我国土壤质量及其评价研究的进展

在阐述了土壤质量的内涵基础上,分析了土壤质量和土壤健康、土地质量及土壤服务功能的联系。重点对我国土壤质量的评价研究进行了回顾和概述,从指标体系的选取和评价方法入手,探讨了评价的发展过程,分析了我国土壤评价指标体系因子选择的范围,在论述了国际土壤质量最新进展的基础上,指出了生物学指标研究是需要加强的方向;同时着重分析了我国土壤质量评价方法研究的进展,对我国土壤质量评价的方法进行了概括,指出了空间化,过程化,应用化和综合化的发展方向,并讨论了我国土壤评价研究的方向和趋势。     

土壤质量评价中文文献分析

基于中国知网(CNKI,http://www.cnki.net)1950~2016年关于土壤质量方面的中文文献查阅结果,概述了我国关于土壤质量的内涵认知、评价指标体系选择和权重确定方法以及土壤质量评价方法,旨在为今后的土壤质量评价提供参考。关于土壤质量的内涵,中国科研人员更接受土壤肥力和土壤质量这两个概念,进入21世纪后,中国开始更为关注基于"污染"的土壤环境质量;评价指标体系大致可以分为土壤物理指标、土壤养分和常规化学指标、土壤生物指标和污染物指标四类,土壤物理指标中,质地、含水量和耕层厚度使用频数最多,土壤养分与常规化学指标中,有机碳和pH使用频数最多,土壤生物指标中酶活性、细菌数量和真菌数量使用频数最多,但相比于物理指标和土壤养分和常规化学指标,生物指标的应用较少,污染物指标中重金属指标的使用频数最多;指标权重的确定方法中主观法的层次分析法和客观法的主成分分析占主导地位;土壤质量评价方法中综合指数法和内梅罗指数法应用的最多。土壤质量评价指标体系,因评价者、评价区域、评价对象和评价目的的不同而不同,随着我国经济、土壤微生物的研究技术的迅猛发展,预计微生物指标在土壤质量评价中将会得到越来越广泛和深入的应用。     

海涂围垦区土壤质量综合评价的指标体系研究

以苏北海涂围垦区为研究区域,选取与作物生长密切相关的理化性质为指标,采用模糊数学方法对土壤质量状况进行了定量评价,获取了区域土壤质量状况分布图,并对不同指标体系下的评价结果进行了比较分析.结果表明:研究区土壤质量状况总体较差,有机质是重要的土壤质量评价因子,土壤盐分与地下水矿化度是土壤质量的主要限制因子;不同评价方案获得的土壤质量状况具有空间相似性,西部棉花种植区土壤质量状况总体优于东部的水稻种植区;体积质量对土壤质量评价差异影响较小,速效养分对土壤质量评价影响较大,基于速效养分的土壤质量评价精度高于全量养分;在其他因素获取困难的情况下,采用土壤有机质、速效养分和盐分或仅采用土壤有机质和盐分作为评价指标亦能较好地反映土壤质量状况.该研究可为海涂围垦区土壤质量快速评价指标体系的构建、中低产地的科学改良和管理提供一定理论依据.     

土壤质量与持续环境——Ⅲ.土壤质量评价的生物学指标

土壤生物是维持土壤质量的重要组分，土壤生物不指标能敏感地反映土壤质量的变化，是土壤质量评价指标体系中不可缺少的组成部分，但目前仍十分缺乏这方面的指标。本文对《土壤质量与持续环境》一书中土壤质量评价的生物学指标进行了评述。     

土壤质量指标和评价方法

土壤质量是反映土壤保持生物生产力、环境质量以及动植物健康能力的土壤的内在属性。土壤质量评价是根据土壤内部属性对土壤综合状况进行表达。评价必须确定合适的时间和空间尺度,综合量化分析指标和不可量化的描述性指标。评价方法包括定性评价和定量评价,系统化的定性评价仍有其现实意义。定量评价要选择指标的最小数据集(MDS),采用最小数据集(MDS) 土壤变换函数(PTF)的方法将土壤质量指标和土壤功能相联系,对土壤的各个功能因子进行评价,在此基础上利用各种数学评价方法得到综合的量化土壤质量评价结果。     

