黄淮海旱作区土壤压实度空间分布特征及其影响因素

为探究旱作区农田不同层次土壤压实度特征,基于2017年采集的255个土壤样品,运用Mann-Kendall突变检验法、地统计学和冗余分析等方法,探究黄淮海旱作区耕作层和压实层空间分布特征,分析不同层次的土壤压实度的空间变异特性及影响因素,并提出了最佳土壤压实度范围。研究结果表明:旱作区耕作层和压实层厚度均呈现由北向南递增的趋势,耕作层最大厚度可达22.50 cm,最低仅有10.21 cm;压实层厚度最大可达17.50 cm,最小值也达到7.50 cm。从不同层次来看,耕作层和压实层的压实度具有空间分布一致性,耕作层压实度高值区主要分布在河南省东部、安徽北部及河北北部地区,最大值可达87.68%以上,低值区则主要集中在山东西北部以及河北南部地区。和压实层压实度相比,耕作层压实度是影响粮食产量的主要因素,且在70%～80%时获得较高产量。分析表明,土壤压实度受到年降水量、平均气温、土壤自然属性等环境因子和机械耕作等人为因素综合作用的影响。研究结果可为黄淮海农田土壤压实情况的改善及管理措施的科学制定提供理论支撑。     

基于Citespace的宅基地整理研究进展

为了解我国宅基地整理的研究现状及发展趋势,以"宅基地复垦"、"宅基地整理"、"宅基地重构"、"宅基地空间布局优化"、"农村居民点复垦"、"农村居民点整理"、"农村居民点重构"、"农村居民点空间布局优化"为搜索词,检索CNKI核心数据库1998—2020年发表的相关文献资料,并利用Citespace软件对获得的文献从发文量、合作特征、关键词、路径演进分析、突显词等方面进行可视化分析和文献梳理。结果表明:1)我国宅基地整理研究领域已受到国家层面的高度关注和重视,且合作团体已初步形成;2)当前研究热点主要集中在宅基地整理的潜力测算与规划、不同地区宅基地整理模式的探索以及宅基地整理相关政策的研究;3)宅基地整理目前分为3个发展阶段,分别为起步期(1998—2005年)、发展期(2006—2013年)、稳定期(2014—2020年),各时期侧重点有所不同。总之,当前宅基地整理的前期规划研究比较深入,未来应进一步开展中后期的整理措施以及整理模式研究,同时完善相关政策法律并兼顾农户意愿。     

基于CWT-sCARS的东北旱作农田土壤有机质高光谱反演

精准高效获取不同类型土壤的有机质含量,对促进东北土壤退化防治和耕地质量提升有重要意义.本研究以东北旱作农田典型土壤类型为研究对象,采集了黑土、黑钙土、潮土和棕壤共118个土壤样品,采用倒数对数、一阶微分、连续统去除和连续小波变换分别对其光谱曲线进行预处理.通过稳定性竞争自适应重加权采样(sCARS)算法筛选敏感波段,并...     

基于最小数据集的东北旱作区耕层质量评价与障碍诊断

为准确评价东北旱作区耕层质量特征,针对全部初选指标采用主成分分析法（PCA）建立了东北旱作区耕层质量评价的最小数据集（Minimum data set, MDS）,并运用最小数据集耕层质量指数（MDS-Plough horizon integrated quality index, MDS-PHIQI）和障碍因子诊断模型对研究区耕层质量及主导障碍因子进行分析。结果表明：东北旱作区耕层质量评价的最小数据集由土壤有机质含量、全氮含量、有效磷含量、粘粒含量、耕作层穿透阻力和压实层厚度组成,最小数据集可替代全部初选指标对东北旱作区耕层质量进行评价;东北旱作区耕层质量指数分布在0.10~0.53之间,均值为0.30,整体处于低和中等水平。东北旱作区合理耕层指标参数的适宜范围为：有机质质量比大于等于37.16g/kg,全氮质量比大于等于1.75g/kg,有效磷质量比大于等于26.38mg/kg,粘粒质量分数为4.60%~6.19%,耕作层穿透阻力小于等于364.56kPa,压实层厚度小于等于8.18cm。东北旱作区粮食产量低产区耕层多存在结构型障碍,中产区耕层结构型障碍和养分限制共存,而高产区耕层主要表现为养分限制型障碍。整体来看,研究区耕层质量的主要障碍因素为耕作层穿透阻力、土壤全氮含量、有机质含量,需针对上述指标采取针对性的耕作和培肥措施。     

