利用数字土壤制图技术评价桉树林土壤肥力

精细的土壤肥力空间信息有助于森林质量精准管理.本研究以广西高峰桉树林场为研究区,利用数字土壤制图技术对研究区主要肥力因子空间分布进行数字制图,在此基础上,应用灰色关联度模型对桉树人工林土壤肥力进行了综合评价.结果表明:研究林场的土壤肥力质量较好,土壤肥力水平2级和3级林地面积占总面积的68.6％,1级和4级林地面积占2...     

连云港市云台山宜林荒山立地质量分类及评价

以江苏省连云港市云台山22个宜林荒山地段为研究对象,共选取了16个立地因子,将其分成宏观因子和微观因子分别进行立地质量分类及评价,最后再综合起来评价。评价结果表明,22个地段最终分成5类。第1类主要特征为土层中上偏厚,宏观立地质量相对较好,土壤质量中等,包括2个地段;第2类为土层中上偏厚,宏观立地质量相对较好,土壤质量差,包括4个地段;第3类为土层中下偏薄,宏观立地质量相对一般,土壤质量中等,包括7个地段;第4类为土层中下偏薄,宏观立地质量相对一般,土壤质量差,包括7个地段;第5类主为土层非常薄,宏观立地质量很差,土壤质量中等,包括2个地段。综合分析表明,研究区立地质量整体不高,今后绿化造林任务十分艰巨。     

森林土壤研究的进展

国内外森林土壤学研究重点是土壤与森林间相互关系的规律性以及如何把土壤科学研究新成果应用于林业生产。近几年来,我国在森林资源、森林立地分类与质量评价、森林土壞生态定位和林木施肥等研究方面取得了进展。今后应着重围绕森林土壤定位、森林立地分类和质量评价、适地适树预报林地生产力, 促进林木速生丰产的施肥技术和生物固氮等方面进行研究。     

轮作模式在农耕区土壤有机质推测制图中的应用

人类活动近年成为数字土壤制图亟需考虑的要素。本文以农业活动中轮作模式为例,将轮作信息应用于数字土壤制图,探讨其对土壤空间变异刻画的有效性。以安徽宣城两个县市的耕地平区为研究区,通过野外调查获得近年三种主要轮作模式,基于监督分类对多期遥感影像解译得到轮作类型空间分布图,使用方差分析探讨轮作对土壤表层有机质空间变异是否有显著性影响,采用随机森林重要性指标对自然环境因子、轮作模式、土地利用方式和归一化植被指数进行重要性排序,并构建不同的环境因子组合,利用基于相似度的土壤推测模型和随机森林模型进行制图和交叉验证。结果表明,轮作模式对土壤表层有机质有显著性影响,其重要性排序为第二,引入轮作使得基于相似度的土壤推测模型和随机森林模型制图精度分别提高4.8%~65.9%和1.9%~2.7%。     

基于植被重建的宁东矿区煤矸石山立地类型及其特征

[目的]研究煤炭开采形成的煤矸石山占压土地并造成的地表植被破坏,正确划分煤矸石山立地类型,为矿区生态恢复与重建提供依据。[方法]以宁东矿区煤矸石山为研究对象,选取微地形、海拔、覆土厚度、土壤质地等10个立地因子进行调查分析,利用主成分分析和聚类分析等方法,划分煤矸石山立地类型。[结果]应用主成分分析法确定出主导立地因子为:微地形、覆土厚度、土壤质地;再依据主导因子对研究样地进行聚类分析划分出宁东矿区煤矸石山3个立地类型组,5个立地类型亚组,8个立地类型。煤矸石山平台面积较大,边坡坡度32°～40°之间,覆土厚度多在30 cm以上,土壤田间持水量16.82%～34.85%,全K含量34.29～46.61 g/kg,属于极高水平,全P含量0.31～0.62 g/kg,为中下或低水平,而土壤有机质、全N含量均属于极低水平,煤矸石山土壤偏碱性。[结论]在宁东矿区煤矸石山重建时应因地制宜,覆土砾石含量较少时,选择以乔木为主的乔灌型混交模式,或以灌木为主的灌木林或灌草型;砾石含量较多时,选择以草本为主的灌草型;土壤为轻砾石土时,撒播草籽。     