土壤质量评价方法述评

 为全面总结土壤质量评价方法的研究进展,从指数法、模型法及GIS的参与等方面综述当前一些定量评价土壤质量的方法。指数法计算方法较简单、实用;模型法具有较强的逻辑性和系统性;应用GIS评价土壤质量客观且潜力大,对土壤进行时空动态监测以实现土壤持续经营管理。在土壤质量评价工作中将定量与定性评价结合起来,选择适宜的土壤质量评价指标,不断完善现有的评价方法,发挥信息技术的优势,为合理开发利用土壤提供依据。     

投影寻踪等级评价模型在土壤质量变化综合评价中的应用

土壤质量动态变化研究是以土壤质量评价为基础，通过土壤质量指数的时空变化来反映。因评价实体、目标、指标体系的不同，评价模式（方法）也存在差异。由于涉及多个评价指标，所以属于高维数据处理问题。针对传统评价方法存在指标权重确定没有统一的理论和计算方法的不足，本文提出用基于实码加速遗传算法（Real coding based accelerating genetic algorithm，简称RAGA）的投影寻踪等级评价（Projection pursuit grade evaluation，简称PPE）模型。通过RAGA优化PPE模型中的投影方向参数，完成高维数据向低维空间的转换，即将每个样本的多个评价指标综合成一个综合指标，用倒S曲线建立投影寻踪土壤质量综合评价模型，从而实现对土壤样本的评价。     

海南岛土壤质量系统评价与区域特征探析

研究建立了海南岛热带地区土壤质量系统评价模型 ,并对该岛土壤质量进行综合评价 ,结果表明海南岛土壤养分有效性为主要限制因子 ,水分有效性和根系适宜性状较好 ,土壤综合质量中等偏上。与林地相比其他土地利用方式土壤质量均有所下降     

黄土丘陵区侵蚀土壤质量评价

通过建立侵蚀土壤质量单因素评价模型和综合评价模型,选出了黄土丘陵区适宜的侵蚀土壤质量评价方法,定量评价了该区土地利用方式对土壤质量的影响。结果表明,采用加权综合法对土壤质量进行综合评价能够较好地反映土壤质量的实际情况,敏感地反映土地利用方式变化对土壤质量的影响。应用因子分析法所筛选的8项土壤质量简化评价指标能够很好地反映29项综合评价指标的信息,评价结果具有较高的代表性。拟定了黄土丘陵区侵蚀土壤质量分级标准,将研究区土壤质量分为5级。黄土丘陵区10种土地利用类型间土壤质量差异显著,以天然乔木林地土壤质量最佳,属1级;其次是天然灌木林地和大棚菜地,土壤质量属2级;天然草地土壤质量属于3级,人工乔灌林地土壤质量接近3级;人工草地、撂荒地、农地和果园土壤质量属于4级。     

大空间尺度土壤质量评价研究进展与启示

土壤质量评价的空间尺度决定了评价结果的适用范围与功能,然而一直以来大空间尺度相关研究相对缺乏。为了分析其核心内容、方法论特征和发展趋势,构建了土壤质量评价相关概念认知框架,综述了当前大空间尺度理论研究和多国实践。分析结果表明:(1)全球—地区尺度土壤质量评价研究基本遵循了"制定评价目标—明确评价对象和涉及的土壤功能—选取评价指标与评价模型—输出评价结果"的技术路线,在评价目标、对象和指标选取等方面侧重反映土壤的自然资源属性与固有质量,常见综合评价模型应用;(2)土壤功能分解与表达逐渐成为土壤质量评价的核心,驱动了相关研究的多维度、多尺度发展。目前亟待开展:对应复合管理目标的广域空间土壤质量统一评价,根据土壤功能分布、土壤类型特征及土地利用方式,明确国家土壤资源分区利用与保护策略;通过多源地学数据集成与基于土壤功能的评价模型研发,发现大空间尺度土壤质量演变规律,协同大、中、小空间尺度研究以探明土壤质量评价的尺度效应。     

Soil Fertility — Phenomenon and Concept

This paper is based on an extensive review of soil fertility in the literature of soil science, agronomy and ethnic studies. The spectrum of scientific opinions on soil fertility was visualized in mind‐maps, definition types were analyzed, and problems within the conceptual approach towards soil fertility were shown. Differently oriented concepts were divided between the terms of soil fertility and soil quality. Soil fertility is not applicable as a technical term in natural sciences as it describes a definite, but dispositional (concealed), soil feature; therefore, it is not fully operationalizable for the natural sciences. Soil quality denotes undefined and interchangeable sets of appreciated soil attributes and functionalities, which are assigned by value judgements. It is a tool that integrates different soil state variables and functions in order to evaluate the capacity of a soil to do what it is expected (i.e. function) or to assess the sustainability of current land‐use practices. The phenomenon of soil fertility appears to the consciousness as an autonomous counter‐instance with its own mental and material qualities, referred to in traditional cultic cultivation. The main features of cultic cultivation of soil fertility are the uniting of the four elements, the religio towards the spiritual side of nature, the sacrificial, and the eros. A reevaluation of the soil fertility phenomenon in modern terms would be an innovative and forward‐looking research program. Practical and scientific work on soil fertility should rediscover and revive the feeling for, and apperception of, the phenomenon of soil fertility in its mental and material aspects.     

