基于WebGIS的中国土壤参比查询系统研究

土壤分类是土壤科学综合研究水平的反映。本研究采用B/S系统架构,利用WebGIS以及相关的计算机技术,在中国1∶100万土壤数据库基础上,以ArcIMS作为土壤地图数据发布平台,使用ArcSDE作为空间数据库引擎,采用关系数据库SQL Server2000统一管理土壤空间数据和属性数据,建立了一个基于WebGIS的中国土壤参比查询系统,实现了GSCC到CST的“傻瓜式”参比。该系统按照参比出发点的不同,即基于单个剖面数据信息,或基于二个系统分类单元的空间分布特征,分三个子模块,分别为基于全国尺度、区域尺度(省级)和单个土体尺度,这样研究人员可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能精确的土壤分类参比数据。     

江西省余江县土壤信息系统建造研究

介绍了江西省余江县土壤信息系统的建造框架及内容,讨论了土壤信息系统的建造技术, 有关土壤属性的编码技术和图形线划的数字化仪输入技术,进行了土壤信息系统的土壤数据处理和分析,并提出了几点建议。     

土壤土地数据库(SOTER)在我国土地资源数据库建设的应用研究

本文介绍SOTER项目是利用目前已有的信息技术 ,建立一个包含数字化的地图单元和它们属性数据的世界土壤和土地数据库 .该数据库的主要功能是为已完善起来的世界土壤和土地资源变化的制图和监测提供必要的数据 .在此基础上提出我国土地资源多尺度数据库的建库模式 ,SOTER单元概念的发展 ,多尺度数据库的划分和相互之间的衔接方法     

农田土壤生态系统多功能性研究进展

健康土壤培育是耕地产能提升的先决条件,也是应对粮食安全和环境保护挑战,保障土壤可持续利用,实现农业绿色发展和构建生命共同体的基础。健康土壤培育的核心是实现土壤生态系统多功能性。在生态文明建设的新时代,土壤生态系统多功能性评价、培育过程及机制研究已成为全球土壤健康行动的焦点和前沿。本文系统梳理了土壤功能、土壤生态系统服务与土壤生态系统多功能性的概念,讨论了土壤生物多样性对多功能性的影响、土壤功能间的协同与权衡关系,总结了土壤功能评价及量化的方法,并提出了突破单一追求粮食高产目标,发展基于多功能性综合调控的农田健康土壤培育新思路。提出在不同层级上提高土壤多功能性的途径：在全国尺度调整土地利用方式及农业结构、区域尺度协调资源配置、景观尺度构建农业设施建设与景观格局、田块尺度优化田间土壤管理技术,全面提升土壤健康和多功能性。未来需要通过多学科交叉深入探索不同时空尺度的土壤多功能性形成与维持机理,与现代科技相结合,完善土壤功能管理相关政策与落地方案,强化土壤多功能性在可持续环境政策与管理中的多维作用,为山水林田湖草生命共同体协调发展和“碳达峰、碳中和”国家战略的实施提供重要支撑。     

GIS中土壤信息系统的研究进展

６０年代初，土地资源管理的需要促进地理信息系统的诞生和发展，在此基础上，７０年代初发达国家以土壤分类为基础首先建立，运用和发展土壤信息系统，进入８０年代中期，发达国家将土壤信息系统应用于全球环境变化的评价及土壤资源的管理，发展中国家也纷纷进行土壤信息系统的应用和研究工作。中国在土壤信息系统研究方面也作了大量的研究工作，全面建立和发展中国的土壤信息系统势在必行。     

土壤有机碳的剖面分布特征及其密度的估算方法研究——以我国东北地区为例

土壤有机碳(C)库在全球变化研究中具有极其重要的地位,而土壤剖面中有机C分布特征及估算方法是精确计算土壤有机C库的前提。本文收集了《中国土种志》和东北3省土种志中有关的土壤剖面属性数据,建立以土壤有机C为主体的数据库,讨论了土壤剖面有机C的分布特征及土壤剖面不同分类单元下土壤有机C的估算方法,为合理和准确地估算土壤有机C密度及土壤有机C库提供科学依据。     

