东北黑土区土壤肥力变化特征的分析

黑土区土壤肥力一直是人们关心的问题。通过选择在黑土区典型县份-德惠市的调查表明,耕地土壤有机质、全氮、有效磷与1980年相比较,分别增加了3.2g kg-11,0.11 g kg-1和5.70 mg kg-1,但有效钾下降了33.3 mg kg-1。土壤中有机质2003年盈余量48.7kg hm-2,氮15.07 kg hm-2,磷25.35 kg hm-2;钾亏损量170.62 kg hm-2。笔者认为,单纯从土壤营养管理角度看,目前黑土区耕地土壤肥力状况似乎没有想象的那么坏。但已有的研究也表明,黑土区耕地肥力的变化与现行的耕作制度有很大的关系。     

呼伦贝尔市大兴安岭东麓黑土区土壤侵蚀研究

利用卫星遥感资料结合全国耕地地力调查与质量评价项目的实施,在内蒙古呼伦贝尔市大兴安岭东麓低山丘陵黑土区进行了土壤侵蚀现状调查研究,摸清了该地区土壤侵蚀现状。结果表明,该地区国土面积的29.83%、耕地面积的55.94%已经产生了水土流失,年流失表土层总量达916.74万t,已对当地人民的生产生活产生了严重影响。     

黑土区耕地资源面临的形势及发展对策

东北黑土区是目前世界上仅有的三大黑土区之一,总面积11.78万km~2,是我国的主要商品粮基地。长期的开垦与种植,使黑土资源面临着水土流失严重、土地退化、肥力下降、、生态环境脆弱、环境污染日益严重等严峻的形势。为保护这些黑土资源,应改变以前旧的观念,对其进行科学有效防治,通过人工调控,恢复生态,使这片宝贵的黑土地实现可持续发展。     

东北黑土区耕地系统变化机理

耕地系统变化直接影响耕地生产能力和国家粮食安全.该研究以东北黑土区典型地域克山县为研究区,重构耕地系统的科学内涵,运用GIS、RS手段和Matlab计算机编程,采用地理探测器模型,识别研究区1986年、2010年和2018年耕地系统变化关键影响因子,测算关键影响因子、各因子间交互作用对耕地系统变化的作用关系,揭示研究区...     

东北典型黑土区耕地质量时空变化研究

为揭示东北典型黑土区耕地质量时空变化特征,本研究遵循《耕地质量等级》(GB/T 33469—2016)国家标准,在利用特尔菲法选取16个评价指标、层次分析法确定评价指标权重的基础上,建立了东北典型黑土区耕地质量评价指标体系,借助ArcGIS软件对研究区2008年和2018年耕地质量进行同一指标体系和同一分级标准的耕地质量评价,旨在掌握研究区10年间的耕地质量时空变化特征,探究耕地质量变化原因。结果表明:东北典型黑土区耕地质量2008年以中低等地为主,平均耕地质量等级为5.14, 2018年以中高等地为主,平均耕地质量等级为3.92, 10年间东北典型黑土区耕地质量等级提升了1.22个等级;其中, 1～4等地面积均有增加,5～10等地面积均减少,10年间研究区评价单元耕地质量等级提升最多为8个等级,下降最多为7个等级,耕地质量等级提升的评价单元总面积是等级下降评价单元总面积的3.5倍。10年间东北典型黑土区的中西部和西北部耕地质量上升较为明显,而其南部和东北部质量下降的耕地分布较多。本研究规范了研究区耕地质量时空对比分析的依据,合理揭示了其时空变化特征,为该区域今后耕地质量提升工作指明了方向,对今后进一步可持续利用和管理黑土地具有积极意义。     

