基于監(jiān)測斷面空間聚類的中國枯水期水質(zhì)污染區(qū)域格局

葉志祥，洪 松*，何 超，楊 璐，易嘉慧，柯碧欽，田 雅，王 艷

1. 武漢大學資源與環(huán)境科學學院，地理信息系統(tǒng)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430079

2. 油氣地球化學與環(huán)境湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430100

3. 長江大學資源與環(huán)境學院，湖北 武漢 430100

環(huán)境要素空間規(guī)律的研究對國家政策制定、人類生產(chǎn)生活等具有重要意義[1-2]，其在大氣和傳染病領(lǐng)域發(fā)展最為迅速[3]，在地表水環(huán)境領(lǐng)域研究相對較少. 為應(yīng)對日趨嚴峻的地表水污染形勢，原國家環(huán)境保護總局自1999年9月開始在我國部分主要流域開展地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站建設(shè)的試點工作，建立了10個水質(zhì)自動監(jiān)測站，后在試點的基礎(chǔ)上，自2000年9月開始，陸續(xù)在十大流域的重點斷面和浙閩河流、西南諸河、內(nèi)陸諸河、大型湖庫及國界出入境河流增設(shè)地表水水質(zhì)監(jiān)測站[4-5]，截至目前，全國共設(shè)立了3 537個水質(zhì)監(jiān)測斷面，包括河流斷面3 204個，湖庫點位333個. 監(jiān)測斷面的設(shè)立在跨界污染糾紛、污染事故預(yù)警、重點工程項目環(huán)境影響評價和保障公共安全用水方面發(fā)揮了重要作用，但也帶來了不可忽視的社會成本. 如何在防控地表水污染的同時盡量減少社會成本已經(jīng)逐漸引起各方的重視，環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟成本需要統(tǒng)籌考慮，因此，精細化管理將成為未來污染防治的重要發(fā)展方向[6].

2003年原國家環(huán)境保護總局印發(fā)《關(guān)于新建和調(diào)整重點流域環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)的通知》，新建和重新調(diào)整了國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng). 2009年7月1日，原環(huán)境保護部正式向社會公開發(fā)布國家地表水水質(zhì)自動監(jiān)測站的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)[7]，為公眾提供了了解自身所處地表水環(huán)境的窗口. 但是，由于各監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)相互獨立以及自動監(jiān)測站可能存在的數(shù)據(jù)監(jiān)測異常，數(shù)據(jù)孤島的現(xiàn)象逐漸暴露出來，極大地阻礙了科研工作者對地表水質(zhì)數(shù)據(jù)的綜合分析與利用[8]. 2021年1月，中國環(huán)境監(jiān)測總站發(fā)布國家地表水融合數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)修正了實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的異常值，為地表水的水質(zhì)空間規(guī)律研究提供了優(yōu)良的數(shù)據(jù)支撐.

目前，國內(nèi)外對于地表水的研究主要集中在地表水污染特征的揭示[9-10]、污染物來源的解析[11-12]、生態(tài)風險的評價[13-15]和地表水水化學特征的探討[16-18]等方面，對地表水污染區(qū)域的研究相對缺乏[19-22]且存在局限性. 如白璐等[23]研究了黃河流域的水污染排放特征且分析了其污染集聚格局，鄒蘭等[24]研究了烏倫古湖的水質(zhì)空間分布特征，這均局限于小流域而未對其他地表水流域進行分析. 地表水管理同樣受制于當前地表水污染區(qū)域研究的局限，多停留于離散的分析[25-26]. 如何脫離行政區(qū)域和湖庫界線的限制，連續(xù)、全面地識別我國地表水污染區(qū)域?qū)τ诋斍暗牡乇硭芾砗驼叩闹贫ň哂兄匾饬x[27-28].

該研究以我國七大流域的地表水為對象，基于我國31個省(自治區(qū)、直轄市)枯水期(2021年1?2月)地表水監(jiān)測斷面的融合數(shù)據(jù)(不包括港澳臺地區(qū)數(shù)據(jù)，下同)，應(yīng)用空間自相關(guān)分析、空間聚類和熱點分析方法，以高/低聚類和熱點分析中的不顯著區(qū)域為界線，識別出我國枯水期地表水水質(zhì)污染區(qū)域，為當今枯水期地表水管理和治理提出合理的建議，以期為科學地制定枯水期地表水水質(zhì)管理體系提供理論參考.