基于多源辅助变量和随机森林模型的表层土壤全氮分布预测

土壤全氮与土壤质量和肥力密切相关,准确掌握土壤全氮的空间分布特征对精准农业管理措施的实施具有重要意义。以寻乌县为研究区域,利用随机森林(RF)和随机森林残差克里格(RFRK)方法,结合地形因子、地理坐标、遥感因子、气候因子、距离因子和土壤理化因子等多源辅助变量,对寻乌县表层土壤全氮的空间分布进行预测和制图,并在迭代100次模型后对比了两种模型的预测精度。结果表明,在选择的4种模型精度指标中,RF模型的决定系数均值(R~2=0.629 1)和一致性相关系数均值(CCC=0.7613)均高于RFRK模型(R~2=0.5719,CCC=0.6881),而RF模型的平均相对误差均值(MAE=0.157 0 g·kg^-1)和均方根误差均值(RMSE=0.210 8 g·kg^-1)均小于RFRK模型(MAE=0.168 2 g·kg^-1,RMSE=0.226 7 g·kg^-1)。将残差作为误差项加入RF模型并未提高其预测精度,因此,RF模型可以作为土壤属性预测的一种有效方法,为农业管理措施的实施提供技术支撑。     

西南典型岩溶区土壤硒空间分布预测

土壤硒精准预测和制图是富硒土壤资源开发利用和环境规划管理的基础。该文以西南典型岩溶区桂林永福百寿河流域为例,在分析影响土壤硒化学行为因子的基础上,通过野外样品采集和室内化学分析以及Arc GIS空间分析,获取了研究区相关地理环境因子和土壤属性因子数据。利用逐步回归方法选择土壤硒空间分布预测的辅助变量,使用协同克里格模型对非连续分布的辅助变量进行插值。在此基础上利用地理加权回归模型对土壤硒空间分布进行预测,同时以普通克里格插值结果作为参照。研究结果表明:使用地理环境因子和影响土壤硒化学行为的土壤属性因子可以提高土壤硒预测精度;协同克里格插值解决了辅助变量数据连续分布的问题;土壤硒的空间分布与地形和影响土壤硒化学行为的因子有关。     

县域土壤质量数字制图方法比较

土壤质量研究几乎涵盖土壤研究的所有领域,土壤质量制图理论与方法是土壤质量研究的一项重要研究内容。该研究以北京市密云县为研究区,基于土壤质量评价最小数据集和指数和法计算的土壤质量指数,探究了在地学模型支持下区域土壤质量数字制图方法。研究设计了5种区域土壤质量数字制图方法,并比较了不同方法的空间数字制图精度。结果显示,目前广泛使用的基于参评指标空间插值结果的土壤质量数字制图方法精度最低、工序较繁琐,且无法反映研究区景观高度异质的特点;而基于计算后的土壤质量指数（soil quality index,SQI）,借助于地统计学方法的土壤质量数字制图方法相对比较科学合理,其中又以基于计算后的SQI和回归克里格法预测效果最好,均方根误差最小,仅为0.01897,相对于基于参评指标空间插值结果的土壤质量数字制图方法,精度相对提高率最大,达到50%以上。综合考虑空间制图精度、工序的繁简程度,在该研究设计的5种方法中基于计算的SQI和回归克里格法最佳,该法避免了地统计插值在景观高度异质区的应用局限性,预测结果与实际最为相符。     

太行山北段东麓采石废弃地立地类型划分及评价

为了加快太行山北段东麓采石废弃地的植被恢复,选取地形、植被、土壤等14个指标,采用相关性分析、主成分分析、聚类分析等方法,探讨影响采石废弃地植被恢复的主要影响因子,明确划分太行山北段东麓采石废弃地的立地类型并进行立地评价。结果表明:1)土壤养分质量分数、土壤层厚度和地形特征等因子是研究区植被恢复的主要限制性因子,同时也是研究区采石废弃地上判断某一立地条件优劣的重要因子;2)依据主成分分析、聚类分析结果以及调查结果,可将研究区采石废弃地分成8类立地类型;3)根据立地质量评价结果,可将立地类型划分为立地条件较好的立地(综合得分≥24)、立地条件稍差的立地(综合得分20~24)、立地条件较差的立地(综合得分18~20)和立地条件较为恶劣的立地(综合得分<18)4类,并按照立地情况提出相应的植被恢复建议。     

