基于土地利用和覆被变化的黄河三角洲土壤质量预警研究

该文通过1987和2002年黄河三角洲土地利用和覆被变化与土壤肥力变化的对比分析，探讨土地利用和覆被变化对土壤肥力的影响。研究结果表明：土地利用和覆被变化对土壤肥力变化有直接影响，耕地转为林草地、建设用地、盐荒地和沙地，土壤肥力均有下降趋势；林草地转为滩涂的土壤肥力明显下降，转为盐荒地的略有下降；沙地转为耕地的土壤肥力明显提高，转为林草地有下降趋势，转为盐荒地的略有提高或不变；盐荒地转为耕地的土壤肥力有较大的提高，转为林草地的保持不变或稍有下降，转为沙地的稍有提高，转为建设用地的略微下降；滩涂转为盐荒地的土壤肥力保持不变或略微下降，转为林草地的稍有提高。     

不同有机物覆盖对滨海盐渍土改良效应的研究

为研究有机物覆盖对滨海盐渍土的改良效应,筛选适宜的覆盖还田组合,通过玉米田间试验,选用小麦秸秆(A)、长度30 cm玉米秸秆(B_1)、长度50 cm玉米秸秆(B_2)、玉米整杆(B_3)、杂草(T)5种类型,设计0.3kg/m~2(F1)、0.6 kg/m~2(F_2)、0.9 kg/m~2(F_3)、1.2 kg/m~2(F_4)4种梯度覆盖量,以常规耕作为对照,研究不同处理对土壤盐碱状况和玉米产量的影响。结果表明:有机物覆盖0~40 cm土体含盐量降低幅度较大,抑制盐分表聚效果明显;A、B_1、T与B_2、B_3分别在覆盖量为0.9 kg/m~2与1.2 kg/m~2时抑盐效果较好。T对土壤pH的提升效果较明显,A、B_1、B_2、B_3对土壤pH影响与对照差异不显著。有机物覆盖不同程度提高了玉米产量,覆盖类型和覆盖量都是影响玉米产量的显著性因素,玉米产量随覆盖量的增加先升高后降低,覆盖量为0.9 kg/m~2时达到产量较高水平,较优处理增产效果表现为AF_3TF_3B_1F_3B_2F_3B_3F_3,AF_3处理分别比TF_3、B_1F_3、B_2F_3和B_3F_3处理高23.26%、32.87%、145.92%和175.81%。建议在生产中采用每平方米覆盖0.9 kg小麦秸秆进行处理。     

济宁煤矿区采煤塌陷对土壤有机碳的影响

采煤造成地表塌陷,原地貌发生大的变化,土壤受到严重扰动,致使土壤养分转化和迁移发生较大的空间变异,而土壤有机碳的变化是表征土壤养分的关键因子。土地塌陷对土壤有机碳的影响逐渐成为复垦土壤质量的研究热点问题。本研究选择济宁兖州煤矿区典型塌陷区,采集不同坡位和不同深度的土壤样品,分析土壤有机碳在坡面和垂直剖面上的分布特征及影响因素。结果表明:(1)在坡面上,土壤有机碳呈现出从坡顶到积水边缘迁移,先降低再升高,在塌陷中心富集的变化趋势,采煤塌陷对坡中和坡底部位的土壤有机碳含量影响差异显著(P0.05);(2)在垂直剖面上,土壤有机碳含量随着土壤剖面层次的加深而降低,有机碳含量主要集中在0~20 cm土层,占整个土层(0~60 cm)的65.9%,显著高于20 cm以下各层次的有机碳含量(P0.05);(3)土壤的不同性质空间变异程度大小排序大致为:有机碳热导率含水量容重pH值;(4)土壤有机碳与容重、含水量、pH值、热导率均呈负相关关系,其中与含水量的相关性达到显著水平,相关系数为-0.493*(P0.05),与容重和pH值达到极显著相关,相关系数分别为-0.699**、-0.684**(P0.01),与热导率的相关性不显著。土地塌陷产生的地面坡度已经引起土壤有机碳的流失,土壤肥力下降,土地生产力也随之下降。     