土壤时空变化研究的进展与未来

理解和表征土壤的时空变化是土壤学的基本任务,也是评估和合理发挥土壤功能的重要前提。土壤的时空变化与气候环境变迁、岩石圈风化、地表物质迁移、生物地球化学循环等圈层变化过程相耦合。围绕土壤时空变化研究的新近进展,本文综述并展望了土壤形成和演变过程、土壤形态学、土壤调查、土壤分类、数字土壤制图与土壤退化的发展态势。未来土壤时空变化研究的关键科学问题主要包括:地球表层系统中土壤与环境要素之间的多过程耦合机理与模拟、多尺度土壤-环境关系与模拟、多元土壤信息的融合机理与数据同化。未来重点研究领域将涉及到关键带科学引领的土壤形成和演变研究、多尺度数字土壤制图与时空变化预测、基于多传感器的土壤综合观测原理与技术、完整和详尽的国家和全球土壤资源清单及共享平台建设、区域土壤资源退化机理及其功能恢复。     

基于WebGIS的中国土壤信息查询系统研究

国家尺度土壤信息系统的建立对于全国和区域的土壤学及相关学科的研究具有重要意义.本研究收集长期积累的各种土壤图和土壤属性图资料,利用WebGIS技术,以ArclMS作为土壤地图数据发布平台,结合相应的数据库技术,建立了中国土壤信息查询系统.系统分为4个部分,分别提供了全国土壤的类型分布、基本属性、养分元素含量和微量元素含量在多个尺度下土壤信息的查询.系统提供的SQL查询功能可以根据用户的研究需求灵活地构建查询表达式进行查询,区域查询功能则可以查询在全国和各个行政区域内土壤类型或土壤性质的各个类型或等级(含量)分布的总面积及其占该行政区域面积的百分数.用户可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能多的土壤信息.     

耕地土壤健康及其评价探讨

开展面向耕地的土壤健康评价,对保障我国粮食安全和生态文明建设具有紧迫的现实意义。针对相关研究中土壤健康概念抽象、评价尺度杂糅等普遍性问题,及欧美主流技术路线中的局限性,文章从概念解构的视角进行了探讨,提出研究框架,以期为我国耕地土壤健康评价工作提供参考。首先,通过构建基于土壤功能与胁迫的土壤健康观,从理论方面将耕地土壤健康解构为初级生产力、水净化与调节、碳封存与调节、生物多样性供给、养分供给与循环等5类土壤功能,探讨了耕地土壤健康管护理念;然后,基于土地评价的一般性原则,从实践角度对耕地土壤健康进行了尺度划分,识别了田块、县域、省域和国家等4级尺度的耕地土壤健康管护目标。由此,提出了以表征耕地土壤功能与重金属胁迫为核心的耕地土壤健康评价全流程研究框架。然而,如何定义并量化耕地(旱地、水浇地和水田)土壤健康状况与土壤功能的供需关系,科学应用土壤功能评价指标与表征方法,以实现从土壤功能与胁迫到耕地土壤健康的表达,仍是重难点,值得重点关注和进一步研究。     

大空间尺度土壤质量评价研究进展与启示

土壤质量评价的空间尺度决定了评价结果的适用范围与功能,然而一直以来大空间尺度相关研究相对缺乏。为了分析其核心内容、方法论特征和发展趋势,构建了土壤质量评价相关概念认知框架,综述了当前大空间尺度理论研究和多国实践。分析结果表明:(1)全球—地区尺度土壤质量评价研究基本遵循了"制定评价目标—明确评价对象和涉及的土壤功能—选取评价指标与评价模型—输出评价结果"的技术路线,在评价目标、对象和指标选取等方面侧重反映土壤的自然资源属性与固有质量,常见综合评价模型应用;(2)土壤功能分解与表达逐渐成为土壤质量评价的核心,驱动了相关研究的多维度、多尺度发展。目前亟待开展:对应复合管理目标的广域空间土壤质量统一评价,根据土壤功能分布、土壤类型特征及土地利用方式,明确国家土壤资源分区利用与保护策略;通过多源地学数据集成与基于土壤功能的评价模型研发,发现大空间尺度土壤质量演变规律,协同大、中、小空间尺度研究以探明土壤质量评价的尺度效应。     

典型亚热带花岗岩地区森林流域岩石风化和土壤形成速率研究

岩石风化和土壤形成是地球表层物质循环的重要环节,了解岩石风化和土壤形成速率对土壤资源可持续利用和流域管理具有重要意义.本研究以位于我国亚热带的皖南花岗岩地区森林流域为例,通过野外监测其主要矿质元素输入输出量,应用流域中元素地球化学质量平衡原理,估算岩石风化和土壤形成速率.研究结果表明,在目前的降雨和酸沉降条件下,我国亚热带森林流域中,花岗岩的平均风化速率为0.696 t hm-2 a-1,土壤平均形成速率为0.598 t hm-2 a-1,所以需要经过2万年以上才能形成1 m厚的土壤.研究发现,大量输入土壤系统的H+由于被土壤风化和阳离子交换所消耗,径流水不至酸化,但是从长远来看,这会带来土壤的酸化.研究还表明根据当前的土壤形成速率,土壤允许流失量标准需要重新制定.     

