基于地理探测器和多源数据的耕地土壤重金属来源驱动因子及其交互作用识别

作者：张宏泽; 崔文刚^*; 刘绥华; 崔瀚文; 黄月美

来源：环境科学, 2023, 44(04): 2177-2191.

DOI：10.13227/j.hjkx.202205201

• 耕地土壤
• 重金属
• 多源数据
• 地理探测器
• 驱动因子
• 可塑性面积单元问题

明确耕地土壤重金属来源对土壤健康合理管护及其可持续发展至关重要.利用正定矩阵因子分解(PMF)模型源解析结果(源成分谱和源贡献)、历史调查数据和时序遥感数据，整合地理探测器(GD)、最佳参数地理探测器(OPGD)、空间关联探测器(SPADE)和空间关联交互探测器(IDSA)模型，探讨了土壤重金属来源空间分层异质性研究中可塑性面积单元问题(MAUP),分别识别了分类变量和连续变量中控制土壤重金属来源空间分异的驱动因子及其交互作用.结果表明，中小尺度下土壤重金属来源的空间分异性研究受空间尺度影响，0.08 km2能够作为区域土壤重金属来源空间分异性探测的可选空间单元.连续变量受空间相关性与离散化水平影响，分位数法和中断数为10的离散化参数组合能够减少连续变量在土壤重金属来源空间分异性探测中所受分区效应的影响.分类变量中地层(PD 0.12～0.48)控制土壤重金属来源空间分异，地层和流域的交互作用对各来源解释力为27.28%～60.61%,各来源的高风险区域分别分布在地层中的下震旦系、上白垩系、土地利用中采矿用地和土壤种类中典型强淋溶土区域.连续变量中人口(PSD 0.40～0.82)控制土壤重金属来源空间分异，连续变量的空间组合对各来源解释力为61.77%～78.46%,各来源的高风险区域分别分布在蒸腾量(41.2～43 kg·m-2)、距河流距离(315～398 m)、增强型植被指数(0.796～0.995)和距河流距离(499～605 m)区域.研究结果为耕地土壤重金属来源驱动因子及其交互作用的相关研究提供参考，为喀斯特地区耕地土壤健康合理管护及其可持续发展提供重要的科学依据.

• 单位
  贵州师范大学