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

枯水期在不同地域一般有所差異，如江漢地區(qū)為11月?翌年5月[29]，貴州省為12月?翌年3月[30]，河南省一般為1月、2月附近[31]，新疆維吾爾自治區(qū)為10月?翌年4月[32]. 為保證研究準確性，選定研究枯水期為2021年1月和2月，采用全部地表水水質(zhì)監(jiān)測斷面的融合數(shù)據(jù)和國控監(jiān)測斷面的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分別來源于中國環(huán)境監(jiān)測總站(http://www.cnemc.cn)和青悅開放環(huán)境數(shù)據(jù)中心(http://data.epmap.org). 其中融合數(shù)據(jù)每月有3 641條記錄，包括3 292個河流斷面數(shù)據(jù)、201個湖泊斷面數(shù)據(jù)和148個水庫斷面數(shù)據(jù)，國控斷面經(jīng)緯度數(shù)據(jù)共計1 903條記錄，包括1 730個河流斷面、97個湖泊斷面和76個水庫斷面，占融合數(shù)據(jù)量的52%.

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

為獲取研究斷面的地理位置信息，利用Python代碼和MySQL數(shù)據(jù)庫將融合數(shù)據(jù)與斷面經(jīng)緯度數(shù)據(jù)按省份名稱和斷面名稱匹配，剔除國界線以外的監(jiān)測點，篩選出1 375個(1月)和1 529個(2月)具有經(jīng)緯度和水質(zhì)指標的待研究監(jiān)測斷面(見圖1).

圖1 我國枯水期地表水監(jiān)測斷面分布Fig.1 Distribution of surface water monitoring sections in dry season in China

1.3 研究方法

1.3.1 空間自相關(guān)分析

通過空間自相關(guān)分析確定我國枯水期地表水水質(zhì)在空間統(tǒng)計中的可行性. 全局空間自相關(guān)用于分析空間事物在總空間范圍內(nèi)的空間依賴程度，常用全局莫蘭指數(shù)(Global Moran′s I)來度量[33]，計算公式：

式中，zi為監(jiān)測斷面i的水質(zhì)指標與總體平均值的偏差(xi?)，zj為監(jiān)測斷面j的水質(zhì)指標與總體平均值的偏差(xj?)，ωi,j為監(jiān)測斷面i和j之間的空間權(quán)重，n為監(jiān)測斷面的總個數(shù)，S0為所有空間權(quán)重的聚合.Global Moran′s I一 般 在?1~1之 間，當Global Moran′s I>0時，表示我國枯水期地表水水質(zhì)在空間上呈正相關(guān)，其值越大，空間相關(guān)性越明顯；當Global Moran′s I <0時，表示我國枯水期地表水水質(zhì)在空間上呈負相關(guān)，其值越小，空間差異越大；當Global Moran′s I=0時，表示我國枯水期地表水水質(zhì)在空間上的分布表現(xiàn)為隨機性，不具有空間統(tǒng)計價值.

局部莫蘭指數(shù)(Local Moran′s I)是在Global Moran′s I的基礎(chǔ)上計算各斷面在局部地區(qū)的莫蘭指數(shù)，常用來判定各斷面局部的聚集狀態(tài)，計算公式：

式中，Local Moran′s Ii為第i個監(jiān)測斷面的局部莫蘭指數(shù)，yi為第i個監(jiān)測斷面的水質(zhì)，y為全部監(jiān)測斷面水質(zhì)的總體平均值，S為標準偏差. 當Local Moran′sIi>0且zi>0時，斷面水質(zhì)在附近的局部地區(qū)呈現(xiàn)出高-高的聚類模式；當LocalMoran′sIi<0且zi<0時，斷面水質(zhì)在附近的局部地區(qū)呈現(xiàn)出低-低的聚類模式.

1.3.2 空間聚類和熱點分析

空間聚類中的高/低聚類方法可用來衡量我國枯水期地表水水質(zhì)在空間上的分布特征. 高/低聚類采用General G指數(shù)進行計算，計算公式：

式中，xi為第i個監(jiān)測斷面的水質(zhì)值，xj為第j個監(jiān)測斷面的水質(zhì)值. 當z得分(計算結(jié)果與標準偏差的倍數(shù))為正且觀測General G指數(shù)大于期望General G指數(shù)時，表明我國枯水期地表水在重污染區(qū)發(fā)生空間聚類；當z得分為負且期望General G指數(shù)大于觀測General G指數(shù)時，表明我國枯水期地表水在輕污染區(qū)發(fā)生空間聚類.

