农用地土壤重金属空间变异及合理采样数确定

［目的］通过对土壤重金属含量的空间分布和和合理采样数量研究，可为农用地土壤环境质量调查提供帮助。［方法］在江苏省宜兴市农用地共布设1 139个采样点，测定了土壤重金属As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的含量，利用经典统计法和地统计分析对土壤重金属的空间变异性进行了研究，并采用克里格法（Kriging）确定土壤重金属合理采样数目，相比于普通克里格法（Ordinary Kriging），协克里格法（Co-Kriging）插值利用与目标变量相关性较好的辅助变量，可以更合理地确定采样数量。［结果］县域尺度研究区土壤中6种重金属元素空间变异系数范围为3066％～12537％，其变异系数由大至小为Cd>Cu>Hg>Pb>Zn>As，且这些土壤重金属均在一定范围内存在中等空间自相关，空间相关距排列为Cu=Pb>Cd>As>Hg>Zn； 6种土壤重金属与Fe2O3、OM间相关性极显著，且土壤Zn和Cd与土壤pH间相关性极显著，以此作为协同克里格插值的基础。为保证土壤重金属协同克里格的插值精度，土壤Cd的合理的采样点数量应该在1 139个以上，土壤As、Cu、Hg、Pb、Zn可减少至1 025个。［结论］研究可为县域尺度农用地土壤重金属空间变异和采样调查研究提供参考，为制定农用地重金属防治决策提供科学依据。     

南方丘陵区土壤有机质空间插值模型及采样点密度对农用地分等精度的影响——以福建省龙海市为例

研究目的:分析南方丘陵区土壤有机质的采样点密度和空间插值模型对农用地分等精度的影响。研究方法:以福建龙海市为研究区,对设计的8种格网密度和6种结合不同类型信息的插值模型所得农用地分等结果进行比较研究。研究结果:(1)结合不同类型信息的克里格空间插值模型对于土壤有机质含量及农用地分等成果(自然质量等)具有显著差异,土壤有机质含量和农用地分等成果的精度与格网密度呈正相关。其中结合地貌和土壤信息的空间插值方法(KDMTR)对于农用地分等成果有最好的预测效果;(2)如果仅需考虑获取较高精度的土壤有机质含量信息时,按2 km×2 km的样点密度并结合KDMTR法进行空间插值,为最高效的样点布设和数据处理方式;(3)在开展县级农用地分等时,如果仅需考虑获取农用地分等结果时,土壤采样点密度对农用地分等精度影响较小,但结合不同类型信息的空间插值方法对农用地分等成果精度影响显著。采用KDMTR法并按3.5 km×3.5 km的格网密度布设土壤调查样点,为最高效的样点布设和空间插值模型。研究结论:南方丘陵区在开展县级农用地分等工作时,采用的空间插值模型对农用地分等成果的精度产生显著影响而土壤采样点布设的格网密度对农用地分等成果的精度影响较小。     

基于CNKI的中国土壤性状空间分布研究进展

基于CNKI 1990年1月1日至2022年1月1日关于“中国土壤性状空间分布”的4 207篇文献,以Bibexcel、Ucinet 6、Netdraw、SPSS等为数据分析和可视化工具,采用文献计量法,对中国土壤性状空间分布的发文量、高频关键词、研究主题及研究方法、研究对象及研究区域等内容进行系统分析。结果表明,（1）中国土壤性状空间分布的研究可划分为：1990-1999年平稳阶段,2000-2014年快速发展阶段,2015-2022年波动阶段。（2）从“空间分布”“空间变异”“土壤重金属”“污染评价”“影响因素”等高频关键词看,土壤重金属含量空间分布及影响因素、土壤重金属污染评价既是目前的研究主题,也是未来关注的热门话题。（3）从“空间分布”“地学统计”“空间分异”“GIS”等高频关键词看,基于地统计学和GIS技术支持的空间插值法是中国土壤性状空间分布研究的常用方法。（4）中国土壤性状空间分布研究的主要对象为农地土壤、城市土壤和黑土,研究区域主要集中在黄土高原、黄河三角洲和青藏高原。     

