[发明专利]一种土壤铬含量与土地利用类型空间相关性的分析方法

说明书

本发明公开了一种土壤铬含量与土地利用类型空间相关性的分析方法，其步骤为：在分布图的研究区域上布置点位，监测每个点位上的土壤重金属铬含量数据；通过GIS空间数据插值得到研究区域土壤重金属铬含量的空间分布栅格图；以网格布点，获取网格节点；读取土地利用类型和土壤铬含量数值；计算土壤铬含量分布熵和土地利用类型分布熵以及联合分布熵；计算土壤铬含量和土地利用类型的相关系数；确定研究区域土壤铬含量和土地利用类型之间相关性。本发明在定性变量和定量变量之间建立了定量的空间相关性分析，分析结果可定量揭示土地利用类型对土壤铬含量分布的影响大小，可为区域重金属污染防治方案和治理决策提供参考，免于经验决策的盲目性。

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种土壤铬含量与土地利用类型空间相关性的分析方法。

背景技术

随着矿产资源的不合理开发与利用、化肥农药的大量施用、工业化和城镇化的迅速发展，土壤污染日益严重。

重金属是严重危害生态安全的土壤环境污染物之一，它们能够改变土壤化学组成，直接或间接破坏土壤的生态结构，其在土壤中的累积和迁移不仅影响动植物生长发育与农产品质量安全，而且可通过食物链直接危害人类健康。土壤中的铬(Cr)元素是典型的有毒有害重金属元素，其在土壤中的含量与自然条件和人类活动有着密切的联系。土壤本身就含有一定量的Cr，不同的母质、成土过程会影响土壤Cr元素的含量，这是土壤Cr元素的背景含量。而人类活动如工业生产过程会向环境中排放含Cr的废水、废气、废渣，农业生产过程中向农田施用含Cr农药和化肥，从而导致土壤中Cr含量的增加。关于土壤重金属污染的空间分布与评价是当今国内外学者及管理部门关注的重点，它能够对区域土壤重金属污染情况有总体掌握，为防治决策提供参考。进一步而言，土壤重金属污染的空间分布情况受什么因素影响呢？有研究发现城市区域土壤表层重金属污染的空间格局与人口密度特征、环境要素、交通条件、产业结构与布局、土地利用等内外部约束因素的空间分异特征密切相关。关于区域土壤中重金属元素的自然背景值已有定量化的调查结果，但人类活动是如何影响土壤重金属污染的，对于二者之间的关系很少有定量化的研究，其难点在于人类活动难以定量化表征。

所以，需要一个新的技术方案来解决这个问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种土壤铬含量与土地利用类型空间相关性的分析方法，从定性上，研究区域内土壤重金属铬含量的空间分布；从定量上，得到土壤铬含量与土地利用类型的空间相关系数。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种土壤铬含量与土地利用类型空间相关性的分析方法，包括如下步骤：

S1：获取用于研究区域土地利用类型的分布图；

S2：在分布图的研究区域上布置p₁个点位，监测每个点位上的土壤重金属铬含量数据；

S3：基于步骤S2的测量数据，通过GIS空间数据插值得到研究区域土壤重金属铬含量的空间分布栅格图；

S4：考虑到研究区域的面积及土地利用斑块的大小，以网格布点，共获取p₂个网格节点，其中p₂＞＞p₁；

S5：基于步骤S1中的分布图及步骤S3中得到的空间分布栅格图，读取步骤S4中 p₂个网格节点处对应的土地利用类型和土壤铬含量数值；

S6：基于步骤S5读取的土地利用类型和土壤铬含量数值，计算土壤铬含量分布熵和土地利用类型分布熵；

S7：确定土壤铬含量和土地利用类型的联合分布熵；

S8：计算土壤铬含量和土地利用类型的相关系数K；

S9：根据相关系数K确定研究区域土壤铬含量和土地利用类型之间相关性的大小。