熱點分析工具可以探索地理要素的融合程度和空間聚集的微觀分布規(guī)律，廣泛應(yīng)用于空間結(jié)構(gòu)研究中[34]. 熱點分析采用Getis-Ord Gi*統(tǒng)計算法，計算公式：

式中，σ為所有監(jiān)測斷面水質(zhì)的標準偏差. 通過Getis-Ord Gi*統(tǒng)計算法，求得各監(jiān)測斷面的z得分和P值(表示所觀測到的空間模式是由某一隨機過程創(chuàng)建而成的概率)，進而確定高值或低值要素在空間上發(fā)生空間聚類的位置，對研究我國水質(zhì)空間分布具有重要意義.

2 結(jié)果與分析

2.1 我國枯水期地表水水質(zhì)達標情況

我國枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)信息在各省份的分布情況如圖2所示. 在斷面數(shù)上，長江下游附近省份(江蘇省、湖北省、安徽省、浙江省等)>沿海地區(qū)(遼寧省、山東省等)>內(nèi)陸省份(山西省、重慶市、新疆維吾爾自治區(qū)、西藏自治區(qū)等). 從2月數(shù)據(jù)來看，

圖2 我國31個省(自治區(qū)、直轄市)枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)的分布情況Fig.2 Water quality distribution of surface water monitoring sections in 31 provinces in dry season in China

江蘇省具有最多的地表水監(jiān)測斷面，為115個，占總研究斷面數(shù)的7.5%，其次是湖北省，為106個，占總研究斷面數(shù)的6.9%.

我國枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)信息在空間上的分布情況如圖3所示. 我國處于GB 3838?2002Ⅰ、Ⅱ類優(yōu)質(zhì)水體主要分布在廣西壯族自治區(qū)、四川省、江西省、貴州省等西部和中部地區(qū)，Ⅲ類水體集中分布在江蘇省、山東省等沿海區(qū)域，Ⅳ類及以上重污染水體多分布在河北省、河南省、山西省和遼寧省等京津唐經(jīng)濟區(qū)附近. 其中，東北三省、京津冀地區(qū)、山西省、山東省和云南省的Ⅳ類及以上重污染水質(zhì)斷面所占的比例明顯高于其他區(qū)域，應(yīng)當重點關(guān)注；新疆維吾爾自治區(qū)、四川省、甘肅省、青海省、貴州省和重慶市則具有最高的Ⅲ類及以下的輕污染水質(zhì)斷面占比，比例接近100%，是我國重要的優(yōu)質(zhì)水源，應(yīng)當重點保護.

圖3 我國枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)類別的分布及其在各省份的比例Fig.3 Distribution of water quality categories of surface water monitoring sections in dry season and its proportion in each provinces

2.2 我國枯水期地表水水質(zhì)的空間聚類模式

我國枯水期地表水水質(zhì)的空間聚類模式分析結(jié)果如表1所示. 2021年1月和2月我國地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)的Global Moran′s I分別為0.047和0.044，均大于0，表明我國枯水期地表水的水質(zhì)在空間上呈現(xiàn)明顯正相關(guān)；z得分分別為50.97和52.88，均大于臨界值(2.58)，說明枯水期水質(zhì)在空間上表現(xiàn)為顯著的聚集分布規(guī)律；Global Moran′s I分析結(jié)果的P值為0，說明隨機產(chǎn)生這種空間聚類模式的可能性小于1%，表明Global Moran′s I分析結(jié)果可靠.

表1 我國枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)的Global Moran′s I和General G指數(shù)的分析結(jié)果Table 1 Analysis results of Global Moran′s I and General G indexes of water quality of surface water monitoring section in dry season

2021年1月和2月我國地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)的General G指數(shù)觀測值均為0.15，大于其期望值(0.14)，z得分分別為6.70和5.37，均大于0，表明我國枯水期地表水的水質(zhì)在高值區(qū)域(重污染區(qū)域)發(fā)生了空間聚類，說明我國枯水期地表水具有集中的污染區(qū)域，這為我國枯水期地表水的污染區(qū)域識別和集中治理提供了理論依據(jù). General G指數(shù)的P值為0，說明隨機產(chǎn)生此高聚類模式的可能性小于1%，證明了General G指數(shù)分析結(jié)果的準確性.

