江西省兴国县、余江县土壤侵蚀时空变化研究

利用遥感技术与地理信息系统技术的结合 ,对江西省兴国县和余江县的土壤侵蚀状况进行了时空变化研究。研究结果表明 ,兴国县和余江县的土壤侵蚀状况 ,在侵蚀面积和程度上 ,都在明显改善 ;两县土壤侵蚀面积百分数的缩小量几乎相等 ,但兴国县缩小的比例较余江县小。但就总的情况看 ,土壤侵蚀仍是一个突出问题 ,值得重视     

近40年江苏农田土壤pH时空变化特征及驱动因素

  【目的】  从县域尺度探究江苏农田土壤pH的时空变化特征及其驱动因素,为农田土壤酸化的预测、阻控以及土壤质量的提升提供科学依据。  【方法】  基于第二次全国土壤普查(1980年)、全国测土配方施肥(2006—2012年)以及江苏省土壤农化性状普查(2018年)数据,分析不同时期江苏农田土壤pH的时空变化特征,并利用回归分析探究影响农田土壤pH变化的主要驱动因素。  【结果】  2018年江苏全省农田土壤pH范围为5.61～8.31,平均7.02,其中,东部沿海和北部各市农田土壤pH较高,以中性和碱性为主;南部各市农田土壤pH较低,以酸性为主。近40年,江苏农田土壤pH平均下降0.57个单位,其中1980—2006、2006—2012和2012—2018年,年均降幅分别为0.016、0.008、0.007个pH单位。1980—2006年,江苏农田土壤pH快速下降,Ⅰ级(pH>7.5)样本点占比由60.6%降至38.0%,Ⅲ级(pH 5.5～6.5)样本点占比由8.5%增加至28.2%。2006—2018年,农田土壤pH下降趋势得到有效抑制,各级样本点占比趋于稳定。农田土壤pH变化主要与土壤初始有机碳密度、作物秸秆碳还田量和化肥施用量密切相关,其中,土壤初始有机碳密度贡献近40年江苏农田土壤pH变化的48.7%,分别高于作物秸秆碳还田量和化肥施用量的26.9%和24.4%。  【结论】  江苏农田土壤pH总体呈现“南酸北碱”和“东部沿海高于内陆”的空间分布特征,主要与土壤性质、土壤类型和土地利用方式有关。40年间农田土壤pH的下降并非匀速,1980—2006年的快速下降是由于大量化肥的施用,而2006—2018年的缓慢下降则是由于秸秆还田量的增加。     

1990-2005年武汉市土地利用时空变化及其政策驱动因素分析

基于湖北省武汉市1990,1995,2000,2005年四个时相的土地利用数据,利用ArcGIS的空间分析方法和技术,获取土地利用转移矩阵、土地利用面积变化图及土地利用分布中心研究武汉市土地利用的时空变化特征,并从政策层面分析1990—2005年政策因素对武汉市土地利用变化的驱动影响。结果表明在1990—2005年:1）武汉市土地利用变化以耕地、城市建设用地、水域的变化及它们之间的相互转换为主,其中耕地面积持续下降,建设用地面积持续扩张,水域面积缓慢增加;2）武汉市林地、耕地和水域的空间分布中心均有向北迁移的趋势,建设用地中心有向西南迁移的趋势,而草地中心则有向东迁移的趋势;3）耕地保护、退耕还林和中部崛起等相关政策对武汉市土地利用时空变化存在着影响。     

香蕉园土壤养分肥力时空变化研究

对香蕉园土壤养分肥力的研究是制定香蕉养分管理策略的基础。本研究采集了广东省香蕉主产区果园土壤样本110个,评价土壤养分肥力现状,并与第二次土壤普查结果相比,探讨养分肥力的时空变化。结果表明香蕉园土壤养分肥力整体上较高,缺素少,而硼是普遍缺乏的元素;与20世纪80年代初相比,香蕉园土壤养分肥力已经发生很大变化,主要表现为有机质明显下降、有效磷和速效钾的显著提高。从化肥消耗量变化、施肥结构及香蕉种植模式三方面探讨了时空变化的主要原因。     

广东荔枝园土壤养分肥力时空变化研究

采集广东省荔枝主产区果园土壤样本208个,评价土壤养分肥力现状,并与项目组2004年荔枝园土壤调查结果相比,探讨养分肥力的时空变化。结果表明,荔枝果园土壤整体肥力较低且不平衡;不同荔枝主产区土壤养分肥力状况差别很大,镁是荔枝园土壤最普遍缺乏的元素,钙次之;与2004年调查结果相比,荔枝园土壤养分肥力已经发生很大变化,主要表现为碱解氮、有效磷、速效钾、有效钙、有效镁、有效锌明显下降,有效硫、有效硼有所提高,有机质变化不大,从化肥投入量、中微量元素投入意识和荔枝种植模式三方面探讨了时空变化的主要原因。     

