,有助于对Cd含量较高值所在位置的土壤采取针对性的污染防控措施以及摸排切断污染源头,为Cd污染农田土壤的安全利用及治理提供参考依据。     

大气污染物SO2空间相关性的空间集聚分析

以东北三省2017年的大气污染物SO_2为研究对象,通过全局指标(全局Moran指数、Geary系数)、区域型指标(Moran’s I、局部Geary’s C、局部Getis’s G)等,对SO_2的空间聚集情况进行分析计算,比较两种指标的探测结果。结果表明,在全局型空间自相关的分析中,Moran指数、Geary’s C两个指标均表明东北三省SO_2存在显著的空间自相关性;Moran散点图、LISA集聚图、局部G系数集聚图等均揭示了东北地区36个地级市SO_2的局部空间相关性,即低值集聚区(冷点)主要集中在研究区东部,(热点)高值集聚区集中在研究区的西南部;通过对两种指数的分析可发现,在研究区的西南部,营口、大连、铁岭3个地区在Moran指数中为低-高集聚区,黑河为不相关地区,但在局部G系数中,营口、大连、铁岭为热点(高-高集聚),黑河为冷点(低-低集聚区),结合实际情况,对分析SO_2空间相关性来说,Moran指数相对G系数的分析结果更优。     

基于DEM的土地利用格局空间自相关分析

以安徽省枞阳县为研究区,对县域土地利用格局进行了全局空间自相关和局部空间自相关分析,并结合DEM进一步分析了该县各土地利用类型显著集聚特征的地形特征。结果表明,各土地利用类型都表现出空间正自相关特性,所表现的空间聚集或异常的位置及范围也各有不同,并且聚集特征的发生具备一定的地形条件,地形特征影响土地利用格局的形成和空间集聚分布。     

黄土丘陵沟壑区耕层土壤重金属空间分异及影响因素

为了解黄土丘陵沟壑区耕层土壤重金属的空间分异及影响因素,以陕西省米脂县高渠乡为研究区,基于地统计学方法,分析耕地土壤表层Pb、As、Cu、Cr、Ni、Zn六种重金属元素的空间分异,并结合地理探测器与统计分析,进一步讨论重金属空间分布的影响因素。结果表明:As、Cu、Cr、Ni含量超过黄绵土背景值的样本率分别为23%、100%、100%和100%,As和Cu元素为中等变异,Pb、Cr、Ni、Zn为弱变异。Ni元素的块金系数最大(0.59),Pb元素的块金系数最小(0.12),Pb和Zn元素有较强的空间相关性,主要以结构性变异为主,As、Cu、Cr、Ni有中等程度的空间相关性,受结构性因素影响,同时也受随机因素影响较大;从空间分布格局上看,六种重金属均存在空间集聚现象,局部有高值区和低值区出现。重金属的空间分布受到地形和种植方式的共同影响,地形对各重金属分布的影响大于种植方式,且坡向与种植类型的交互作用对各重金属空间分布影响最大。研究表明,高渠乡土壤耕层Ni含量普遍偏高,可能对土壤环境和农产品生产的安全构成潜在威胁,且不同重金属由于受到复杂地形和种植方式的交互影响,空间差异明显。     

工业区农田土壤有效态重金属相关性分析及空间分布研究

为了解新疆北疆某工业区对其周边农田土壤中有效态重金属含量及空间分布的影响,以新疆北疆某工业区为中心,采集其周边农田0~20 cm 254土壤个样品,分别测定样品中的Cr、Cu、Zn、Pb和Ni等5种有效态重金属含量、重金属全量、p H值和有机质含量。运用SPSS 21.0对样品中有效态重金属、重金属全量、p H值和有机质进行相关性分析,采用地统计学程序GS+对数据进行拟合选取最佳模型,再用Arc GIS 10.1进行插值分析研究区重金属的空间分布。结果表明,5种有效态重金属变异系数较大,说明其来源受到外界因素的影响。相关性分析结果表明,Cr、Cu、Zn、Pb、Ni与重金属全量均呈极显著相关,除Zn与p H值、有机质为显著相关外,受测的其他重金属与p H值、有机质均为极呈显著相关。结合对插值图与风向图的分析,在工业区的东南方Ni、Pb、Cu含量较高,其主要来源与工业区的气体、粉尘等排放有关。而Cr和Zn来源于化肥和农药,地膜也是Cr的来源之一。     