基于云遗传BP神经网络的黄淮海旱作区土壤有机质预测精度分析

为探究提高土壤有机质预测精度的方法,以黄淮海旱作区为研究对象,分别运用云遗传BP神经网络、BP神经网络和GABP神经网络三种方法比较不同土层的土壤有机质预测精度。结果表明:1)不同土层土壤有机质值的数据分布与正态分布相比具有不同程度的向右偏移,不同土层土壤有机质均属于中等程度变异;2)不同土层土壤有机质的半方差函数最优拟合模型均为指数模型,不同土层土壤有机质的结构因素与随机因素对空间变异的影响大小基本一致,空间自相关性较弱;3)结合云模型与遗传算法的BP神经网络对0～10、10～20、20～30cm土层土壤有机质的预测精度均得到了一定提升,而对30～40cm土层土壤有机质的预测精度则提升不明显,可能是由于30～40cm土层土壤有机质变异系数超过了一定范围所造成。研究结果可为提高土壤有机质的预测精度提供参考,并为进一步调整耕地管理措施及提高土壤质量水平提供依据。     

基于知识图谱的土壤中抗生素研究进展分析

为了解当前国际上关于土壤中抗生素研究的现状与趋势，以Web of Science核心数据库为基础，借助引文分析软件CiteSpace对1941—2018年的相关研究成果进行了计量学和可视化分析，绘制知识图谱，揭示土壤中抗生素研究的发展和知识结构。结果表明：土壤中抗生素的研究主要经历了起步探索期（1941—1989年）、平稳发展期（1990—2002年）和快速增长期（2003—2018年）三个阶段；该研究方向受到多学科、多领域的广泛关注，跨学科交叉研究将会是后续研究的主要突破点；当前已形成联系紧密的土壤中抗生素研究核心作者群，且中国科学院发文量最多，而美国和德国的研究成果影响力最大；研究热点主要侧重于土壤中抗生素的种类及残留水平分析、环境行为模拟、生态毒性及抗性基因影响与控制等主题。研究表明，土壤中抗生素研究仍存在一些亟需解决的问题，建议结合创新性方法（技术）深入开展土壤中抗生素的研究，切实解决抗生素滥用导致的一系列生态风险和人体健康问题。     

基于最小数据集的黄淮海旱作区耕层土壤质量评价及障碍分析

为探究黄淮海旱作区耕层土壤质量特征,基于土壤物理、化学及剖面特征,建立黄淮海旱作区耕层土壤质量评价指标体系,运用主成分分析法构建耕层质量评价指标的最小数据集（minimum data set,MDS）,结合障碍因子诊断模型揭示黄淮海旱作区耕层土壤质量特征及其障碍因素。结果表明：1）研究区耕层土壤质量评价最小数据集由土壤有机质、土壤阳离子交换量、土壤pH、耕作层厚度、耕作层穿透阻力和耕作层压实度构成,基于最小数据集和全指标数据集的耕层土壤质量指数间显著正相关（R²=0.61,P＜0.05）,Nash有效系数和相对偏差系数分别为0.601和0.181,表明最小数据集的指标能够代替全部数据集指标对黄淮海旱作区耕层质量进行评价;2）研究区耕层土壤质量总体处于中等水平,质量指数为0.25～0.61;适宜耕层各项指标如下：耕作层厚度不小于17.20 cm,耕作层穿透阻力不大于896.10 kPa,耕作层土壤压实度不大于78.01%,pH值为8.01～9.37,有机质不小于17.87 g/kg,阳离子交换量不小于21.13 cmol/kg;3）黄淮海旱作区存在明显的障碍类型,耕层障碍可分为薄化紧实与养分贫瘠障碍耕层、养分贫瘠耕层、土壤紧实型耕层3类。其中有机质含量低、阳离子交换量低、耕作层压实度过高是黄淮海旱作区耕层质量主要障碍。研究为黄淮海旱作区耕层土壤质量提升和改善提供理论支撑。     

黄淮海旱作区农田耕层土壤结构特征与其影响因素

为探究黄淮海旱作区农田耕层结构特征,基于土壤穿透阻力数据,运用地统计学、Mann-Kendall突变检验法等方法,识别了旱作区农田压实层的位置及厚度,并探究了压实层和耕作层的空间变异特征及其影响因素.结果表明:土壤容重、含水率和土壤质地是穿透阻力的主要影响因素.和表层土壤相比,深层土壤穿透阻力更易受含水率和土壤质地的影...