湖南省土种资源数据库管理系统的建立——以紫色土为例

为了充分利用湖南省土壤资源信息,实现土壤资源信息共享,由《湖南土种志(上)》(紫色土部分)所提供的土种信息资料,以V isual Foxpro6.0为支持软件,在个人微机上建立了湖南省土种资源数据库管理系统(紫色土部分),该系统具有对《湖南土种志(上)》(紫色土部分)中各土种信息的显示、浏览、查询、修改和更新等功能,实现了对相对零散的《湖南土种志》(紫色土部分)土种资源的数字化,并对其进行系统管理。     

黑土农田生态系统的保育与发展

东北黑土区是我国的重要商品粮基地,其利用现状不容乐观.在黑土农田生态系统的水、肥和信息资源的研究方面取得了大量的成果,为保护利用提供了科学依据.     

土壤健康评估指标、框架及程序研究进展

土壤健康已经成为土壤学中的研究热点。对土壤健康进行科学的评估是进行土壤健康管理和实现可持续发展目标的基础。然而，由于土壤具有多种属性和生态服务功能，科学的进行土壤健康评估面临着巨大的挑战。本文回顾了土壤健康概念的发展历程，总结了进行土壤健康评估的物理、化学和生物指标及其表征意义；介绍了目前常用的土壤健康评估框架及其适用性，梳理了土壤健康评估的一般程序，并指出我国未来的土壤健康评估应该关注碳汇指标、生物指标和环境指标。本文旨在为建立符合我国国情的土壤健康评估方法提供借鉴。     

Terrestrial ecosystem processes of Victoria Land, Antarctica

Terrestrial environments of Victoria Land, Antarctica are ideal systems to test hypotheses about the sensitivity of ecosystem processes to climate variability, and the relationships between soil biodiversity and ecosystem functioning because of their high sensitivity to climate change and their limited diversity. This region is also considered among the most pristine of ecosystems, and therefore may serve as an indicator for detecting the response of other ecosystems to global environmental change. Rates and controls over key ecosystem processes remain poorly documented over much of Victoria Land, but it is generally held that the distribution and functioning of soil communities are most limited by the availability of liquid water and organic carbon. Here we review examples of ecosystem processes from several sites in North and South Victoria Land and develop a regional synthesis accounting for variation in the availability of soil resources (i.e. liquid water, organic matter, inorganic nutrients). Variation in soil microclimate, organic matter, moisture and salinity encountered over gradients of coastal to interior sites, latitude, and soil chronosequences are the primary controls over the structure of soil communities and their functioning. Imbalanced stoichiometric nutrient ratios frequently encountered in Victoria Land ecosystems also contribute to limited distribution of soil biota, and where they occur these elemental imbalances indicate lower biological activity and little biotic control over bulk element ratios in soils. Priorities and future directions of Victoria Land soil and ecosystem research are also discussed.     

Some major developments in soil science since the mid-1960s

Although the science of soil was established about 150 years ago with the modern soil science taking off after the Second World War, the new Millennium has brought other challenges and new opportunities. Rapidly increasing population in countries that can least afford it have made them food-insecure. With inadequate inputs in agriculture, developing countries are degrading their lands rapidly and destroying ecosystems. Affluence in the richer countries has precipitated other problems hampering ecosystem functions and quality of land resources. These changing conditions have placed new demands on both the society and the soil science community. The latter has resulted in new areas of soil sub-disciplines such as land and soil quality, land degradation and desertification, cycling of bio-geochemicals, soil pollution assessment and monitoring etc. Advances in information technology have also enabled the science to meet the new demands of the enviro-centric world. In the last decade, noticeable changes are evident in methods and research priorities in the discipline. Soil resource assessment and monitoring is entering a new era, in terms of quality of information produced by new information technologies through the innovative use of Geographic Information Systems and remote sensing and significantly improving the acceptance and use of soil survey information. Electronic technology has dramatically increased the demand for and ability to process more data. Other innovations have resulted in quantitative approaches in soil genetic studies and demonstrated the integral role of soils in ecosystems. For global and regional resource assessment, concepts and procedures were refined. The World Reference Base for soil classification and the Global Soil and Terrain Database are the first steps towards standardisation and a more detailed assessment of global soils. The global assessment of human-induced land degradation and vulnerability to desertification are benchmark products of the databases. Environmental pollution and its effects on human and ecosystem health have become public concerns and soil science has contributed to localising, quantifying, and developing mitigation technologies to address the problems. The challenges of climate change and the charge to maintain ecological integrity have been met with technologies such as conservation tillage, agroforestry, precision agriculture etc. New concepts such as multi-functionality of land, soil quality, sustainability of agriculture and carbon sequestration, have emerged leading to new management strategies and an enhanced quality of life.     