福州市人口分布的空间自相关分析

空间自相关分析是一种空间统计的方法,可以揭示区域变量的空间结构形态。基于此方法,利用2004年福州市各乡镇、街道人口数据,对福州市人口全局和局部空间相关性进行了实证分析。结果表明,福州市人口全局Moran’sI指数为0.409 3,达到显著正相关,呈现明显的全局空间集聚现象;福州市人口分布的局部空间集聚现象亦十分显著,"高-高"关联的乡镇集中分布在福州市中心城区和福清市,"低-低"关联的乡镇则分布于离中心城市较远的区域;总体上,人口分布呈正关联的乡镇数量明显高于呈负关联的数量。     

全国建设用地占用耕地的空间相关性与热点分析

为进一步了解我国由于建设用地增加而导致的耕地面积减少的空间分布情况,以1987~2010年我国32个省级行政区(未统计香港、澳门数据)建设用地占用耕地的统计数据作为研究对象,采用空间自相关全局Moran’s I指数、局部Getis-Ord Gi*系数对其进行了分析。结果表明:1从全局来看,当距离阈值为500 km时,全国建设用地占用耕地的空间自相关性最强,全局Moran's I指数达到0.512。2从局部来看,建设用地占用耕地区域差异明显。北京、天津、河北、广东、江苏、安徽、上海和浙江高值显著聚集,属于热点区域,宁夏低值显著聚集,属于冷点区域。通过对我国建设用地占用耕地的空间相关分析及热点分析探测,弥补了以往耕地变化研究重视数量分析而忽略空间关联性的缺陷,为全面认识我国建设用地占用耕地的空间分布特征,科学合理地制定区域耕地保护政策提供帮助。     

安徽省17地市旅游开发的空间关联分析

从空间关联的视角出发,运用空间统计分析方法对安徽省17个地市旅游开发的空间关联度进行数据分析.选取2009年安徽省17个地市人均旅游收入为观测值,通过计算全局空间自相关指数(Global Moran's I),发现其旅游开发在整体上存在着显著的空间自相关.进一步计算各地市的局部空间自相关指数(Local Moran's...     

基于GIS的江苏省蔬菜种植土地适宜性评价及其空间异质性分析

[目的]评价江苏省各区域蔬菜种植土地适宜性,分析其空间异质性,为优化省域范围蔬菜种植布局提供决策依据.[方法]在建立蔬菜种植土地适宜性评价指标体系的基础上,基于地理信息系统(GIS)和层次分析法,采用多因子加权叠加法评价江苏省蔬菜种植土地适宜性,并对评价结果进行全局、局部空间自相关分析及热点分析.[结果]江苏省各区域蔬菜种植土地适宜性评分高值区集中在太湖农区、里下河农区的部分地区,评分低值区主要分布在徐淮农区、沿海农区及沿江农区的部分地区.高度适宜、适宜、勉强适宜、不适宜等级的地块分别占地块面积的9.79%、56.07%、32.00%、2.13%.全局空间自相关分析表明,江苏省蔬菜种植土地适宜性相似的地区趋于空间集聚;局部空间自相关分析将聚类区域分为3类不同区域.热点分析表明,适宜种植蔬菜的热点区域分布在里下河农区和太湖农区部分地区,不适宜种植蔬菜的冷点区域分布在徐淮农区和沿海农区的部分地区.[建议]应进一步提升蔬菜种植决策的科技含量,加强农业区划研究及蔬菜产业经济研究的深度与广度.     

不同空间尺度下西南高原山地基本农田质量景观格局分析

【目的】对景观格局特征和空间差异进行定量研究,为基本农田科学布局优化及国土空间规划提 供依据。【方法】以典型西南山地云南省基本农田数据为基础,在综合考虑省域和市域不同空间尺度基础上, 结合基本农田质量、坡度和地类综合分析,将景观生态理论方法与 GIS 空间统计分析方法相结合。【结果】德 宏州耕地质量等级最高为 8.49、怒江州最低为 11.70,耕地类型组合数最高为 5;省级尺下度景观分布基本农田 整体分布细碎,市级尺度下多样性指数以德宏地区最高为 2.0612、怒江州最低为 0.6215,结合优势度、均匀度 和集中度指数,德宏、西双版纳、大理、玉溪等地基本农田质量较高、分布多样性较高、分布均匀;省级尺度 下基本农田景观格局指数和耕地质量的全局 Moran''s I 指数值分别为 0.2052、0.0310,基本农田面积比值的全局 Moran''s I 指数为 0.6046,市级尺度下 Moran''s I 指数最高的为曲靖市 0.8145、最低为昭通市 0.3541。【结论】西 南高原山地基本农田景观格局总体分布细碎,质量等别差距大且高质量基本农田较少;在省级尺度下基本农田 质量关联性弱,在市级尺度下基本农田质量则存在较强的空间自相关性;基本农田局部空间自相关聚类类型分 布与核密度分布相近,核密度值较高的地区空间关系呈正相关,核密度稀疏的低值区空间关系呈负相关。     