2.3 我國枯水期地表水水質(zhì)的空間分布格局

我國枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)高/低聚類和熱點分析結(jié)果如圖4所示. 由圖4可以看出，高-高聚類點和低-低聚類點、熱點和冷點在空間分布上均具有顯著性差異，二者均被不顯著斷面所在的長條狀區(qū)域分割為具有明顯差異的兩部分. 與胡煥庸線的劃分類似[35]，基于空間聚類和熱點分析結(jié)果，將我國枯水期地表水水質(zhì)依據(jù)上述不顯著斷面所在的長條狀區(qū)域(福建省中部?江西省北部?湖北省?陜西省)為界線粗略地分為2個部分，界線以東有大量水質(zhì)高值(GB 3838?2002 Ⅳ類、Ⅴ類、劣Ⅴ類)斷面聚集為重污染區(qū)域，包括黑龍江省、吉林省、遼寧省、河北省、北京市、天津市、山西省、山東省、河南省、江蘇省、安徽省和浙江省等12個省級行政單元以及內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū)，界線以西有大量水質(zhì)低值(Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類)斷面分布為輕污染區(qū)域，包括新疆維吾爾自治區(qū)、甘肅省、寧夏回族自治區(qū)、青海省、西藏自治區(qū)、四川省、云南省、貴州省、湖南省、重慶市、廣西壯族自治區(qū)、廣東省和海南省等13個省級行政單元以及內(nèi)蒙古自治區(qū)西部地區(qū). 福建省、江西省、湖北省和陜西省屬于兩大區(qū)域之間的過渡區(qū)域.

圖4 我國枯水期地表水監(jiān)測斷面空間聚類和熱點分析結(jié)果Fig.4 Spatial clustering and hot spot analysis results of surface water monitoring sections in dry season

空間聚類結(jié)果顯示，高-高聚類點(紅色點)在江蘇省、山東省、河南省和遼寧省等地區(qū)最為集中，表明其枯水期地表水水體污染重于其他地區(qū)；低-低聚類點(深藍色)在甘肅省、貴州省、廣西壯族自治區(qū)等地區(qū)最為集中，表明其枯水期具有良好的地表水水體. 熱點分析結(jié)果顯示，我國枯水期地表水的高熱區(qū)域出現(xiàn)在界線以東地區(qū)，高冷區(qū)域出現(xiàn)在界線以西地區(qū)，揭示出我國枯水期地表水水體污染東西分布的非對稱特點，界線以東地區(qū)是我國枯水期主要的地表水水體污染區(qū)，界線以西地區(qū)則是我國重要的優(yōu)良水質(zhì)來源.

3 討論

3.1 各省級斷面水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率分析

我國枯水期地表水監(jiān)測斷面水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率在省份的分布結(jié)果如圖5所示. 除云南省外，界線以西的省份斷面水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率均高于0.8，為優(yōu)良水體；除浙江省外，界線以東省份的斷面水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率均低于0.8. 這是由于云南省礦產(chǎn)資源的大量開發(fā)造成了嚴重的生態(tài)環(huán)境破壞，而喀斯特地貌的存在，使生態(tài)恢復(fù)治理難度加大[36]. 浙江省的優(yōu)良水體則主要得益于政府對水環(huán)境保護的重視[37-38]和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演進[39].以水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率0.9為標準，各省份斷面水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率的分布具有明顯的分界線，且分界線位置與污染區(qū)域劃分界線基本一致，證明了我國枯水期地表水污染區(qū)域識別結(jié)果的準確性.

