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为了分析中国南方红壤丘陵典型区土壤环境元素的空间信息，本文于2007年10月在赣中红壤丘陵典型区(吉安市辖区、吉安县和泰和县)采集土壤表层(0-20cm)样品150个，分析测定了11项土壤肥力指标(土壤pH、土壤黏粒含量、阳离子交换量、有机质、全碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾)和21项土壤金属元素含量(Mg、Al、Fe、Na、Ba、Sr、Li、Cr、Co、Cu、Mn、Pb、Zn、Ni、La、Sc、Ca、V、As、Hg和Cd)，研究了高精度曲面建模(HASM)(包括多重网格解法的高精度曲面建模HASM-MG)在土壤属性空间预测的适用性，对比了不同计算域的高精度曲面建模方法对土壤属性空间预测的效果，并发展了与土地利用信息相结合的高精度曲面建模方法(HASM_LU)。在对土壤环境元素进行统计分析的基础上，研究了土壤肥力指标和重金属元素的空间分异规律、土壤重金属空间分布的影响因素以及污染来源。获得的主要结论如下：
(1)高精度曲面建模(HASM)方法(包括多重网格的高精度曲面建模HASM-MG)应用在土壤属性(以土壤pH为例)插值中，能够获得比传统插值方法(kriging、IDW和splines)更高的插值精度和更好的插值效果，是土壤属性空间预测的一个可供选择的、高精度的方法。以研究区边界切割范围以内区域作为计算域，与以研究区矩形边界为计算域的情况模拟的效果相比有所不同，在距边界较近的地方，以边界切割范围为计算域的模拟效果较好，而在距边界较远的内部区域二者差别不大。结合辅助变量(土地利用信息)的高精度曲面建模方法能够显著提高土壤属性空间预测的精度，并能提供较多细节信息的土壤属性空间分布图。
(2)研究区土壤环境元素的统计分析表明：中值和绝对中位差分别是描述研究区土壤环境元素的数据代表性和差异性的比较稳健的指标。与吉安地区、江西省和全国土壤的环境元素背景值相比，研究区土壤Cd、Hg和Sc的背景值均高于当地和全国的背景值；Co高于当地土壤背景值而低于全国土壤背景值；Li和Sr低于当地背景值而高于全国土壤背景值；其它元素含量均低于当地和全国的土壤背景值。除少数土壤环境元素(P、Al、Fe、Sc和V)符合正态分布外，大部分元素均不服从正态分布；Q-Q分布图表明研究区的部分土壤属性中存在明显的高异常值(如Mg、Fe、Na、Ba、Sr、Co. Cu、Pb、Zn、Ni、Ca. Cd和As)；Box-Cox变换是使土壤属性原始数据趋向正态分布或更加对称的有效方法；CEC与大部分金属元素之间具有正相关关系；除Hg外大部分金属元素之间有着很好的相关性；与相关分析相比，聚类分析和主成分分析更清楚地表现出土壤环境元素之间的关系。
(3)从总体上看，研究区土壤pH向酸性减弱方向发展；有机质、全N、全K和碱解N含量有所下降；全P含量有着从两头向中间级别发展的趋势；速效P和速效K有增加趋势.土壤肥力各指标的空间分布格局受母岩、土壤类型、土地利用类型及人类活动等因素的影响。
研究区的12种土壤重金属元素中，As、Co、Cr、Cu、Fe和V的分布规律相似，以中部和南部最高；Cd和Ni的高值主要分布在研究区东南部；Hg的高值主要分布在从北到南的中部一线和西部；Mn和Zn的高值则在北部、中部和南部均零星出现；Pb的高值出现在东部和南部的零星地区。土壤重金属出现的高值区大部分分布在高速公路、工矿企业、市县中心区等地的周围。
(4)研究区土壤重金属元素空间分布的影响因素包括自然因素和人为因素。其中自然因素包括母岩、土壤类型和高程等；人为因素包括土地利用类型、高速公路、市区和工矿企业等。
应用HASM与GIS和多元统计分析(聚类分析和主成分分析)对土壤污染进行来源识别发现：As、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、V和Zn主要受自然因素影响；Pb和Cd主要受交通污染影响；Hg主要受市县中心区的人类活动的影响。高精度曲面建模与GIS和多元统计分析相结合，是土壤属性空间预测和来源分析的有效手段，为土壤属性的空间信息分析和土壤质量管理提供可靠方法。