1980-2015年江西省土地利用迁移变化分析及驱动机制研究

厘清江西省土地利用转换时空特征,明晰驱动因子,可为该区土地资源的合理开发和生态环境保护提供科学依据。基于Landsat遥感影像,利用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,通过土地利用单一和综合动态度、土地利用转移矩阵和土地利用程度综合指数,以及土地利用重心迁移等,研究了1980—2015年江西省土地利用时空变化,并探究了驱动机制。结果表明：(1) 1980—2015年江西省土地利用综合动态度为0.168%/a,类型主要为林地和耕地,两者面积占总面积的89.85%,其中建设用地面积变化最大,期间共增加了2 241.01 km²,为主要变化类型。(2) 1980—2015年江西省土地利用转出和转入面积最大的分别是耕地3 190.67 km²和建设用地2 325.20 km²,而林地和草地也分别转出2 830.77 km²,885.18 km²,迁移变化总体上为居民建设用地大量扩张,耕地和林地面积均大为减少。(3)江西省土地利用重心随土地利用变化发生相应改变,其中建设用地和...     

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。     

集约农业利用下红壤地区土壤肥力与环境质量变化及调控—江西省南昌市郊区和余江县案例研究

选择江西省南昌市郊区和余江县分别代表红壤地区集约化农业快速发展的大城市郊区和典型农区,研究集约农业利用下红壤地区土壤肥力与环境质量的变化特征与调控措施.结果表明,20多年来,以南昌市郊区为代表的城郊菜地的土壤有机质含量平均增加21.53%（一般农田的土壤有机质含量变化不大）,土壤速效磷含量增加13.15～18.86倍,土壤速效钾含量平均增加1.15～1.35倍;而土壤全氮含量增加不明显,土壤硝态氮的积累不多;以余江县为代表的传统农区,土壤酸化趋势明显,近90%的土壤有pH下降现象,平均下降达0.5个单位;同时部分农田土壤有一定程度的重金属污染.农业种植业结构调整、化肥用量的增加特别是磷钾肥的大量施用、以及畜禽粪肥的施用,是造成土壤养分富集和失衡、土壤酸化的重要原因.工业生产是造成农田土壤污染的主要原因.短期减量施肥、配合施用养分促进剂,以及通过施用缓释肥料提高肥料利用率,均可在一定程度上控制养分的过度富集与失衡; 适当施用石灰等碱性改良剂是防治土壤酸化的重要措施;而对于轻度污染土壤,可以通过施用化学改良剂（如石灰等）,或种植超积累植物而得到修复.     

1985—2018年内蒙古自治区耕地集约利用时空变化及其驱动因素

[目的] 探索内蒙古自治区耕地集约利用时空变化规律,为改善该区耕地集约利用方式,实现耕地资源可持续利用提供科学依据。[方法] 运用主成分分析方法对内蒙古自治区全区及其12个盟市的耕地集约利用水平进行综合评价,并揭示其时空变化特征及驱动因素。[结果] ①从全区层面分析,1985—2018年期间,内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,耕地集约度由63.30增长至88.12,增幅高达39.21%,耕地集约利用总体呈波浪式增长。②从空间层面分析,通过自然分界法将内蒙古自治区各盟市耕地集约利用水平划分为5个等级,其中巴彦淖尔市和呼伦贝尔盟为高度集约型(Ⅰ级),锡林郭勒盟、兴安盟、阿拉善盟、鄂尔多斯市为较集约型(Ⅱ级),呼和浩特市为一般集约型(Ⅲ级),赤峰市、通辽市为较粗放型(Ⅳ级),乌兰察布市、包头市、乌海市为粗放型(Ⅴ级)。③从驱动因素分析,人均GDP、农民人均可支配收入、财政用于农业支出以及第一产业固定资产投资额对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著正向驱动作用,而第一产业生产总值、城镇化率以及治理水土面积对内蒙古自治区耕地集约利用具有显著负向驱动作用。[结论] 内蒙古自治区耕地集约度总体呈增长态势,未来应规范耕地流转,加强耕地用途管控,协调产量与生态的关系,进一步提高耕地集约利用程度。     