圖5 我國枯水期各省份的水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率(1月和2月的平均值)Fig.5 Water quality excellent Ⅲ ratio in dry season in provinces (average of January and February)

3.2 我國枯水期監(jiān)測斷面水質(zhì)與地表水資源分布的關(guān)系

利用國家統(tǒng)計局(http://www.stats.gov.cn)發(fā)布的2020年《中國統(tǒng)計年鑒》，獲取了我國各省份的地表水資源量和廢水中污染物排放量，粗略計算了各省級地表水的單位水資源量納污量(見表2). 對比枯水期斷面水質(zhì)，地表水資源量排名前五的省份均位于輕污染區(qū)域，除廣東省外，其余4個省份的斷面水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率均高于0.9；除寧夏回族自治區(qū)外，地表水資源量排名后五位的省份均位于重污染區(qū)域，天津市地表水斷面的水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率在2月甚至低于0.7. 這主要是由枯水期水資源的東西分配和利用差異所導(dǎo)致，在下游地區(qū)干旱時期，大量水資源向農(nóng)田輸送也進一步加重了河流水量缺乏和水環(huán)境污染[40]. 有研究表明，鄱陽湖在豐水期和枯水期的月水量差異為4～7倍[41]，湖泊水量和鹽度的變化會影響浮游植物的種類、豐度以及水生生態(tài)系統(tǒng)的正常運行[42].

3.3 污染區(qū)域與單位水資源量納污量分析

以各省份的單位水資源量納污量來表征各省份排污的影響程度[43]. 由表2可見，單位水資源量納污量與污染區(qū)域劃分關(guān)系密切，表現(xiàn)為重污染區(qū)內(nèi)的12個省份中有10個為單位水資源量納污量排名前50%的省份，占重污染區(qū)省份數(shù)的83%，其平均單位水資源量納污量為1.19×104t/(108m3)；輕污染區(qū)內(nèi)的13個省份中有10個為單位水資源量納污量排名后50%的省份，占輕污染區(qū)省份數(shù)的77%，其平均單位水資源量納污量為0.053×104t/(108m3). 這表明重污染區(qū)和輕污染區(qū)存在明顯的廢水排污差異，重污染區(qū)域的單位水資源量納污量顯著高于輕污染區(qū)，受污染斷面基本位于重污染區(qū)，而無污染斷面大多位于輕污染區(qū).

表2 我國地表水資源量和單位水資源量納污量的統(tǒng)計結(jié)果Table 2 The surface water resources and pollution capacity per unit of water resources in each provinces

3.4 我國枯水期地表水水質(zhì)區(qū)域識別的合理性分析

劃分后我國枯水期兩個地表水污染區(qū)域的水質(zhì)顯著不同(見圖6)，東部重污染區(qū)主要水質(zhì)類別為GB 3838?2002 Ⅲ類，1月和2月的標準偏差分別為1.10和1.08，西部輕污染區(qū)主要水質(zhì)類別為Ⅱ類，1月和2月的標準偏差分別為0.94和0.96. 對數(shù)據(jù)進行雙樣本T檢驗，得出我國枯水期兩個地表水污染區(qū)域的水質(zhì)類別存在顯著不同，重污染區(qū)域的水質(zhì)類別顯著高于輕污染區(qū)域(P<0.05). 以2月地表水水質(zhì)數(shù)據(jù)為例，進一步統(tǒng)計不同污染區(qū)域的斷面水質(zhì)，結(jié)果顯示：輕污染區(qū)域中劣于Ⅲ類水質(zhì)的斷面為61個，占其全部斷面的9.8%，重污染區(qū)域中劣于Ⅲ類水質(zhì)的斷面為172個，占其全部斷面的24%，占比是輕污染區(qū)的2.4倍；輕污染區(qū)域中劣于Ⅳ類水質(zhì)的斷面為14個，占其全部斷面的2.2%，重污染區(qū)域中劣于Ⅳ類水質(zhì)的斷面為50個，占其全部斷面的7.1%，占比是輕污染區(qū)的3倍. 可見，越是嚴重的水質(zhì)污染，發(fā)生在重污染區(qū)域內(nèi)的概率越大，因此重污染區(qū)域是我國枯水期地表水水體污染治理需要重點關(guān)注的區(qū)域. 該研究識別的我國枯水期地表水水質(zhì)污染區(qū)域間污染程度顯著不同，這為劃定跨行政區(qū)的水質(zhì)管理區(qū)提供了理論和實證依據(jù).