东北黑土区演化历程及范围界定研究

东北黑土区是目前关注较多的话题,但其界定非常混乱。因此,有必要理清东北黑土区的界定及其分类体系。通过对比各种黑土和黑土区数据,对文献中存在的黑土及典型黑土、东北黑土区及东北典型黑土区等概念进行了归纳,并将东北黑土区研究分为黑土演化历程、广义东北黑土区演化历程和狭义东北黑土区演化历程3方面。其中,黑土演化历程包括黑土演化与确立(1978年前)和典型黑土界定(1979年至今)2个阶段,形成了第一次全国土壤普查黑土数据、第二次全国土壤普查和全国数字化土壤图的典型黑土数据等3套数据。广义东北黑土区演化历程包括暂时数据界定阶段(2002年～2003年)和正式数据界定阶段(2004年～2008年),分别形成广义东北黑土区暂时数据和正式数据。东北典型黑土区演化历程包括2个阶段:东北典型黑土分布区界定阶段(1978年～2006年)和东北典型黑土区(狭义东北黑土区)界定阶段(1992年至今)。前者存在4套代表性数据:松嫩典型黑土(专指黑土)分布区数据、松嫩典型黑土(黑土和黑钙土)分布区数据、黑吉2省农业区划的东北典型黑土(黑土、黑钙土和草甸土)分布区数据和WRB(1994)估算的东北典型黑土(厚度≥25 cm的黑土和草甸土)分布区数据;典型黑土区界定阶段,以松辽委1992数据、黑龙江水保所数据、松辽委2004数据和北师大数据4套数据为代表,它们依次界定了松嫩东部典型黑土区,松嫩典型黑土区,松嫩和呼伦贝尔典型黑土区,松嫩、呼伦贝尔和三江典型黑土区。研究有助于学者根据需要选用恰当的东北黑土区范围和面积数据,对于深化东北黑土区研究具有一定的促进作用。     

东北典型黑土区耕地侵蚀沟形态系统分类方法构建

侵蚀沟形态分类是认识其发展现状和潜在危害的重要方法,探究耕地侵蚀沟形态分类特征和分布特征对把握耕地侵蚀沟防治重点,预防坡耕地水土流失具有重要意义。针对现有侵蚀沟形态分类体系指标获取难、分类结果不完整等问题,利用遥感解译数据,根据系统分类和信息科学理论,结合东北黑土区现实需求,构建了耕地侵蚀沟系统分类方法,并在典型黑土耕作区海伦市进行了验证。结果表明：1）海伦市耕地侵蚀沟具有小面积、大宽度、短长度的特点,Ⅰ类和Ⅱ类为数量最多的一级分类;Ⅱ类四等微型沟（Ⅱ4T）和Ⅱ类四等小型沟（Ⅱ4S）在二级和三级分类中数量居多,易通过高标准农田建设进行治理。2）地形要素下耕地侵蚀沟形态分布差异明显,需要特别关注在高程180～<240 m,坡长35～<55 m,坡度2°～6°,西南坡区域内的Ⅰ4T、Ⅱ4S、Ⅱ4T等发育程度较低的侵蚀沟向更高发育程度的Ⅳ4M、Ⅴ4M等类型转变,建议结合农田建设及时采取综合防治措施,以防止耕地侵蚀沟的潜在破坏。3）构建的“类+等+型”耕地侵蚀沟分类定级方法,兼顾指标的易获取性和方法的易操作性,能够精准、直观地揭示耕地侵蚀沟的形态特征及其危害情况,可为侵蚀沟和黑土耕地的协同综合治理提供方法借鉴。     

东北黑土区典型县域耕地质量对耕地水田化的空间响应

[目的]耕地水田化过程对耕地质量具有至关重要的影响，明确东北黑土区耕地质量对耕地水田化的空间响应，是提升黑土耕地质量实现耕地可持续利用的重要前提。[方法]构建LESA耕地质量评价体系，采用CRITIC模型、双变量局部空间自相关模型，揭示耕地质量和耕地利用变化之间的空间响应关系。[结果](1)研究区耕地水田化现象剧烈，呈现出东部最强、西部次之、中部最弱的时空分异格局；(2)研究区耕地质量变化显著，耕地质量下降比例低于质量提升比例，表现出中部下降最高、西部下降次高、东部下降最低的时空格局；(3)研究区耕地质量对水田化的响应具有双重效应，负向响应更为敏感，整体呈现出东部耕地质量响应程度高于其他区域的空间格局。[结论]研究区耕地水田化对耕地质量具有正、负两种效应，依据效应方向进行耕地利用结构调整，是保护黑土耕地的重要途径。对于具有正向效应的区域应适度推进旱改水项目，而针对具有负向效应的区域应停止旱改水工程，积极进行水田休耕，并可适当地将其恢复为旱地。     

