县域土壤质量聚类分析的实证研究——以封丘县为例

土壤质量评价,对于发展该地区的农业生产、改良土壤、防治水土流失、揭示人类活动对土壤环境的影响均有重要的意义.在以往土壤质量研究中采用过灰色关联度分析、模糊分析等方法,但由于具有分类不精确等很多缺陷,因此人们又在寻找新的方法.随着数值化评价方法的提出与进一步应用,聚类分析方法作为土壤研究中的一种合理有效的新方法已经广泛应用.以封丘县为例,对土壤质量进行了聚类分析,将封丘土壤质量分为4类,并研究了其各因素状况,在此基础上提出了改进措施和方法.     

基于核主成分-聚类分析的土壤质量评价方法

针对传统主成分分析处理非线性问题的不足,采用基于核主成分-聚类分析的评价方法对土壤质量进行评价并分类。先利用核主成分分析剔除原始数据中存在线性相关和信息重叠的指标,再利用得到的主成分代替原来的评价指标,对土壤质量进行聚类分析。结果表明,该方法准确客观,可为土壤评价提供参考依据。     

土壤质量评价中少量样本最小数据集的构建——以内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块为例

为研究土壤质量评价过程中样本容量较少情况下最小数据集的构建方法。采集并测定内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块的12个土壤理化指标,利用聚类分析、相关分析和主成分分析等探讨了少量样本最小数据集的构建方法。结果表明:1)通过聚类分析、相关分析和主成分分析所构建的最小数据集中的指标包括土壤容重、饱和含水量、土壤电导率、阳离子交换量、硝态氮、速效钾、速效磷;2)全体数据集与最小数据集的土壤质量指数呈显著正相关,R2达到了0.735,Nash有效系数为0.917,偏差系数为0.057;3)基于全体数据集和最小数据集计算得出的土壤质量指数变化范围分别是0.47~0.73和0.37~0.75,平均值为0.56和0.53,表明研究地块土壤呈现中等质量水平。研究发现,在黄河南岸灌区典型地块基于少量样本进行土壤质量评价的过程中,使用聚类分析、相关分析、主成分分析3种分析方法可以构建最小数据集,且检验精度较高。     

兴隆山土壤资源质量的数值评价

本文采用模糊数学和经典数学的聚类分析方法,对兴隆山林区13个主要土属进行了土壤质量的数值评价。结果,林区土壤质量依土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、碳酸钙、pH、海拔、坡度、土层厚度等指标可划为三级:一级土壤质量高,土壤为中基性和混合岩性淋溶灰褐土;二级土壤质量中等,土壤为高山草甸土、亚高山草甸土和典型灰褐土;三级土壤质量较低,土壤为粟钙土和石灰性灰褐土。     

天津滨海新区不同土壤的生物学性状及土壤质量评价

以天津滨海新区农田、菜地、果园、湿地4种利用类型土壤为研究对象.对土壤微生物量、微生物群落数、微生物呼吸、土壤酶活性等11种生物学指标进行测定,运用主成分和聚类分析方法,对不同利用类型土壤的生物质量进行综合评价.结果表明,滨海新区不同利用类型土壤生物学性质差异明显.经主成分分析得到3个主成分,涵盖了原有变量86.21%的信息,其中微生物生物量和土壤酶活性在主成分上的载荷较高,可以作为滨海新区土壤的特征生物学指标.滨海新区土壤生物质量顺序为善门口果园、杨北农田、头道沟农田＞新城菜地、四道桥农田、刘庄子农田、新城果园、新城农田＞临港湿地.聚类分析结果与主成分综合得分评价结果相似率达到89%,可以作为不同土壤生物质量评价的科学依据.     

模糊聚类分析在土壤分类中的应用

本研究以黑龙江省松花江地区21个土壤样本,根据其不同的理化性状,应用模糊聚类分析方法进行分类,以应用数学方法对土壤的基层分类及土地的数量分级做一探讨。研究结果表明,模糊聚类分析分类与实际情况相符,该分析方法对土壤分类及土地分级是可行的。     

茶园土壤肥力质量的综合评价

以长沙县"百里茶廊"湖南省茶叶研究所实验场茶园为研究对象,利用模糊数学、主成分分析及聚类分析相结合的方法,对其土壤肥力状况进行了综合评价研究。结果表明:长沙县"百里茶廊"湖南省茶叶研究所实验场茶园土壤酸化程度严重,碱解氮含量较高,速效钾含量偏低,土壤养分状况存在广泛变异,各项土壤养分指标的变异系数为24.2%～90.9%。通过对土壤肥力综合指标值(IFI)的聚类分析,茶区土壤肥力分为高、中等、较低及低4个等级,属于中等以上(高、中等)土壤肥力茶园所占的比例为61.6%,茶园土壤肥力质量总体水平属于中等水平。     

园林绿化种植土质量标准关键指标阈值的界定

以深圳地方农业标准《园林绿化种植土质量》的制定为例,介绍了园林绿化种植土质量标准中土壤关键质量指标阈值的界定过程和依据.在实地调查和资料收集的基础上,评价了聚类分析等方法在种植土质量指标阈值界定的可行性,提出了一套新的方法对各指标阈值进行了计算和校正.     