广东省柑桔园土壤养分肥力研究

掌握土壤养分肥力状况,是制定施肥策略的基础。本研究采集了广东省柑桔主产区果园土壤样本70个,分析了土壤有机质和N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn含量,评价土壤养分肥力现状并探讨其时空变化概况。结果显示:目前柑桔园土壤主要障碍因素是低镁缺硼及钾、钙、镁养分不平衡;与20世纪80年代末相比,土壤有效磷、锌、钾和氮含量有较大提高,有效钙含量降低,其余养分变化不大。土壤钙、镁含量在低水平上渐趋于相对平衡,而钾、镁不平衡状态仍然存在,甚至有所加剧;柑桔园土壤pH及多个中微量元素之间存在显著或极显著正相关关系。建议在柑桔果园增施镁、硼肥及石灰或其它碱性肥料,减施磷肥。     

江苏省沭阳县农田土壤有机质和全氮的时空变异及其影响因素

在2011年土壤采样的基础上,参照1981年沭阳县二次土壤普查资料,对该县土壤有机质和全氮30年来的时空演变进行了分析,并进一步讨论了时空演变的自然和人为因素.结果表明:30年来,沭阳县农田耕层(0～20cm)土壤有机质和全氮均明显增加,2011年土壤有机质和全氮的平均含量分别为23.12 g/kg和1.36 g/kg,分别比1981年增加了12.15 g/kg和0.61 g/kg,平均增加速率达0.41 g/(kg·a)和0.02 g/(kg.a).2011年土壤有机质和全氮的整体空间分布格局与1981年相似,均呈现北部黏性土壤高而南部砂性土壤低、东部水田高西部旱地低的空间分布格局.土壤质地是造成这种时空变异最主要的结构性因素,而秸秆还田量的增加、土地利用方式的转化是30年来影响土壤有机质和全氮时空演变的主要人为随机性因素.     

东北黑土地区主要土壤肥力质量指标的空间变异性

采用地理信息系统(G IS)和地统计学相结合的方法研究了本世纪初东北黑土区土壤表层(0~20 cm)pH、有机质、速效磷、速效钾、粘粒这5种土壤肥力指标的空间变异性。结果表明:土壤pH和粘粒的理论模型均为指数模型;有机质、速效磷和速效钾的理论模型均为球状模型。速效磷、速效钾的C0/(C0+C)较大,为46.63%和49.91%,说明这2种肥力指标具有中等的空间相关性;而pH、有机质、粘粒的C0/(C0+C)分别为10.80%、16.57%、12.88%,说明这3种肥力指标具有较强的空间相关性。根据每个采样点的指标数据计算出该地区土壤肥力质量综合评价指数,最终得到研究区土壤肥力质量的分布图。     

矿区复垦土壤养分变化趋势研究

系统研究了孝义露天铝矿不同复垦年限的土壤养分变化 ,结果表明 :随着复垦年限的增加 ,复垦土壤有机质、全氮、有效磷均呈逐年增加趋势 ,土壤容重逐年下降 ,土壤全磷、全钾、速效钾、土壤 pH、交换量和Cu、Zn、B、Mn、Fe等微量元素的有效态含量变化不明显。研究证明通过种植牧草和大量施用有机肥和化肥 ,可加速复垦土壤的熟化、土壤理化性状逐年改善 ,土壤生产力逐年提高。     

平原地区农田土壤养分变异与合理取样研究

本文以随机抽样方法取样、土壤养分系统研究法评价土壤养分状况 ,研究了华北平原地区及浙江绍兴水网平原农田土壤养分变异特性。通过分析不同村地块、同村地块不同取样方( 10 0× 10 0 m2 )、同取样方不同农户地块土壤养分的差异 ,结果表明 ,经过多年实行以家庭承包分散经营为主的生产方式之后 ,土壤养分地域性的差异仍然大于不同农户经营的相邻地块间的差异 ,这便为区域性的土壤养分管理和合理推荐施肥提供了依据。通过对两个平原地区大约2 0 hm2 面积的粮田进行抽样调查和统计分析 ,结果显示 ,同一取样区域土壤养分变异不大 ,多数养分的频数分布在 1～ 2个分级范围。根据统计学原理进行抽样估计 ,在两个平原地区面积大约2 0 hm2 的粮田上 ,用随机取样方法选择 8个农户地块取样 ,从统计上来说基本能满足其土壤肥力评价要求。     