基于GIS的农田土壤重金属空间分布研究——以山东省泰安市为例

以山东省泰安市为例,研究其农田土壤中重金属的含量与分布状况。采用ArcGIS中地统计分析模块研究土壤中重金属分布的空间变异性,应用Kriging方法进行空间插值作图。结果表明:研究区土壤中的重金属含量除Pb外均已超出当地背景值,土壤重金属含量的变异系数较大的是Ni和Zn,其余重金属变异系数相对集中。空间分布上,Cu的空间相关性较强,Cr、Zn、Ni、Pb和Cr居中,而Hg较弱。插值结果显示,土壤中Cd污染由西向东加重的趋势,高含量区主要集中在东部的新泰市,Pb的污染范围比较广,Cu的含量由东向西逐渐增加,高含量区主要是新泰市,Cr的分布为西部和东部高而中部较低,即高含量区具体到新泰市和东平县,Zn和Ni的高含量区主要集中在东部的新泰市,Hg的分布趋势是由北向南逐渐增加,高含量区集中在南部的宁阳县。     

基于探索性空间数据分析的贵州省耕地质量空间差异

为贵州耕地质量空间分布的合理判断及耕地质量保护提供科学依据,依托GIS空间分析技术,基于贵州省1989—2010年耕地数据,应用探索性空间数据分析(ESDA)方法对全省耕地质量进行空间全局和局域Global Moran’s I分析,以探明全省耕地质量空间差异分布规律及特征。结果表明:通过全局空间自相关分析,贵州省总体上在1989—2010年优等地表现出较为显著的空间差异,高等地、中等地和低等地的空间差异较小;通过局域空间自相关分析,贵州省大部分区县耕地质量都表现为正的空间相关性,HH类型在毕节地区和遵义地区表现最为活跃,HL类型表现不显著,毕节的优等地及贵阳、贵定、凯里的高等地有此类型;LH类型分布较广且比较分散,主要分布于六盘水等地区,贵州的东部、中部、东北方向、东南方向及西南方向有此类型,全省耕地质量在局域空间自相关上存在一定的空间差异性。     

诸暨浬浦铜矿区土壤重金属空间变异分析

利用地统计学分析方法和GIS技术对浙江省诸暨市潭浦铜矿区4号坑道附近土壤6种重金属含量空间变异性进行了研究.结果表明,Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni含量服从对数正态分布,Pb、As、Cu、Zn和Ni含量伴随污染最多,相关性高;Cr含量则主要受成土因素影响;采用Kriging内插法对未测点重金属进行最优估计,所绘制的Kriging插值图反映了受污染及地质因素影响,研究区内土壤重金属具有明显的空间分布规律;基于GIS的地统计分析方法可以较好地反映矿区重金属污染的空间变异特征.     

湛江市郊蔬菜地土壤重金属空间分布特征及来源分析

[目的]探究湛江市郊蔬菜地土壤重金属污染现状及来源,为农产品安全生产提供参考依据.[方法]测定广东省湛江市郊麻章区、赤砍区和霞山区蔬菜地29个土壤样品的As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Ni和Zn 8种重金属含量,并分析其空间分布特征,对研究区污染情况进行单因子污染指数、内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数法综合评价,结合相关性分析和主成分分析探讨其重金属来源.[结果]湛江市郊蔬菜地8种重金属元素含量平均值均未超过国家土壤环境质量二级标准限值,但个别样点的Cd、Hg、Cu和Zn等元素含量超标;除As外,其余重金属元素含量平均值均超过广东省砖红壤背景值;且含量空间差异较明显,高值区多出现在霞山区.研究区蔬菜地土壤重金属综合污染指数为安全等级,但逼近警戒值0.7;土壤重金属为强潜在生态风险.土壤中Pb、Cu、Cr、Ni、Cd和Zn间具有强相关性,主成分累积贡献率达60.045%,反映这些重金属元素可能具有相近或相同的污染来源;As与Hg间相关性极显著(P<0.01),但与其他元素相关性不明显,主成分方差贡献率为22.064%,说明这两种重金属元素具有同源性.[结论]湛江市郊蔬菜地重金属污染属于安全范围,但存在强潜在生态风险,主要受工业生产、农药化肥和生活排污的影响.     