基于污染物持久性的化学品评分排序模式（SCRAM）修正——以石油开采场地土壤污染物评分排序为例

针对化学品评分排序模式（SCRAM）中持久性指标在某石油开采场地土壤污染物评分排序过程中存在的问题,选择研究场地60种典型污染物,使用聚类分析按半衰期值大小将其分为4类,然后依照各污染物在土壤中的分布比例再进行聚类分析得到10个等级,得到污染物在[0.5,5]内以0.5为间隔的新评分方法。通过上述方法对SCRAM模式中环境持久性指标进行修正,并将修正后的评分方法应用于某石油开采场地典型土壤污染物的评分排序中。经修正的评分方法体现了污染物在土壤中的持久性对其综合得分和排序的影响,改变了原模式下不针对介质将22种污染物的持久性特征一概而论的状况,同时,由于对这些污染物在土壤中持久性的重新定义,修正后的评分方法也纠正了污染物在毒性指标中亚分类（急/慢性毒性）选取的不合理性,使得评分排序结果更加全面可靠。     

节能灯产地竹林土壤重金属污染的时空分布特征

于2012年3月、6月、10月,2013年1月在典型节能灯生产集聚区浙江省临安市高虹镇沿仇溪与猷溪选取17个采样点采集竹林土壤样品,分析其理化性质并测量重金属质量分数,运用统计学原理对土壤重金属进行描述性分析与聚类分析,并研究其时空分布特征。结果表明:研究区域竹林土壤平均pH值为pH 5.55,呈弱酸性,有机质质量分数为53.00 g·kg~(-1),土壤质地肥沃;剔除异常值后,除镍外,其他重金属均属非正态分布,空间变异程度为汞砷锌硒铜镍铬铅镉,说明竹林土壤重金属已经受到人为影响;汞的最高值为0.61 mg·kg~(-1),超出食用农作物产地环境质量标准(HJ/T 332-2006)和土壤环境质量二级标准(GB 15618-1995);其他重金属质量分数在土壤背景值附近,表明研究区域部分竹林土壤已经受到汞的污染。相关性与聚类分析结果显示:汞与其他重金属来源不同,锌与铅、镍、铜、铬有极显著相关性关系(P0.01)。     

黄淮海平原县域农业资源丰度评价

评价县级区域农业资源丰度对于指导农业资源利用具有实际意义。运用农业资源丰度指数模型对河南省封丘县农业资源条件进行分析和评价。结果表明,封丘县农业气候资源较丰富,但水土条件不足,需通过灌溉和施肥加以补充。在此基础上,提出实现封丘县农业资源的持续高效利用必须加强水资源的合理利用,提高土壤质量和合理配置水土资源。     

基于GIS和地统计学的土壤养分时空变异分析

运用ArcGIS的地统计学和空间分析模块,研究了封丘县20年前后土壤表层有机质、全氮、碱解氮、速效磷和速效钾5种养分的含量水平、分布以及演变趋势。研究结果表明,封丘县土壤有机质含量明显上升,氮素有所积累;磷素有升有降,以升为主;但速效钾含量急剧下降,这些变化与封丘县长期以来的肥料施用和土地利用有关。运用地理信息系统和地统计学方法能够很好地模拟土壤养分的空间分布特征,便于研究者直观地发现土壤养分时空变化趋势。     

金银花药材等级质量标准的划分

为更好地控制金银花质量,采集河南封丘、山东平邑和河北巨鹿金银花道地产区样品34份,检测绿原酸、木犀草苷、总灰分、酸不溶性灰分、水分等指标,采用SPSS 19.0统计分析软件对上述指标进行相关性分析,并对主要药效成分绿原酸、木犀草苷含量进行系统聚类分析和K-聚类分析。结果表明:金银花药材质量可划分为4个等级,一等金银花色泽为绿色,绿原酸≥2.89%,木犀草苷≥0.078%,总灰分≤5.37%,酸不溶性灰分≤0.390%,水分≤4.72%;二等金银花色泽为黄绿色,绿原酸≥2.53%,木犀草苷≥0.072%,总灰分≤6.86%,酸不溶性灰分≤0.789%,水分≤6.34%;三等金银花色泽为黄色,绿原酸≥1.98%,木犀草苷≥0.068%,总灰分≤7.72%,酸不溶性灰分≤1.464%,水分≤7.90%;四等金银花色泽为浅黄少白,绿原酸≥1.51%,木犀草苷≥0.052%,总灰分≤9.29%,酸不溶性灰分≤3.000%,水分≤9.51%。     