基于决策树分类的济宁市土壤有机碳遥感反演

本研究利用Landsat 8遥感影像数据以及土壤有机碳实测数据,以研究区表层0~20 cm土壤的有机碳含量为研究对象,通过SPSS的多元线性回归分析,建立预测模型:Ysoc=23.448+65.958b1-67.703b4-21.778b7(R2=0.744,P0.01);进而采用基于ENVI的波段运算及决策树分类法,获取了济宁市土壤的有机碳含量与分布状况。结果表明:(1)研究区的土壤有机碳含量平均约为12.45 g/kg,处于中等偏下水平,部分地区有机碳含量接近于零,微山县和任城区含量最高;(2)研究区有机碳含量主要集中在12~18 g/kg,面积约为6 165.13 km~2,占研究区土地总面积的59.99%,分布最为广泛,在各个县区均有分布。     

不同利用方式下复垦土壤的有机碳组分空间分布特征

以济宁市粉煤灰充填复垦中的园地、耕地和林地为研究对象,研究不同利用方式对复垦土壤的有机碳组分空间分布的影响。通过现场分层采集土样和室内化验指标,研究有机碳组分(WDOC、POC、MOC、LFOC、HFOC、MBC)在不同利用方式土壤中的空间分布特征。结果表明:(1)3种利用方式的全碳(TC)、土壤有机碳(SOC)和土壤有机碳密度(SOCD)均偏低于对照耕地。不同利用方式之间TC、SOC和SOCD的大小关系均为复垦园地复垦林地复垦耕地。(2)不同利用方式之间有机碳组分差异明显(P0.05),SOC与各组分之间均表现为极显著正相关,且关系密切。通过对组分进行相关性分析、比重分析和敏感性分析发现,MOC和HFOC的含量偏低是导致复垦土壤有机碳低于对照耕地的根本原因。(3)根据有机碳组分丰富度指数发现,复垦园地的组分在0—40cm土层恢复较好,复垦林地在40—60cm土层恢复较好,复垦耕地恢复效果一般。在0—60cm土层的综合指数上表现为复垦园地复垦林地复垦耕地。通过对3种利用方式的有机碳组分空间分布特征进行分析后发现,在济宁市平阳寺镇的粉煤灰充填复垦地中,利用成园地效果最好,值得进一步推广。     

煤矿区土壤有机碳含量的高光谱预测模型

可见—近红外光谱已被证明是一种快速、及时、有效的土壤有机碳含量预测工具。利用Field Spec4对济宁鲍店矿区的104个土壤样品进行光谱测量,采用Savitzky-Golay卷积平滑(SG)、多元散射校正(MSC)及数学变换等多种方式组合对光谱预处理,并运用偏最小二乘回归分析建立土壤有机碳含量预测模型,进而探讨煤矿区土壤有机碳含量的高精度预测方法。结果表明:(1)不同的光谱预处理方法对建模结果影响差异较大,建模结果以SG加MSC预处理再结合光谱反射率的一阶微分变换最优,建模R~2=0.86,RMSE=2.0g/kg,验证R~2=0.78,RMSE=1.81g/kg,RPD=2.69。(2)倒数和倒数的对数与土壤有机碳含量的相关性曲线接近重合,与反射率曲线成反比,但是建模效果远低于反射率;光谱反射率的一阶微分能明显提高500~600nm波段相关性。(3)光谱反射率随土壤有机碳的含量减少而增大,当有机碳含量较低时,其波谱的近红外波段反射率响应能力也随之降低,反射率直接建模难度加大。     