宿州市城区环城河两侧土壤重金属含量及空间分布特征

以宿州市环城河两侧土壤为研究对象,考虑到环城河两侧环境的不同,在河流两岸各布置18个采样点,共36个采样点,分析Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Hg、As共8种重金属元素的含量及空间分布特征.结果表明:Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、Hg、As平均含量分别为34.27、27.32、66.07、5.73、30.18、51.99、0.34、16.81mg/kg,其中Cd和Hg超出国家土壤环境质量一级标准,Cu超过了宿州土壤背景值,除Zn外,其余元素均超过安徽省土壤背景值;从河流沿岸土壤重金属含量空间分布特征来看,Cu、Cd、Ni、Cr、Hg这5种重金属元素含量为北侧高、南侧低,Pb、Zn、As这3种重金属元素含量则为北侧低、南侧高,表明重金属含量分布与环境绿化间存在一定关联.     

酸性土壤重金属含量的相关分析与修复——以湖南壶瓶山自然保护区为例

为了掌握酸性土壤中重金属的影响因素及其相关性,以湖南壶瓶山自然保护区土壤为研究对象,对Cd、As、Pb、Zn、Cu、Cr、Ni和Hg等8种重金属进行了野外调查和实验室监测分析.结果表明:均受到Cd、As、Pb、Zn、Cu、Ni轻污染,重金属污染程度由高到低依次为As＞ Ni ＞Pb＞ Cu ＞Cd、Zn＞ Cr＞ Hg,空间分布不均匀程度由大到小依次为Cd＞ As ＞Pb＞ Zn＞ Cu＞ Cr＞ Ni＞ Hg; Cd的含量与pH值呈正相关性;As的含量与F的含量呈正相关性,Cr、Hg的含量与F的含量呈负相关性;Cr、Cd的含量与海拔高度呈正相关性;Cu与As、Cu与Ni、Hg与Cr呈正相关性,Zn与Pb、As与Ni呈负相关性.     

基于GIS的重庆市经济空间差异的ESDA分析

基于GIS技术,运用探索性空间数据分析(ESDA)全局和局部自相关分析方法,以重庆市1997-2007年区县人均GDP数据为基础,对重庆市区县经济总体和局部空间差异的变化趋势、特征以及成因进行了分析.结果表明:重庆市区县经济空间差异无论是总体上还是局部上都呈缩小的趋势,说明重庆市的经济协调发展出现区域空间分异现象.     

武汉钢铁公司周边地区土壤和蔬菜重金属含量分析

以武汉钢铁公司周边地区为研究区,对采集的23个土壤样品和8个蔬菜样本中重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni)含量及土壤性质进行测定分析,结果表明:4个采样区(S1、S2、S3和S4)土壤受Cd污染严重,单项污染指数分别为4.66、2.75、6.60、3.20;4个采样区Pb、Cr、Ni的几何均值都低于湖北省土壤元素背景值;土壤Cu、Zn略有积累;4个采样区的综合污染指数分别为3.37、2.01、4.77、2.32,达到了中污染或重污染程度;研究区的Cu、Zn、Pb两两之间及Ni与Cd之间具有显著或极显著的相关性;土壤Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Ni与土壤有机质及粘粒含量也存在相关性;以有机质和粘粒为控制变量,S4的阳离子交换量(cation exchange capacity,CEC)与Cu、Zn偏相关性显著;对样本进行Q型聚类分析:聚类Ⅰ主要包括S1与S4的部分样本,污染程度最低;聚类Ⅳ由S2部分样本组成,污染程度最高;聚类Ⅱ和Ⅲ包括S3及部分S4的样本,污染程度中等。     

基于空间自回归和地理加权回归模型的不同尺度下土地利用程度研究

以谷城县2009年土地利用现状为研究对象,在分析不同尺度土地利用程度及其驱动因子空间自相关的基础上,分别从全局和局部的角度考虑,建立空间自回归模型和地理加权回归模型。结果表明:该区土地利用程度及其驱动因子都存在一定的空间自相关性,并且具有尺度效应;空间自回归模型可以对各因子进行全局的参数估计,而地理加权回归模型可以给出局部模型的拟合度及驱动因子的参数估计,同时不同尺度地理加权回归模型对地理信息反映详略有一定的影响。