3.3.2 地形因子对环境背景值的影响
粗糙度和曲率反映了地形结构和形态。其中粗糙度能够反映地形的起伏变化和侵蚀程度，是衡量地表侵蚀程度的重要量化指标。通过Arcgis 10.2提取出各地形因子（图中仅显示部分因子），如图3-5所示。
图3-5 各地形因子空间分布
首先对重金属Pb和Zn的含量采用区间去趋势法（detrending by segments）进行去趋势对应分析，排序轴梯度长度的最大值即第一轴为0.27，小于3，故适用于线性模型。然后用Arcgis 10.2提取出主要的地形因子（海拔、坡度、坡向、坡面曲率、坡向曲率、粗糙度、地形起伏度、SPI、STI和ω），然后用Canoco 5.0软件对重金属含量和各地形因子之间进行冗余分析（RDA）。
环境因子与土壤中重金属含量RDA分析结果如表3-5所示。从表中可看出，10个地形因子在表层土重金属含量的总变量中解释了30.93%。第一典范轴对响应变量解释了27.29%，前两轴对响应变量的累积解释达到了58.22%。对响应变量和解释变量之间关系的累积解释量由第一轴解释高达88.25%，说明主要是由第一轴解释主控因子。
表3-5 土壤重金属含量和地形因子的冗余分析结果
注：a为Explained variation（cumulative），即土壤重金属含量变化累积解释量，%；b为Explained fitted variation（cumulative），即土壤重金属含量与环境因子相关度累积解释量，%。
表3-6给出了各个地形因子与主要典范轴之间的相关系数。第一轴中海拔的贡献最大，相关度达到了0.42。第二轴中坡度、地形起伏度和海拔等对重金属含量具有复杂的影响。
表3-6 各环境因子解释变量与各轴之间的相关性(https://www.daowen.com)
在RDA分析中，通过蒙特卡罗检验，显示每个环境因子解释率和显著性检验的结果（表3-7）。从表3-7中可看出，只有海拔和ω两个变量（p＜0.05）达到检验条件，说明控制表层土壤中重金属含量的主控地形因子是海拔。
表3-7 解释变量的显著性检验结果
注：Simple effects是每个环境因子单独的解释量（等同只导入单个环境因子的限制性排序分析的解释量）；Conditional effects是按照解释量大小顺序不断加入环境因子后所增加的解释量。
图3-6中，灰色实心箭头表示响应变量，即土壤中两种（Pb和Zn）重金属含量，黑色空心箭头表示解释变量，即10种地形因子。环境因子箭头的长短表示它对重金属含量的影响程度，箭头越长表示该环境因子对响应变量的解释量越大。环境因子的箭头与因变量箭头之间的夹角表示环境因子该变量的相关性，二者箭头之间的夹角小于90°表示它们之间呈正相关，大于90°为负相关，而接近90°表示相关性较弱。海拔对重金属Pb和Zn的解释量最大，与重金属Pb和Zn均呈正相关，其中与重金属Zn的相关性更强。另外，地形起伏度与重金属Pb和Zn呈负相关。
图3-6 土壤重金属与地形因子的冗余分析排序结果
综上所述，地形因子中对沘江流域表层土壤总重金属Pb和Zn含量影响最大的因子是海拔。