重金属污染农用地风险分区与管控研究

[目的]评价重金属污染农用地的风险等级,对重金属污染农用地的风险分区进行划定,建立农用地重金属污染风险分区分级以及风险控制区划方法,提出不同风险分区的管控对策。[方法]采用单因子指数法对重金属污染农用地土壤与农作物污染等级进行评价,构建农用地重金属风险控制区划方法体系。[结果]利用目前已有的土壤和农作物重金属污染评价标准,可以将土壤与农作物污染等级划分为清洁、尚清洁、轻度污染、中度污染和重度污染5种类型,根据其污染风险等级,按照安全与基本安全保护区、低风险监控区、中风险预警区和高风险限制区对其进行管控利用。[结论]将农用地土壤与农作物重金属污染评价有机结合,确定土壤与农作物不同污染程度下农用地的风险等级,可以对重金属污染农用地实现有效安全利用分区与管控,为国家分级分类管控治理农用地提供理论依据。     

镉超标耕地的安全利用评价与优化配置方案

[目的]提出分不同pH、不同地类对重金属超标耕地安全利用评价思路,并以A镇为例探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[方法]文章选用单因子污染指数评价法,分不同pH值、水田、旱地、菜地对重金属镉超标耕地进行安全利用评价,采用反距离加权插值法得到整个研究区镉含量空间分布图。基于安全利用评价结果及其空间分布特征,分不同pH值探讨了以地类转换、作物调整、园艺措施或其他适当的修复措施以及农用地转为非农用地等措施为途径的优化配置方案。[结果]通过进一步分析评价结果空间分布特征发现A镇土壤大部分无污染,其中镉严重污染的水田土壤面积大于旱地土壤面积,空间分布主要受当地人为活动影响。[结论]优化配置方案有效降低了镉超标耕地的相对污染程度和重金属对农产品安全的影响程度。     

江苏省农用地产能核算实证研究

在江苏省农用地分等成果更新的基础上,通过指定作物样本调查与统计分析,建立了各二级指标区内分等单元的理论单产与可实现单产模型.分析了江苏省理论产能、可实现产能与实际产能的空间分布情况,并运用克里金插值方法建立了农用地单产与产能的空间分异规律.研究表明,江苏省理论单产、可实现单产与实际单产分布具有较大差异,农用地数量是影响农用地产能的最主要因素.该研究对基本农田划定和耕地质量保护具有重要指导意义.     

黄河三角洲典型区土壤盐分空间分布预测方法研究

[目的]正确评估土壤盐渍化状况,掌握土壤盐分空间分布规律,是合理开发利用盐渍化土壤资源的基础和前提。[方法]文章选取黄河三角洲典型地区垦利县作为采样区,利用4种确定性方法 (全局多项式、局部多项式、反距离加权、径向基函数)和3种地统计不确定性方法 (普通克里格、简单克里格、协同克里格),分别对研究区进行土壤含盐量的空间分布特性估计,从误差和空间分布特点上对比分析不同方法的预测效果,并明确了研究区土壤盐分的空间分布特征。[结果]地统计不确定性插值方法的精度整体上优于确定性方法,简单克里格预测后的空间表达和误差精度均属最优。基于最优的空间预测方法,黄河三角洲土壤盐分目前在空间上整体呈现出东部高于西部的趋势,且部分区域存在斑块状现象。非盐渍化、轻度盐渍化、中度盐渍化、重度盐渍化和盐土面积分别占研究区总面积的2.54%、27.14%、43.70%、21.21%和5.41%。[结论]在土壤属性变异强度大的时候,采用简单克里格效果会更好。     

基于Kriging插值的农用地样点地价空间模拟分析——以河北省深泽县为例

在传统农用地样点地价评价方法基础上,尝试运用 ArcGIS的Geostastical Analyst模块,对深泽县农用地样点地价进行探索性空间数据分析,采用Kriging空间插值法对样点地价空间分布模拟分析,插值结果通过相关性检验.空间分布模拟为农用地地价空间结构与分布研究提供了一个直观的、可视化的分析手段,由于其实用性和可操作性较强.町以为我国农用地估价研究提供新的思路和方法.     