中国土壤信息共享研究——1:400万中国土壤分布式查询数据库

基于INTERNET网络的信息高速公路的开通,为土壤资源信息网络化和共享提供基础条件,从而避免低水平的重复投资、重复建设,充分发挥土壤信息在国家建设、农业发展、生态环境保护、资源合理利用、科学研究和国内外同行学术交流中的作用。本研究利用当前世界上最流行的客户端/服务器,分布式查询的网络通信模型,以标准化的土壤信息为基础,采用先进的 Web GIS、ASP和Frontpage等网页编辑和发布技术去达到并实现 1:400万中国土壤空间信息和属性信息的分布式动态查询、静态查询和远程用户进行图形查询与编辑的目的。通过本项目的研究为促进中国土壤信息的标准化、规范化和网络共享提供了理论与方法论。     

中国土壤有机碳密度和储量的估算与空间分布分析

基于 1∶40 0万的《中华人民共和国土壤图》和第二次土壤普查数据 ,运用地理信息系统技术 ,对中国土壤有机碳密度及储量做出估算 ,并且分析了土壤有机碳密度的空间分布差异。结果表明 :10 0cm深度的土壤有机碳密度介于 1 19kgm- 2 到 176 46kgm- 2 之间 ,2 0cm深度的土壤有机碳密度介于 0 2 7kgm- 2 到53 46kgm- 2 之间 ;10 0cm和 2 0cm深度的土壤有机碳储量分别为 84 4Pg (1Pg =10 15 g)和 2 7 4Pg ;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性 ,东北地区、青藏高原的东南部、云贵高原等森林、草甸分布的地区有机碳密度最高 ,准噶尔盆地、塔里木盆地、阿拉善高原与河西走廊、柴达木盆地等沙漠化地区的土壤有机碳密度最低 ;土壤有机碳密度的空间分布主要受气候、植被以及人类活动的影响     

红壤丘陵区不同植被恢复模式土壤理化性质相关分析

南方红壤丘陵区土壤侵蚀严重,成为我国生态系统退化地带之一,为了探讨植被恢复模式与土壤理化性质改良关系,合理利用丘陵区土地,本文研究了草本、果树、果树+草、果树+草+农作物和果树+农作物等不同植被恢复模式对土壤物理及化学性质的影响,并运用灰色关联分析方法对不同恢复模式的土壤理化性质进行相关分析。研究结果表明:不同植被恢复模式土壤理化性质影响差异显著,百喜草全园覆盖的草本模式改良土壤理化性质的综合效应最佳,然后依次是果树+农作物、果树+草+农作物、果树+草。横坡套种土壤改良效应明显优于纵坡套种,全区覆盖处理优于带状覆盖处理。南方丘陵区侵蚀劣地植被恢复,可以优先考虑恢复百喜草的草本模式和果树+农作物模式,尤其是,果树+横坡套种农作物模式适宜在南方丘陵区大力推广。     

中国土壤生物学研究的回顾与展望

土壤生物是土壤发生与发展的重要推动力,是土壤生态系统中最为活跃的组成部分。本文在系统查阅近10年来国内外土壤生物学文献的基础上,分析了中国土壤生物学研究的现状特点,从土壤生态学、土壤生物化学、土壤微生物学、土壤?植物系统、土壤动物学几个方面概括了土壤生物学研究的主要进展。结合国际土壤科学发展的前沿和热点问题,建议重点开展土壤生物与全球环境变化、土壤生物与土壤质量、土壤生物多样性与生态功能、微生物宏基因组学与活性物质开发、土壤污染与生物修复、土壤酶学与元蛋白质组技术等方面的研究。