土壤肥力和尿素用量对黑土硝化作用的影响

通过室内培育试验,研究了黑土中铵态氮、硝态氮含量和硝化率随土壤肥力和尿素施用量的变化规律,以明确土壤肥力和尿素施用量对黑土硝化作用的影响。结果表明:黑土有机碳含量从16.0 gkg-1增加到60.9 gkg-1,铵态氮含量降低了27.7%,而硝态氮含量则升高了50.6%;尿素用量从N 120 mg kg-1提高到N 1200 mg kg-1,黑土中铵态氮和硝态氮含量分别增加了2262.7%和425.7%。施用尿素条件下黑土硝化率在30.1%~89.4%之间。黑土有机碳含量从16.0 gkg-1增加到60.9g kg-1,硝化率升高了58.1%;而尿素用量从N 120 mg kg-1提高到N 1200 mg kg-1,硝化率降低了48.0%。说明黑土硝化作用强度随土壤有机碳含量升高而增强,随尿素施用量增加而降低。     

东北黑土区耕地分布解译的遥感数据源对比

为了解国家基础地理信息中心的全球地表覆盖遥感制图数据(Globalland30-2010)和中国科学院全国1∶10万比例尺土地利用数据库2010年度更新数据(LUCC-2010)在东北黑土区耕地范围界定研究中的适用性,选择位于东北典型黑土区的北安市、克东县、龙江县和梅河口市为研究区,利用高空间分辨率的地方土地利用数据建立耕地漏分和误增两个指标,对两种数据进行对比分析。研究结果表明:在耕地连续均匀分布的地区,两种数据的耕地精度都比较高;在林地和耕地混合分布区域,Globalland30-2010高估了耕地面积;在耕地和草地、水域混合区域,LUCC-2010低估了耕地面积。Globalland30-2010的总体精度略高于LUCC-2010,但是LUCC-2010耕地一类的精度高于Globalland30-2010。     

新增耕地土壤物质组分特征及其培肥研究

为了解土地整理新增耕地土壤物质组成及土壤肥力状况,对新增耕地土壤矿物成分、化学成分、污染元素和土壤化学性质进行了分析,分析结果将为新增耕地土壤培肥提供依据.实验结果表明新增耕地土壤养分的有效氮、磷、钾及有机质比较缺乏,必须对其进行培肥.利用固体废物对新增耕地土壤进行培肥,其成本低,工艺简单,培肥效果良好.     

GIS支持下的耕地地力等级评价

以农业部有关耕地地力等级评价在山东省的试点县青州市为例，在借助遥感、野外采样和室内化验分析等手段获取大量耕地地力相关信息的基础上，在GIS的支持下，利用系统聚类方法、层次分析法、模糊评价等数学方法和数学模型成功地实现了耕地地力自动化、定量化评价。评价获取了青州市各耕地地力等级面积及其分布信息，经实地调查分析符合当地实际，表明运用该技术方法对耕地地力等级评价的可行性和科学性。对耕地资源的科学管理和可持续利用有积极意义。     

喀斯特地貌区耕地地力评价与分级

为了解喀斯特地貌区耕地地力详情并掌握土壤肥力演变规律,该文以广西壮族自治区德保县为研究区域,借助GPS（global positioning system）、RS（remote sensing）技术,通过野外调查采样、实验室化验等方法获得耕地地力评价相关信息,包括N、P、K、有机质、pH值、成土母质、排灌能力、障碍因素、耕层厚度、质地等74项基本信息。以GIS（geographic information system）技术为核心基础支撑,综合运用模糊评价、专家意见法、层次分析等方法和模型对耕地地力进行自动化、定量化评价。结果表明：德保县1～6级的耕地面积分别占总耕地面积的8.80%、13.84%、20.29%、39.63%、16.83%、0.61%。在量化分级的基础之上,将此次评价数据与1980年进行的土壤第二次土壤普查数据进行深入比较,比较发现：德保县的耕地地力总体水平上升;有机质、有效磷的含量水平明显上升;同时pH值趋于中性;速效钾呈下降趋势。该结果为喀斯特地貌区的个性化施肥、土壤改良、农业生产决策、绿色农产品的生产等提供了基础信息和科学依据。     

施肥对黄土旱塬区黑垆土土壤肥力及硝态氮累积的影响

本文以长期定位试验为依托,研究了黄土高原旱塬区黑垆土大田对比试验和长期定位施肥对土壤肥力硝态氮累积和淋溶的影响。结果表明:长期施用有机肥能够明显增加土壤养分,氮磷和有机肥配施效果显著;和1984年土壤养分状况相比,大田对比试验土壤有机质增加了27.1%,全氮和全磷提高了84.2%和34.8%,有效氮、有效磷和速效钾增加了46.9%、540.0%和10.2%,养分水平与长期定位试验中氮磷配施相近。长期定位试验中氮磷配施或与有机肥配施能够有效地减少土壤剖面中硝酸盐的累积和淋溶,氮肥单施硝态氮累积量最大,为1006.4 kg/hm2,大田对比试验土壤硝态氮总累积量较长期定位试验中施用氮肥处理的总累积量少。     

