耕地分等方法的改进与合理性探讨——以闽侯县为例

借助GIS和数学模型集成技术,通过方法改进、数据更新和因子体系完善等手段,重新评价区域耕地等别,并与旧分等成果进行对比分析,探讨区域耕地分等改进的合理性.结果表明:闽侯县基本农田保护区耕地质量总体水平不高,以中低质量等别耕地占优势;评定方法改进后闽侯县高、中、低质量等别耕地地理空间分布更合理,质量等别与实际土种类型的肥力和产出水平也更加吻合;耕地分等结果更符合客观实际.     

基于分等成果的区域耕地质量等级折算系数研究——以南方丘陵山地区闽侯县为例

利用闽侯县耕地地力样区调查资料和改进的耕地分等成果,进行闽侯县耕地等级折算系数研究.结果表明,闽侯县及其因素指标区耕地利用等指数与农作物年标准粮产量关系拟合的最佳模型是对数函数模型,其拟合效果最好,均达极显著水平(r=0.969-0.870).全县及丘陵山地、山间盆地和沿海平原区最高和最低质量耕地折抵系数分别为4.94、5.22、3.64和1.60.     

基于大比例尺数据库的福建省耕地土壤固碳速率和潜力研究

明确土壤固碳速率和潜力是制定耕地固碳减排措施的基础。以我国典型亚热带地区—福建省不同地理位置的闽侯、浦城、同安、武平和永定5个县为研究区,运用生物地球化学过程模型DNDC（DeNitrification and Decomposition）,模拟这5个县在目前区域尺度最详细的1:5万土壤数据库下1980─2009年和2010─2039年有机碳动态变化,并运用尺度上推的方法估算出全省耕地土壤固碳速率和潜力。结果表明,福建省耕地土壤1980─2009年的固碳总量为7.37 Tg,而2010─2039年的固碳潜力为7.04 Tg,两个时段的年均固碳速率分别为：190 kg·hm-2和176 kg·hm-2,说明目前的农田管理措施有利于研究区长期固碳。其中,水稻土和盐渍水稻土分别在土类和亚类级别中固碳速率最大,不同时段均大于175 kg·hm-2·a-1;而红壤在土类和亚类级别中固碳速率皆最小,不同时段均小于3 kg·hm-2·a-1。总体来看,1980─2009年和2010─2039年水稻土的固碳总量均占全省耕地固碳总量的92%以上,是今后制定固碳减排措施的重点。     

基于1:5万数据库的福建省土壤全氮密度及储量估算研究

土壤全氮对于全球温室效应和水体富营养化具有重要的调控作用。基于福建省第二次土壤普查3 082个剖面数据和最新建立的1:5万大比例尺矢量土壤图,对全省土壤全氮储量进行了估算。结果表明：福建省土壤总面积为12.08×106 hm2,表层（0~20 cm）和剖面（0~100 cm）土壤的全氮密度分别为0.35 kg?m-2 和0.97 kg?m-2,储量为42.06 Tg和116.83 Tg。全省土壤全氮密度整体呈自北向南逐渐递减的趋势,且沿海低而内陆高。从不同土壤类型来看,山地草甸土的表层和剖面全氮密度最高,分别为0.85 kg?m-2和2.09 kg?m-2;而风沙土的表层和剖面全氮密度最低,分别为0.11 kg?m-2和0.27 kg?m-2。从不同行政区来看,南平市和龙岩市的表层土壤全氮密度最高,分别为0.40 kg?m-2 和 0.39 kg?m-2,而南平市和三明市的剖面土壤全氮密度最高,分别为1.19 kg?m-2 和 1.11 kg?m-2。总体而言,福建省土壤全氮密度和储量空间分布差异很大,今后可依据不同行政区和土壤类型的全氮分布制定合理的施肥管理措施。     

基于灰色关联-结构方程模型的土壤酸化驱动因子研究

准确揭示区域耕地土壤酸化的关键驱动因素对于耕地土壤酸化调控和质量提升具有重要意义。以福建省为研究区域,在利用1:5万省域耕地土壤类型空间数据库、1982年36 777个和2016年56445个耕地表层调查样点土壤属性数据以及气象站点相关气候要素、酸雨监测点降水pH和化肥施用量等数据建立省域耕地土壤酸化及其可能影响因素空间数据库基础上,借助灰色斜率关联和结构方程分析模型,深入探讨1982—2016年间福建省耕地土壤酸化的关键驱动因素。灰色斜率关联分析结果表明,年均单位面积施肥量、土壤阳离子交换量(CEC)、土壤黏粒、年均降水量、降水年均pH和土壤有机质等6个因子是福建省耕地土壤酸化的主要驱动因素;结构方程模型分析进一步阐明大量施用化肥、多雨气候条件以及酸雨是加速福建省耕地土壤酸化的关键驱动因素。合理优化施肥结构实现科学减量施用化肥和严控工业酸性废气排放控制酸雨形成是减缓福建省耕地土壤酸化的必要途径。     

