土壤并非一个均匀质体，而是一个时空连续的变异体，具有高度的空间异质性。土壤重金属等元素空间变异的研究，对于判断土壤环境质量状况，明确污染物的布局和空间变异，预测土壤环境质量的变化趋势以及强化相应的管理等具有重要意义。本文以合肥地区大兴、义城、梁园三个典型中心城镇为例，选取土壤中As、Cd、Hg、Pb、Cu、Zn六种重金属元素及N、P、K元素，在地理信息系统（GIS）的支持下，采用克里格和多维分形克里格插值法研究了土壤元素的空间变异；分析了土壤空间变异的影响因素；探讨了多维分形克里格法在土壤空间变异研究在中的应用；同时采用反距离法和径向基函数法对研究区土壤Cd、Hg元素进行插值分析，对比插值结果的变化。研究结果表明，大兴地区土壤元素空间变异规律为：块金值与基台值的比值[C₀/（C₀+C）】Cu＜Zn＜N＜As＜Cd＜Hg＜K＜P＜Pb，9种元素的块金值与基台值的比值均在25％～75％之间，属于中等程度的空间相关。对变程大小的比较表明，土壤各元素空间自相关范围（空间尺度）除Cd、Pb、Zn相同外，其余均不相同，N＞As＞K＞P＞Hg＞Cd=Pb=Zn＞Cu。义城地区土壤元素空间变异规律为：块金值与基台值的比值[C₀/（C₀+C）]Cu＜Zn＜K＜Pb＜N＜Hg＜As＜P＜Cd，9种元素的块金值与基台值的比值均在25％～75％之间，属于中等程度的空间相关。对变程大小的比较表明，土壤各元素空间自相关范围（空间尺度）：Cd＞Zn＞Pb=N＞P＞K>As=Hg=Cu。梁园地区土壤元素空间变异规律为：块金值与基台值的比值[C₀/（C₀+C）]Hg＜Pb＜P＜Cd＜As＜Cu＜N＜K＜Zn，As、Cd、Cu、Zn、N、P、K元素的块金值与基台值的比值大于75％，属于空间弱相关，Hg、Pb属于中等程度的空间相关。对变程大小的比较表明，土壤各元素空间自相关范围（空间尺度）：As＞Cd＞Cu=N=K＞P＞Zn＞Hg＞Pb。大兴地区土壤中元素的富集污染与工业活动密切相关。工矿企业（主要包括合肥钢铁总厂、合钢二厂炼钢车间、合钢焦化厂、安徽锦邦化工有限公司、安徽氯碱化工厂等）可能是造成大兴地区土壤Cd、Hg、As、Pb、Cu、Zn、N、P、K异常的主要原因。义城地区第四自来水厂附近土壤中Hg、Cd、As、Pb、Cu、Zn、N、P、K高值异常可能与第四自来水厂排污有关。义城地区广泛分布的养殖厂对土壤元素的富集可能有重要影响。梁园地区土壤中的As、Cd、N、K高值区分布较为分散，可能与施肥、灌溉等农业活动有关；Hg、Pb、Cu、Zn、P元素的高值主要集中在梁园镇附近。可见梁园的污染可能与城镇区活动有关，农业污染相对较轻。与克里格法相比，多维分形克里格方法合理地强化了局部区域的估值结果，可以较好的表达土壤元素空间分布的局部奇异性，比克里格插值保留了更多的高频信息，对于识别局部的异常更加有效。多维分形方法可以应用于研究土壤元素的空间变异。插值方法的选择是数据类型和计算效率的平衡，任何方法都不是绝对唯一的。不同的内插方法生成的结果可能大相径庭，它受采样点密度、点数据取值或者变化范围、地表的复杂程度等影响。