平原和丘陵区耕地地力评价及其指标体系衔接研究

耕地资源是粮食生产的重要基础,中国人多地少,科学地评价耕地质量对中国经济社会全面协调发展具有十分重要的意义.由于不同区域间自然和社会经济因素的巨大差异,目前耕地地力评价工作中,不同地区往往采用不同的评价指标体系,使评价结果难有可比性,给耕地的利用管理和保护工作带来不便.该文以山东茌平县和章丘市为代表样区,对平原区和丘陵区耕地地力评价及其指标体系的衔接进行分析研究.通过比较不同指标体系的评价结果,建立了相互转化的线性模型,实现了评价结果的统一可比性;为消除不同评价指标体系之间的差异,该文尝试建立统一的评价指标体系,在保证与原有评价结果一致的前提下,基本实现了不同地貌区域内耕地质量评价结果的统一.     

基于ANN-产量的耕地地力定量评价模型及其应用

管理水平近似条件下的作物实际产量是耕地地力等级的直观反映,在目前传统耕地地力评价AHP-模糊评判方法的基础上,尝试建立耕地地力的ANN-产量定量评价模型,并以山东省鱼台县为研究对象进行了实例研究.采用相对隶属度对各评价指标进行描述,以实际产量为目标输出标准,经神经网络训练得到评价模型.与传统方法相比,模型不仅能反映耕地地力评价的非线性特征,而且评价过程中不需要确定权重,消除了传统方法确定权值时人为因素的影响,增加了评价结果的客观性.通过与传统方法的对比发现,该模型评价结果与现行耕地地力评价方法的结果较为一致,为耕地地力的定量评价探索了一条新路.     

松嫩高平原黑土区耕地资源安全的驱动机制分析

为了深入剖析影响区域耕地资源安全驱动因子的作用机理,研究区域耕地资源安全驱动机制。该文以松嫩高平原黑土区巴彦县为例,运用Matlab编程,采用遗传算法对神经网络模型进行改进,结合相关分析法,识别影响耕地资源安全的关键性因子及其与之相关的因子,应用多元回归分析和完全二次回归分析方法,阐明影响因子间的协同作用关系,进而揭示其对耕地资源安全影响的作用机理和驱动机制。结果表明：1）影响研究区耕地资源安全的协同作用关系中,不同影响因子间的协同作用正向和负向交互进行,且不同因子间协同作用大小也不尽相同;2）影响研究区耕地资源安全的自然因素、社会经济因素、生态因素中,自然因素对研究区耕地资源安全起促进作用,社会经济因素和生态因素起抑制作用,且社会经济因素对研究区耕地资源安全的抑制作用最强,生态因素的抑制作用次之;3）在主要影响因子中,土壤质地对耕地资源安全的促进作用最强,pH 值次之,黑土层厚度的促进作用最弱,而高程对耕地资源安全抑制作用最强,水土流失量仅次之,氟的抑制作用最弱。该研究成果可为黑土区耕地资源保护及耕地资源的合理利用提供参考。     

东北黑土区农地水土流失现状与综合治理对策

 东北黑土区是我国重要的粮食产区和商品粮基地,对稳定粮食市场、保障国家粮食安全具有重要作用,但长期的重开垦轻保护导致了严重的水土流失,已经影响到了粮食生产的地位。以东北松嫩黑土区面积约2080万hm2的区域为研究对象,根据950个野外调查点资料,推算研究区农地面积为1727.40万hm2。通过径流小区和137Cs监测资料,估算该地区农地水土流失强度。东北黑土区农地土壤流失量与坡度的关系为A=0.7379θ。利用美国SRTM 90 m×90m地面高程资料,得出研究区总体地形平缓,坡度1°以下面积占72.25%,1°～5°面积占27.05%,5°以上面积仅占0.70%;但由于坡面较长,观测与计算结果表明,水土流失面积已达到1339.45万hm2,占研究区总土地面积的64.40%,占研究区农地面积的77.54%。东北黑土区水土流失已经十分严重,开展针对该地区水土流失特点的水土保持措施建设已刻不容缓。同时,为全面了解东北地区水土流失状况,需要进一步加强对整个东北地区水土流失监测与土壤侵蚀规律的研究。