喀斯特槽谷区侵蚀坡面的土壤质量评价及障碍因子

[目的]为准确评价喀斯特槽谷区顺/逆层坡侵蚀坡面的土壤质量特征,筛选出适用于该地区的土壤质量评价方法,探析限制其土壤质量的障碍因子。[方法]以重庆市青木关喀斯特槽谷区顺/逆层坡面的5种典型土地利用类型(林地、草地、裸地、玉米地、辣椒地)为研究对象,利用主成分分析法结合Norm值建立评价指标最小数据集(minimum data set, MDS),并通过非线性土壤质量评价方法和隶属度函数对喀斯特槽谷区顺/逆层坡面的土壤质量进行评价。[结果](1)喀斯特槽谷区土壤质量评价指标最小数据集(MDS)包括毛管持水量、毛管孔隙度和全磷;(2)通过非线性土壤质量评价方法得出,逆层坡土壤质量(0.519)优于顺层坡(0.451),其中逆层坡林地土壤质量最优(0.653),辣椒地土壤质量最差(0.426);(3)非线性评价方法在顺/逆层坡的决定系数(R²)均高于隶属度函数,因此喀斯特槽谷区更适合采用非线性评分模型;(4)顺/逆层坡侵蚀坡面的土壤质量障碍因子差异显著,仅有全氮为共同的障碍因子。[结论]适当增加草地和乔木林的覆盖能提高喀斯特槽谷区土壤质量,研究结果可因地制宜地为喀斯特槽...     

沈阳市耕地质量等别提升潜力评价研究

  目的  以沈阳市为研究区域,评价其耕地提质改造潜力,以期提升耕地质量等别和生产能力,落实耕地占补平衡制度,更有效地保障国家粮食安全。  方法  基于农用地分等成果,运用主成分分析法和专家打分法构建了涵盖分等因素改良可行性和分等指数临界状态两个评价维度,包含限制因子数量及限制程度、分等指数与上一等耕地分等指数差值两个评价指标的耕地提等潜力评价模型;采用综合因子得分法与限制性因子判定结合法测算了耕地提等潜力,划分耕地提等潜力区域,并识别耕地提等主导限制因子,确定耕地整治类型。  结果  沈阳市耕地提等高潜力区面积为10849.72 hm2,仅占总面积的1.37%,主要分布在新民市;中潜力区面积为106990.79 hm2,占总面积的13.49%;低潜力区和无潜力区面积分别为384595.93 hm2和290536.32 hm2,两者占总面积的85.14%,耕地提等主导限制因子有排水条件、有效土层厚度等。  结论  沈阳市耕地质量提等潜力不大,在中、高潜力区可通过工程措施改良有效土层厚度、排水条件等限制因子推动耕地提等工作。     

宣城市耕地质量等级及土壤养分空间分布特征

[目的]研究宣城市耕地质量及土壤养分特征,为其因地制宜提升耕地质量提供科学依据.[方法]基于GIS技术,从立地条件、剖面性状、耕层理化性状、土壤养分、健康状况、农田管理6个方面选取15个评价指标,利用模糊数学法和层次分析法开展宣城市耕地质量等级评价与土壤养分空间分布特征研究.[结果]宣城市耕地一至十等地均有分布.其中,...     

耕地资源质量分类及等别转换方法研究

  目的  本研究根据第三次全国国土调查“耕地资源质量分类工作方案”,以广西北海市工作成果为例,开展了耕地资源质量分类及等别转换方法的探讨,旨在通过转换成等别为耕地占补平衡与进出平衡等实践应用提供参考。  方法  通过外业实地核查更新基础数据及解译第二次土壤普查相关资料,采用适合当地调整后的评价参数体系更新耕地质量等别成果,按照技术要求开展北海市耕地资源质量分类研究,统计得到类别成果。选取了三套等别转换方法,在北海市银海区开展实证研究,对转换方法的合理性进行探讨。  结果  赋分加和法转换结果合理,能够更好体现耕地资源质量差异及分布状况,但不可进行全国对比。排列组合划分法产生的等别结果分布不合理,成果易受低等级指标影响;级别分加和法转换结果较为合理,便于实现耕地质量的全国可比但转换结果等别跨度较低,差异性不强。  结论  级别分加和法转换法可以满足耕地质量的全国可比,还需探讨其他可以比转换的方法。     

黄土沟壑区采煤塌陷地不同土地利用类型土壤性质损害特征

  目的  探究半干旱榆神府矿区采煤塌陷地不同土地利用类型地表土壤损害程度和机理。  方法  选择榆神府矿区黄土沟壑地貌下林地、耕地、园地和草地4种不同土地利用类型,分析地表塌陷前后土壤物理、化学和生物学性质的变化特征,通过主成分分析和排序探讨采煤塌陷对不同土地利用类型土壤性质的影响。  结果  4种土地利用类型地表塌陷1 ~ 2年内土壤性质均朝着水分、养分减小的方向发展,但不同土地利用类型塌陷地土壤损害特征具有明显差异,其中草地的土壤机械组成和养分含量、林地的速效养分特征、园地的砂粒含量各自变化较显著;土壤机械组成、有机质和水分含量是影响榆神府矿区土壤质量变化的关键因子;在矿区损害地土壤系统修复过程中,除必要的塌陷地充填外,草地还需采取人工施肥、补水和微地形改造等措施,林地还需施加氮磷肥辅以相应的微生物菌剂,园地和耕地损害较小可减小人工干预。  结论  半干旱或干旱区煤炭开采塌陷地在生态修复过程中,针对不同土地利用类型土壤损害程度与成因采取对应的恢复措施,有利于矿区生态环境高效和高质量恢复。     