基于熵权的模糊物元模型在农用地土壤健康评价中的应用

研究目的:综合评价区域农用地土壤健康状况,为区域农用地土壤的可持续管理与利用提供依据.研究方法:熵值理论与模糊物元建模相结合,建立基于熵权的农用地土壤健康评价模糊物元模型.研究结论:上海市各区县农用地土壤健康状况总体呈现出远郊优于近郊的趋势,重金属含量各区县欧氏贴近度均在0.9以上;污染程度总体较轻,清洁度良好;有机污染物含量各区县差异较大;市农用地土壤养分总体保持较好.     

基于土壤生态环境的县域基本农田保护区划 --—以浙江省嘉善县为例

通过嘉善县表层土壤采样分析,取得了0.5km×0.5km网格密度的土壤元素数据,依据绿色食品产地土壤环境质量标准、农用地肥力分级标准、土地富硒标准、灌溉水水质标准,评价土壤生态环境质量.综合各评价成果,结合土壤重金属累积及酸化速率,依据嘉善县基本农田约束性保护指标,应用GIS划定该县基本农田保护区.     

基于GIS分析的城市商业基准地价空间演变规律研究——以娄底市市区为例

研究目的：借助GIS分析方法对多时点商业基准地价空间变化开展研究，揭示区域城市商业地价空间变化特征与基本规律，探索变化规律的原因。研究方法：IDW空间插值，主成分分析法，回归分析法。研究结论：（1）上升幅度区区段与其所在的商业用地级别基本呈正比，高幅度区在城区中心，商业地价变动幅度与距市中心距离高度敏感；（2）在商业地价的变化影响因素中，经济发展与产业结构调整起主要作用；（3）商业地价总体呈上涨的趋势，多中心商业格局趋势会加强，但不同区域各具特点。     

哈尔滨市北郊菜地土壤重金属污染研究

以哈尔滨市北郊菜地土壤为研究对象,经过野外调查和室内分析对土壤的理化性质,重金属的含量及空间分异性以及土壤理化性质与土壤重金属之间的相关性进行研究;采用单因子和综合因子指数法对土壤中重金属的污染现状进行评价;结果表明,哈尔滨市北郊菜地土壤重金属污染的主要贡献因子是Cd;哈尔滨市北郊菜地土壤为轻污染;土壤对Cr,Cd和Ni的吸附容量取决于土壤颗粒的组成状况;Cu,Zn,Ni和Cr和土壤理化性质间存在相关性;重金属元素间存在相关性,说明它们的来源可能相同;造成这一结果的原因是受人类活动的影响。     

谷物中重金属离子迁移及其污染消控研究进展

针对谷物中重金属不同时间和空间的含量及分布特征,重金属的来源解析和主要形态的分析,以及在种植、加工和食用等过程中造成重金属的污染、迁移和消降等问题进行了科学分析与综述.并从土壤改良、作物品种改良与耕作改革到谷物的收、加、储及食用等一条龙式的全程消控方法及策略等作了详尽讨论与分析.最后就谷物中重金属污染的研究进行了简要的展望与建议.     