金称市镇土地整理后烟田土壤肥力质量评价及空间变异特征

评价土壤肥力状况其及空间变异性是土地整理区发展农业生产急需解决的问题之一。本文采用多元统计、GIS与地统计学相结合的方法研究了土壤肥力质量空间变异特征及其影响因素。结果表明:土壤肥力指标权重在0.0038~0.2576之间,对土壤肥力影响较大的是有机质、全氮、碱解氮,相对较弱的为土壤pH、全钾和速效钾。土壤综合肥力指数(IFI)在0.076和0.693之间,均值为0.281,属于较差等级,变异系数属于中等变异。研究区25.47%土样的IFI为差等级,59.91%土样为较差等级,12.74%土样为中等,仅1.89%土样品为良好等级。IFI变异函数以指数模型拟合效果最佳;块金系数(C0/(C0+C))为0.940,空间相关性较弱,受自然因素影响小;变程为180 m,空间分布特征较为复杂。IFI为0.23~0.33的分布面积达80.52%的区域,土壤肥力质量偏低,空间异质性主要受有机质控制,而速效钾对其无影响。     

县级区域粮田土壤养分的空间变异性

采用传统统计和地统计相结合的方法 ,对面积约 470km2 的玉田县粮田耕层土壤养分进行了空间变异特征研究。结果表明 ,土壤N、P、K、Mn和Zn普遍缺乏 ,不同土壤养分的变异情况各不相同 ;土壤主要养分N、P、K、Mn和Zn含量的空间变异结构明显 ,在较大范围内存在着空间相关性 ,具有一定的渐变性分布规律 ,这一基本趋势对土壤养分分区管理是有利的     

川北烟区土壤氮素空间分布特征及其主控因素

采用地统计学和回归分析方法,研究川北烟区土壤全氮(TN)和碱解氮(AN)的空间变异特征,并探讨了不同因素对其空间变异的影响程度,为改善土壤氮素环境提供依据。结果表明:川北烟区土壤TN与AN值分别在0.19~2.57 g kg-1和11.00~203.00 mg kg~(-1)之间,平均值为1.31 mg kg~(-1)和95.22 mg kg-1,均处于中等水平。土壤TN和AN块金系数分别为0.655和0.682,均属于中等空间自相关,变异主要受随机因素与结构因素共同影响。空间上来看,研究区域土壤TN和AN含量分布具有较好的相关性,相似度达到0.871。土类、亚类对TN、AN的独立解释能力分别是23.5%、22.1%和25.1%、22.4%;土壤质地可以独立解释11%和10.5%的TN与AN空间变异;土体结构对TN及AN空间变异的独立解释能力只有4.2%和1.9%;前茬作物对土壤TN及AN空间变异的独立解释能力最高,是引起川北烟区土壤氮素空间变异最主要的因素。     

江淮丘陵地区土壤养分空间变异特征——以安徽省定远县为例

以安徽省江淮丘陵地区的定远县为例,利用测土配方施肥获取的1 401个农田表层样点数据,运用地统计学方法和GIS技术研究了土壤有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量的空间变异特征及其影响因素。结果表明,定远县SOM含量为17.74 g/kg,TN含量为1.04 g/kg,AP含量为13.45 mg/kg,AK含量为115.00 mg/kg,属中等水平。变异系数介于28.85%~73.38%,属中等变异强度。地统计分析表明,定远县土壤养分的变异函数符合指数模型,具有中等强度的空间自相关性,SOM和TN的空间自相关性稍强。土壤养分在空间上呈块状分布,SOM、TN和AK的空间分布总体上东南高、西北低;AP总体上西高东低。土壤养分空间变异主要受地形和土壤类型影响。     

成都平原区土壤速效磷时空变化特征

根据1982年173个样点和2002年117个样点的分析数据，利用地统计学方法和GIS技术对成都平原耕层（0～20cm）土壤速效磷含量的时空变异特征进行了研究。结果表明，成都平原耕层土壤样点间速效磷平均含量由1982年的7.1mg／kg增至2002年的14.3mg／kg，平均增加了103.40％。20年间由于受区域间农业管理措施、土地利用方式和土壤颗粒组成差异的影响，占平原耕地面积75.86％的土壤速效磷含量增加，且区域增加幅度呈由东向西逐渐降低的趋势。土壤速效磷含量与土壤颗粒组成的相关性分析表明，1982年土壤速效磷含量与土壤砂粒（2～0.02mm）之间呈极显著的负相关，与土壤粉粒（0.02～0.002mm）之间相关未达到显著水平，与土壤粘粒（〈0.002mm）之间呈显著正相关；2002年土壤速效磷含量与土壤砂粒之间呈显著的负相关，与土壤粉粒之间呈极显著正相关，与土壤粘粒之间相关未达到显著水平。