進一步計算各監(jiān)測斷面間水質(zhì)類別的相關(guān)系數(shù)(見圖6)，結(jié)果顯示，相同污染區(qū)監(jiān)測斷面間的相關(guān)系數(shù)較高，不同污染區(qū)監(jiān)測斷面間的相關(guān)系數(shù)較低. 以2月地表水水質(zhì)數(shù)據(jù)為例，進行斷面間水質(zhì)類別的相關(guān)性分析，結(jié)果顯示，輕污染區(qū)域內(nèi)相關(guān)系數(shù)的平均值為0.83，重污染區(qū)域內(nèi)相關(guān)系數(shù)的平均值為0.47，輕污染區(qū)域和重污染區(qū)域間相關(guān)系數(shù)的平均值僅為0.45，表明空間聚類和熱點分析方法能夠?qū)⒕哂邢嗨扑|(zhì)類別的監(jiān)測斷面聚集在一起，而將相似度較低的監(jiān)測斷面區(qū)別開來. 另外，部分監(jiān)測斷面之間即使屬于不同區(qū)域，也具有較強的相關(guān)性，而部分監(jiān)測斷面之間即使屬于相同區(qū)域，相關(guān)性也較弱. 這說明我國枯水期地表水污染具有顯著的跨行政區(qū)劃特征，區(qū)域協(xié)同治理對于區(qū)域地表水水質(zhì)的改善非常必要，區(qū)域協(xié)同治理中區(qū)域的定義應(yīng)當以水質(zhì)污染特征進行劃分，而不應(yīng)僅局限于城市行政區(qū)劃[44].

圖6 不同區(qū)域水質(zhì)類別占比曲線和監(jiān)測斷面水質(zhì)相關(guān)性熱力圖Fig.6 Proportion curve of water quality categories in different regions and water quality correlation thermodynamic diagram of monitoring section

3.5 政策建議

我國枯水期地表水水質(zhì)呈現(xiàn)東部污染重于西部、污染區(qū)域較為集中的特點. 可將我國枯水期地表水治理按區(qū)域粗略劃分等級，東部重污染區(qū)域列為優(yōu)先治理區(qū)，在地表水水體恢復(fù)項目申報、水體治理資金撥款等政策上適當調(diào)高優(yōu)先級. 另外，可將東部重污染區(qū)域列為重點地表水水質(zhì)觀察和考量對象. 對于西部輕污染區(qū)域，應(yīng)持續(xù)監(jiān)管當?shù)仄髽I(yè)排污，防止優(yōu)良水體被污染，走上先污染后治理的道路. 此外，在重污染區(qū)域和輕污染區(qū)域兩區(qū)域間，保持數(shù)據(jù)共通，防止上游污染被大量帶入下游而加重重污染區(qū)域的地表水水體污染程度，給下游地表水的治理帶來困難.

4 結(jié)論

a) 我國枯水期地表水水質(zhì)空間分布呈現(xiàn)明顯的非對稱性特征，中部和西部地區(qū)以GB 3838?2002Ⅰ、Ⅱ類水質(zhì)斷面為主，東部和東北地區(qū)以Ⅲ、Ⅳ類水質(zhì)斷面為主，西部地區(qū)水體斷面的水質(zhì)優(yōu)Ⅲ比率顯著高于東部地區(qū).

b) 空間自相關(guān)分析結(jié)果表明，我國枯水期地表水水質(zhì)具有正向高聚集格局，說明我國具有集中的水污染區(qū)域；空間聚類和熱點分析結(jié)果表明，以不顯著斷面所在區(qū)域，即福建省中部?江西省北部?湖北省?陜西省的長條狀區(qū)域為界線，可以粗略地將我國枯水期地表水水體劃分為東部重污染區(qū)和西部輕污染區(qū)兩大區(qū)域. 此空間格局與我國地表水資源量和水體納污能力的差異有關(guān).

c) 重污染區(qū)域的水質(zhì)污染程度在統(tǒng)計學上顯著(雙樣本T檢驗中P<0.05)高于輕污染區(qū)域，重污染區(qū)域內(nèi)和輕污染區(qū)域內(nèi)斷面水質(zhì)指標的相關(guān)性(分別為0.47、0.83)明顯高于兩大區(qū)域間斷面水質(zhì)指標的相關(guān)性(0.45)，證明了空間格局識別結(jié)果的準確性.

d) 對我國枯水期地表水資源環(huán)境管理的建議為，東部重污染區(qū)以水污染治理為主，西部輕污染區(qū)以水質(zhì)長效改善保持為主.