漆树林5种种植模式下的土壤质量综合评价

为探究不同树种配置对漆树纯林改造中土壤质量的影响,以陕西平利县漆树5种不同种植模式（漆树纯林、漆茶、漆玉、漆针、漆竹混交）为研究对象,比较不同模式0～30 cm土层土壤理化性质的差异,并基于RDA分析、主成分分析和土壤质量指数法,综合评价不同种植模式的土壤质量。结果表明,5种模式土壤pH值、持水量差异显著,这可能是由于海拔差异以及林下枯落层厚度不同所造成;有机质、水解N、有效P、全K含量差异显著,这可能与林龄和人为整地有关;5种模式土壤质量综合指数均>0.5,其中漆茶混交林最高,为0.71,说明漆茶混交具有较强的土壤改良能力。漆茶配置模式既能提高漆树品质,又能改良土壤,提高经济效益,可以在秦巴山区推广应用。     

不同施氮水平下AMF群落对白三叶草生长及养分吸收的影响

以封丘土壤为培养基质,研究在不同N水平下接种分离自封丘长期定位施肥土壤的丛枝菌根真菌（AMF）群落对白三叶草生长的影响。结果表明:在一定N水平下,AMF侵染率随着外界施N水平升高而降低。3种N水平下,分离自NK（N、K混施）土壤的AMF群落能促进白三叶草生长及营养吸收;高N水平下,分离自1/2 OM+1/2 NPK（一半有机质一半化肥）土壤的AMF群落对白三叶草营养无贡献,反而会抑制其生长。不同N水平下AMF群落对白三叶草的营养贡献出现差异,这与长期不同的培肥方式下AMF的群落结构发生变化有关。      

不同生态环境下雪莲果农艺性状的比较研究

对云南嵩明、河南封丘、河南辉县雪莲果的生态因子,生长势,产量及总糖,还原糖,POD,SOD,丙二醛含量进行了比较研究,结果表明,雪莲果在云南嵩明高海拔的酸性红壤土生长最好,产量和品质皆佳,属于最佳种植适宜区,位于河南辉县轿项山庄中海拔的酸性棕红壤土生长较好,属于雪莲果种植适宜区;位于河南封丘低海拔的碱性黄潮土生长较差,...     

湖南丘岗地区主要类型水稻土肥力状况与肥力质量评价

采用野外调查采样和室内分析测定的方法,研究了湖南省丘岗地区7种类型水稻土的肥力状况,并选取土壤有机质、全N、全P、全K、碱解N、有效P、速效K、缓效K、有效Si、有效Zn含量和土壤pH共11项肥力指标,采用Fuzzy综合评判法,对湖南水稻土的肥力质量进行综合评价.结果表明,供试水稻土土壤偏酸性,有机质含量中等偏上,全K、碱解N含量较高,全N、全P含量一般,有效P、速效K、有效Si和有效Zn含量较低,有效S含量较丰富.供试水稻土土壤肥力质量高低不等:祁阳的灰泥田土壤肥力质量水平较高,达二级;宁乡的红黄泥和河沙泥、祁东的紫砂泥、醴陵的麻沙泥和湘潭的紫泥田水稻土壤肥力质量水平中等,为三级;株洲的黄泥田土壤肥力质量最低,仅为四级.     

基于质量评价的耕地建设分区研究——以河北省望都县为例

耕地质量建设是保障区域粮食安全,促进经济社会可持续发展的重要举措。本文以河北省望都县为例,从土壤肥力、耕作田块条件、农田水利设施条件、耕作便利条件和农田防护保障水平等5个方面选取13个指标,借助GIS技术提取各评价指标的空间属性数据,运用多因素加权综合评价法和因素组合法,对研究区域做出耕地质量评价与耕地质量建设分区。结果表明,望都县耕地质量等级划分为4个级别,1、2级所占比例较大,分别为36.42%和30.56%,表明望都县耕地质量总体上相对优质;3、4级地共占区域总耕地面积的33.02%,耕地质量提升潜力空间较大。望都县耕地质量建设分区可划分为高标准农田主导型、农田水利路网主导型和农田路林主导型3种类型,所占比例分别为7.47%、39.86%和52.67%。本研究思路和方法可为太行山山前平原区耕地质量建设提供参考。     

格网尺度对景观格局分析的影响研究——以河南封丘为例

将GIS和景观生态学的数量分析方法相结合,通过设置不同的格网尺度,运用FRAGSTATS软件来获取相应的指数值,比较分析了3种不同格网尺度上的景观指数。结果表明,封丘县破碎缀块尺度大多在60-90m;随着格网尺度的不断增大,缀块的形状越来越规则;当格网过大时,占有较大比重的类型会合并相邻的其他类型的小缀块,造成数据分析结果的不准确性。