福建省土壤有机碳储量估算的尺度效应研究

土壤有机碳储量的准确估算对于研究全球碳"源/汇"动态变化至关重要,但目前使用大、中、小系列比例尺土壤数据库对我国亚热带土壤有机碳储量估算的影响并不清楚。基于此,选择位于亚热带地区的福建省作为研究区,系统分析1∶5万、1∶20万、1∶50万、1∶100万、1∶400万、1∶1 000万6种目前我国常用制图尺度土壤数据库对有机碳储量估算的影响。结果表明:6个制图尺度下表层土壤(0~20 cm)的有机碳储量为:552、637、573、573、614和549 Tg C;剖面土壤(0~100 cm)的有机碳储量为1 396、1 502、1 321、1 395、1 508和1 532 Tg C。不同土壤类型下受制图尺度影响最大的是粗骨土,表层和剖面的有机碳储量相对偏差分别达到8.88×10~5%和8.13×10~5%。不同行政区下表层和剖面受制图尺度影响最大的分别是厦门市和福州市,表层和剖面的有机碳储量相对偏差分别为26.44%和27.97%。总体而言,制图尺度的不同将会对福建省土壤有机碳储量估算造成很大影响,这也进一步说明了亚热带地区选择适宜的制图尺度是十分必要的。     

基于土地适宜性和固碳需求的紫云英种植布局研究:以福建省浦城县为例

藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径,紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累,且培肥地力,但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区,借助GIS与修正的加权指数和、动态聚类等数学模型集成技术,在基于1∶5万比例尺的区域紫云英用地适宜性评价和耕层土壤碳密度分析的基础上,以适宜性和耕层土壤有机碳密度为指标,遵循最适宜生长和耕层土壤碳密度较低的耕地优先安排为种植用地的原则,将研究区紫云英优化种植区划分为优先、次优先和一般种植区。结果表明,研究区81.82%的耕地不同程度地适宜种植紫云英,耕层有机碳密度介于2.50~5.74 kg×m~(-2),空间差异较为明显。经优化布局的研究区紫云英用地面积占耕地总面积的59.72%,以优先种植区和次优先种植区占优势,分别占研究区紫云英优化布局用地总面积的25.72%和50.34%;其中耕地土壤固碳培肥需求较为强烈的莲塘、水北、古楼、永兴和忠信等乡镇可作为紫云英重点种植区,富岭、仙阳、石陂和九牧等乡镇可作为紫云英种植的后备种植区。基于土地适宜性和固碳需求,择优选取紫云英适宜种植区域,对于其高效种植利用、区域耕地土壤有机质提升计划的科学实施以及耕地质量的有效提高具有重要指导意义。     

基于GIS 技术的福建省豆科主要 珍贵树种用地优化布局研究

以福建省现状林地、园地、草地和部分未利用地为研究对象,根据花榈木、红豆树、降香黄檀3个豆科珍贵树种生长的立地要求,从地形、气候、土壤和社会经济4个方面选取评价因子,借助GIS技术和修正的加权指数及模型对福建省豆科主要珍贵树种进行用地适宜性评价。在此基础上,屏蔽不适宜用地,基于"适地适树"的用地优化布局理念,采用优势适宜性指数和K均值聚类分析相结合的方法,开展福建省豆科主要珍贵树种用地优化布局研究,将花榈木、红豆树和降香黄檀适宜用地分别划分为优先种植区、次优先种植区和一般种植区3个等级,制作福建省豆科主要珍贵树种用地优化布局图,并进行分区评述。     

复杂地貌类型区耕地土壤有机质空间插值方法研究

选择适宜区域特征的高效点面拓展模型对揭示土壤属性空间分布规律具有重要意义。根据不同地貌类型特征在福建省各地级市选取了9个典型县(市、区),利用2008年采集的29 320个样点数据系统评价不同空间插值方法对耕地土壤有机质含量推算精度的影响。结果表明,福建省各典型县耕地土壤有机质平均含量为27.83 g kg-1,变异系数为37.87%,半方差函数以指数模型拟合效果最佳;全省平原或盆地、丘陵和山地分布面积相当的地区(如闽侯县、建瓯市、永定县、涵江区、福鼎市)采用泛克里格法插值的精度较高,山地为主的地区(如大田县)采用简单克里格法插值的精度较高,而以平原、台地为主的地区(如南安市、同安区、漳浦县)采用普通克里格或张力样条函数法插值的精度较高。     

不同秸秆还田率情境下亚热带水田土壤的“碳汇”贡献模拟研究

明确不同秸秆还田量对土壤“碳汇”的贡献大小是合理制定农业碳中和措施的基础。以我国典型亚热带地区——福建省水田土壤为研究对象，基于2016年15833个土壤样点实测数据和目前该地区最详细的1︰5万大比例尺土壤数据库，运用农业生态系统中广泛使用的DNDC(DeNitrification and DeComposition)模型模拟了不同秸秆还田率下全省未来的土壤有机碳动态变化。结果表明，2017—2053年传统管理(15%)以及秸秆还田30%、50%和90%下水田土壤的年均固碳速率分别为173、302、478和838 kg·hm^-2，固碳总量分别为11.56、20.15、31.90和55.95 Tg。从土壤亚类来看，咸酸和盐渍水稻土的年均固碳速率最大，不同秸秆还田率下介于220～920kg·hm^-2·a^-1之间；而渗育和潴育水稻土的固碳量最大，不同秸秆还田率下合计介于9.45～45.52 Tg之间，约占研究区总固碳量的81%。从行政区来看，龙岩、泉州两个地级市的固碳速率和总量均最大，不同秸秆还田率下均分别在202～937 k...