生态脆弱区土地利用多功能空间格局特征及影响因素分析

研究目的:研究生态脆弱区的土地利用多功能对优化国土空间格局、开展国土绿化行动和建设美丽中国具有重要的现实意义.研究方法:以云南省南涧彝族自治县80个行政村为评价单元,运用多边形综合图示法、探索性空间数据分析和地理探测器等方法,系统分析2017年土地利用多功能空间格局特征和影响因素.研究结果:(1)南涧彝族自治县土地利用多功能水平整体性较低,行政村的差距较大,子功能协调发展有待加强,空间极化现象明显;(2)土地利用多功能空间分异明显,多功能空间分布呈现"一主多副"的多核空间分布结构,子功能空间分布呈现不同的形态特征;(3)土地利用多功能空间分异的影响因素主要以社会经济因素和区域政策为主,其中政府资金投入、政策性贷款和劳动技能培训率是其主导因素.研究结论:生态脆弱区应重点关注社会经济因素和区域政策因素,发挥财政资金和信贷资金的作用,加强劳动技能培训,提高土地利用多功能水平.     

土壤污染对人体健康的影响

土壤是人类赖以生存的基础,随着人口的增加和经济持续快速的发展,土壤受到前所未有的污染,直接影响人体健康,研究土壤对人体健康的影响成为紧迫课题.土壤中的有机物、重金属、病原体以及放射性核素等污染物对人体健康存在影响,考虑到不同的土壤类型及人体与土壤的直接接触方式（如食入、吸入和皮肤接触等）和间接接触方式（大气、水体与食物特性等）等影响因素,综述了土壤环境质量评价体系和土壤修复技术,并针对土壤对人体健康的影响提出了相关预防措施.     

基于多重分形的城市地价场构建方法研究

研究目的：基于常规插值方法不可避免造成对数据的平滑,未能客观反映局部地价奇异信息的现状,探索运用多重分形模型构建城市地价标量场,为研究地价空间分布规律提供新的方法借鉴。研究方法：多重分形插值模型。研究结果：（1）城市地价数据主体部分服从近似对数正态分布,两端数据显著偏离对数正态分布,这是有效应用多重分形方法构建城市地价场的前提;（2）插值结果不仅有效地表达了研究区住宅地价空间分布,而且能够很好地度量地价的奇异性分布特征。研究结论：多重分形插值模型弥补了滑动平均方法构建城市地价场的不足,能有效突出地价局部奇异信息,可为社会经济领域类似数据空间场构建提供参考。     

咸阳城区表层土壤重金属污染特征及生态健康风险评价

在咸阳市区采集表层土壤样品60个,包括交通主干道路两侧、城市公园、住宅小区、工矿企业周边区域4类典型功能区。采用原子吸收分光光度法测定土壤样品中Cr(铬)、Cu(铜)、Ni(镍)、Pb(铅)、Zn(锌)5种重金属的含量,运用污染指数评价法、潜在生态风险指数法对土壤重金属的污染现状及风险进行评价。结果表明:(1)咸阳市土壤中Cr、Cu、Ni、Pb、Zn 5种重金属的平均含量分别为65.11、26.91、29.81、38.26、90.94mg/kg,均超过陕西省土壤重金属元素背景值;不同城市功能区土壤重金属含量水平具有明显的差异。(2)从土壤重金属单因子污染指数来看,除重金属Pb在城市公园为中度污染外,其余元素在不同功能区及整个咸阳市均为轻度污染;从土壤重金属综合污染指数来看,不论是咸阳市还是不同功能区,其土壤环境质量等级均属于轻污染。(3)不论是综合潜在生态风险还是单个重金属元素潜在生态风险,咸阳市及不同功能区都属于低生态风险水平,且重金属Pb对综合潜在生态风险的贡献率最大(37.56%)。(4)5种重金属(Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)对儿童和成人的非致癌风险均很小;人体(儿童和成人)暴露土壤中,Ni的综合致癌风险在可接受范围内,但明显高于下限值,而Cr的综合致癌风险则是显著的;人体(儿童和成人)暴露土壤重金属而产生的非致癌风险和致癌风险的主要途径是直接摄入和皮肤接触。