黑龙江明水县耕地质量综合评价

耕地质量评价是改善农田质量状况、提高耕地生产能力的基础,是基本农田保护与高标准基本农田建设等工作科学开展的重要前提。在深入剖析耕地质量评价理论与方法的基础上,从质地、土层、气候、地貌、农田基础设施和规模等方面建立评价指标体系,运用综合指数模型、模糊聚类及GIS技术,从地块、乡、县三个尺度评价该县耕地质量及其空间分布。结果表明:自然等别中,一类地面积12 832.17 hm²,占8.89%;二类地面积111 269.06 hm²,占77.05%;三类地面积20 301.55 hm²,占14.06%。该县耕地总体质量一般,西部基本为二类地,东部主要为三类地。综合等别中,一类地面积60 794.01 hm²,占42.10%;二类地面积56 950.72 hm²,占39.44%;三类地面积60 794.01 hm²,占18.45%,一类耕地面积比例比自然质量耕地面积比例提高了33.21%,说明耕地质量提升潜力较大,农田基础设施建设对提高耕地生产能力作用显著。     

辽宁省铁岭植烟区土壤肥力特征及综合评价

  目的  为摸清铁岭植烟区土壤肥力特征,探明制约当地烤烟增产、提质的土壤障碍因素,提出土壤改良、保育技术措施。  方法  采集了铁岭市下辖的开原市、西丰县、昌图县等三大烟草种植区域耕层土壤,测定了土壤耕层深度、土壤容重,以及限制烟草生长及品质土壤养分指标,利用主成分分析法、模糊数学综合评价法对该区域土壤肥力水平进行评价。  结果  （1）铁岭植烟区土壤耕层浅薄、容重偏大;（2）土壤酸性强,有机质、全氮含量相对较低,磷素过剩,钾素高低分布不均,中、微量元素普遍缺乏;（3）土壤综合肥力指数（IFI）介于0.30 ~ 0.79,平均0.59,各烟区均以二等、三等地为主,无一等地,且现有二等地IFI较低,退化成三等地风险较大;（4）三大烟区土壤肥力水平从高到低分别为开原 > 西丰 > 昌图。  结论  铁岭植烟区整体土壤物理性状不良,土壤酸化趋势明显,有机质含量低,中微量元素匮乏,养分不均衡,总体肥力水平较低。     

拉萨河流域中下游洪积扇土壤养分评价

【目的】洪积扇是拉萨河流域珍贵的土地资源,目前西藏对洪积扇土地资源的管理还相当粗放,过度放牧、不合理开垦等人为活动已导致部分土地资源土壤肥力低下。本研究根据实地调查所得的土壤养分数据,对拉萨河流域中下游洪积扇的土壤养分状况进行综合评价,为其进行合理开发利用奠定基础。【方法】选取该区域20个典型洪积扇,分别于2019年和2020年7—8月采集土壤样本,测定土壤有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、有效磷(AP)和速效钾(AK) 7个指标。基于主成分分析确定各养分指标的权重,以全国第二次土壤养分普查养分分级标准为依据,应用物元模型进行土壤养分综合评价。【结果】洪积扇土壤OM、TN、TP、TK、AN、AP和AK的含量分别为2.65～314.57 g/kg、0.14～17.55 g/kg、0.04～2.06 g/kg、7.71～25.57 g/kg、7.70～358.56 mg/kg、0.12～342.50 mg/kg和17～1350 mg/kg。在321个样点中,土壤TN和TP含量在Ⅳ级以下的样点分别仅占9.97%和15.89%,而土壤AN和AP含量在Ⅳ级...     