不同秸秆还田方式对滨海盐渍土水盐运动的影响

为了探究不同秸秆还田方式对滨海盐渍土水盐调控机制,设置4种处理方式:秸秆覆盖（P）,秸秆深埋（S）,秸秆覆盖+深埋（T）,常规耕作（CK）,以CK为对照,通过大田试验研究不同处理下冬小麦生育期内土壤水盐运动及其对冬小麦产量的影响。结果表明:秸秆还田增加了土壤储水量,P,S和T处理0-70 cm土层生育期储水量均值高于CK处理8.28 mm,6.86 mm和13.76 mm;冬小麦前中期对0-30 cm土层保墒效果明显,随生育期的推移各处理间差异及土壤含水率均逐渐减小。秸秆还田抑制了土壤盐分表聚,T处理可显著降低0-50 cm土层土壤含盐量,生育期含盐量均值低于P,S和CK处理41.24%,32.08%和52.77%,淡化土壤耕层效果明显;S处理对0-30 cm土层脱盐效果优于P处理。秸秆还田改善土壤水盐状况,显著增加了冬小麦产量,产量表现出T > P > S > CK的顺序。T处理改善土壤水盐状况和提高产量表现较优,为试验的最佳处理方式。     

基于修正介电常数模型的煤矿区复垦土壤压实评价

模拟复垦机械对试验区土壤进行不同程度的压实,在探地雷达获取土壤介电常数的基础上,检验并修正了4种经典复合介电常数模型,并结合野外试验对修正后的模型通用性进行了验证。结果表明,土壤介电常数与土壤压实指标(土壤紧实度、容重、孔隙率等)相关系数89%,可以表征土壤压实状况;原有复合介电常数模型虽然存在误差不能直接使用,但模型计算值与实测值相关系数0.99,修正后二者拟合误差1%;在野外试验中,基于修正后的介电常数模型反算的土壤压实指标(容重、孔隙率)与实验室测量值误差率5%,通用性较好。表明在科学布设测线以保证探地雷达准确获取土壤介电常数的前提下,可以通过修正后的复合介电常数模型对煤矿区复垦土壤压实状况进行全面客观的评价。     

不同复垦方式下土壤无机磷的空间分布特征

以济宁地区引黄充填复垦、引湖充填复垦和预复垦3种复垦方式样地土壤为研究对象,通过分层采样和室内分析,研究不同复垦方式下土壤无机磷(Ca2-P、Ca8-P、Al-P、Fe-P、O-P、Ca10-P)的空间分布情况,并找出影响复垦土壤速效磷偏低的原因。结果表明:(1)3种复垦方式下的复垦土壤全磷含量在0.42~0.77g/kg之间,土壤速效磷含量在0.65~5.22mg/kg之间,复垦土壤全磷含量丰富而速效磷含量偏低;(2)复垦土壤中各无机磷形态以难被植物利用的Ca10-P和O-P含量最高,易被植物利用的Ca8-P和Ca2-P含量最少,不同复垦方式下的土壤各无机磷形态含量略有差别,与一般土壤相比,复垦土壤中第二磷源Ca8-P含量占到3%,比重相对降低,难利用磷源O-P含量占到32%,比重大幅升高;(3)复垦土壤无机磷总量和各形态无机磷含量在表层积累,随土层加深,其含量和有效性呈逐渐降低的趋势,其中引黄充填复垦和引湖充填复垦无机磷含量和有效性优于预复垦;(4)复垦土壤中速效磷含量与土壤压实度呈显著性负相关,相关系数r=-0.554*(p0.05),与难溶性Ca10-P呈极显著性正相关,相关系数r=0.650**(p0.01)。复垦土壤压实度偏高和有效磷源含量缺乏造成复垦土壤全磷含量丰富而速效磷偏低,比较而言,预复垦方式受到更多的机械碾压而磷素状况更差。     

免耕的土壤适应性

本文对影响免耕的有利和不利条件进行了讨论 ,分析不同土壤对免耕的适应性