近30年扬州市耕地土壤肥力变异特征及其驱动因素分析

  【目的】   揭示耕地土壤肥力变异特征及其影响因素,以指导长江中下游粮食主产区农业生产与耕地保育。   【方法】   江苏省扬州市是长江中下游粮食主产区的典型区域,选取扬州市1984年与2014年土壤pH、全氮、有效磷、速效钾和有机质作为土壤综合肥力评价指标,采用内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数,采用GIS和地统计学相结合的方法,确定各项肥力指标和综合肥力指数的时空变异特征和分布格局,通过回归分析探究土壤肥力差异的主控因素。   【结果】   1) 30年间 (1984—2014年) 长江中下游粮食主产区耕层土壤有机质、全氮和有效磷含量分别增加了6.01 g/kg、0.33 g/kg和21.21 mg/kg,速效钾含量降低了9 mg/kg,土壤pH降低了0.77。土壤有机质、全氮、有效磷和速效钾含量呈中等变异性,土壤pH呈弱变异性;2) 30年间耕地土壤肥力指数增加0.31,年度间稳定,呈中等变异性和中等空间自相关性,耕地土壤肥力水平上升明显。耕地土壤肥力等级1984年以Ⅲ级为主、占总耕地面积的73.27%,2014年以Ⅱ级为主、占比76.20%;3) 成土母质、土类、亚类、土壤质地、土地利用方式对长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力变异达到极显著影响 (P < 0.01)。1984年和2014年土地利用方式能够独立解释53.9%和58.0%的耕地肥力演变差异,是长江中下游粮食主产区30年耕地土壤肥力变异最主要影响因素。   【结论】   长江中下游粮食主产区耕地土壤肥力总的呈增加趋势,肥力等级由1984年的以Ⅲ级为主,提升到2014年的以Ⅱ级为主。土地利用方式是长江中下游粮食主产区 (扬州市) 30年间耕地土壤肥力变异的最主要驱动因素。     

鹅凰嶂山地雨林土壤阳离子交换量和交换性盐基离子分布特征

  目的  探究广东阳春鹅凰嶂山地雨林土壤阳离子交换量和交换性盐基离子的空间分布特征,了解该区域森林土壤的保肥能力及其影响因子。  方法  以鹅凰嶂山地雨林内不同位置、不同土层土壤作为研究对象,分析土壤阳离子交换量和交换性盐基离子空间分布格局、剖面垂直分布规律。  结果  鹅凰嶂山地雨林土壤阳离子交换量5.46 ± 0.97 cmol(+) kg?1,交换性阳离子呈现明显表聚现象;土壤交换性盐基总量在表层土（0 ~ 10 cm）中呈现阴坡 > 阳坡、下坡位 > 中坡位 > 上坡位的规律,土壤盐基离子含量基本呈现K+ > Mg2+ > Ca2+ > Na+的趋势,且Ca2+/Mg2+ < 1.6;土壤阳离子交换量、交换性盐基总量与土壤总有机碳含量呈极显著正相关。  结论  鹅凰嶂山地雨林土壤的保肥能力较差,且存在生理性缺钙的风险,阳坡尤为明显;同时存在土壤有机质稳定性不高导致阳离子交换量下降的潜在风险。     

内蒙古圪秋沟流域不同林分类型对土壤养分含量的影响

  目的  为探明不同林分类型对圪秋沟流域土壤养分的影响。  方法  于2013 ~ 2021年在准格尔旗圪秋沟流域以8a生的樟子松林、山桃林、油松林、杨树柠条混交林、油松侧柏混交林和沙棘山杏混交林以及未种植植物的对照区域（CK处理）7个样地为研究对象,测定不同林分类型不同土层深度的土壤有机碳、全氮、速效磷和速效钾含量,研究其土壤养分含量变化规律,探讨不同林分类型与土壤改良的效应关系。  结果  与CK处理相比,0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm深度不同林分类型土壤有机碳含量提升了11.11% ~ 53.55%和9.91% ~ 49.56%、土壤全氮含量分别提升了4.86% ~ 54.15%和10.38% ~ 59.73%、土壤速效磷含量分别提升了36.84% ~ 160.53%和45.71% ~ 117.14%、土壤速效钾含量分别提高了12.32% ~ 67.95%和19.50% ~ 66.32%。  结论  8 a生不同林分类型均在不同程度上提升了土壤养分水平;与杨树柠条混交林、油松侧柏混交林和沙棘山杏混交林相比,樟子松林、山桃林、油松林对土壤养分含量提升效果最好。今后可在保证森林生态平衡前提下,适当在圪秋沟流域加大对上述三种林分类型的种植力度。人工林的种植对圪秋沟流域土壤改良具有积极作用,为碳中和背景下人工林土壤养分循环研究和圪秋沟流域人工林选育提供了一定参考依据。