黑龙江省典型黑土区土壤生态环境质量评价

黑土土壤生态环境质量评价是开发、利用和保护黑土的关键和基础。该文在已有研究的基础上,从宏观和中观角度,以黑龙江的嫩江县、克山县、五大连池市和海伦市作为研究的评价区;依据土壤环境质量评价标准,主要运用分级标准比例法、德尔斐法和模糊综合评价法,综合考虑影响黑土土壤生态环境质量的因素,结合评价区土壤生态环境的现状,构建了黑龙江省典型黑土区土壤生态环境质量评价体系,该体系从土壤侵蚀、土壤污染和土壤肥力退化三大评价因子共13个单项指标,对4个评价区的土壤生态环境质量进行评价与比较。结果表明,目前黑龙江省典型黑土区土壤生态环境质量存在一定差异,嫩江县、五大连池市、克山县为中等偏差,海伦市则为较差,最后从土地管理、工程措施、农业耕作技术三方面提出针对性措施。     

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。     

土壤活性有机质组分的光谱分析方法及应用

光谱分析方法是利用光谱学的原理和实验方法，来确定所测物质的结构及其化学组成和相对含量的方法。土壤活性有机质(labile organic matter，简称LOM)是生态系统管理措施的早期且快速的敏感指标，对土壤质量的变化研究有重要意义。近年来，土壤LOM的含量变化逐渐成为土壤科学工作者研究的焦点。土壤LOM的组分有物理、化学、生物学和联合分组所分离出来的各种不同组分。土壤LOM组分的数量测定方法具有不确定性和难比较性，而应用光谱特性的质量变化的分析方法可以补充和验证数量变化的规律，由此获得准确、详实的结果。本文对利用现代分子技术进行有机质结构表征的紫外-可见光谱(UV-vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、三维荧光光谱(3DEEM)和固态核磁共振碳谱(13C-NMR)的光谱分析方法进行了详述，并对这些方法在LOM研究的应用进展进行了概述。提出应针对不同的研究目的，选择适合的光谱分析技术，推荐了每种土壤LOM组分所适用的光谱分析方法，为科学地研究解析土壤LOM的数量和质量变化规律提供了技术参考。     

红壤坡耕地耕层土壤质量特征及障碍因素研究

为探究红壤坡耕地耕层质量特征及其障碍因素,通过野外调查、资料查阅及室内土壤理化性质分析等综合性研究手段,对江西红壤坡耕地耕层土壤质量统计特征、演变特征及主要障碍因素进行分析。结果表明:(1)红壤坡耕地田面坡度主要分布在2~16°之间,耕层平均厚度13.40 cm,有效土层厚度平均88.30 cm,土壤容重平均为1.17 g/cm~3;耕层土壤有机质平均含量19.37 g/kg,土壤pH值平均5.36。(2)红壤坡耕地耕层质量近20年有明显提高,田面坡度从6°降至4°,耕层厚度从13.68 cm增至16.42 cm;耕层土壤有机质含量24.63 g/kg,提高33.93%,全氮、有效磷和速效钾含量分别增加10.53%、230.98%、44.18%。(3)红壤坡耕地低产耕层土壤质量的主要障碍因素是土壤养分贫瘠化、粘重化和酸化;花生和木薯低产耕层的土壤容重和粘粒含量均大于高产耕层,而土壤孔隙度、田间持水量、有机质含量及pH值均小于高产耕层,表明高产坡耕地耕层土壤质量优于低产坡耕地。研究结果可为江西红壤坡耕地耕层质量改善和合理耕层构建提供科学参考。     

采煤塌陷地复垦土壤质量研究进展

土地复垦是补充耕地的重要措施，同时也是改善煤矿区生态环境的主要途径。该文对复垦土壤质量进行了综述，主要对土壤重构的方法；重构土壤的物理、化学性状的变化；重构土壤生物活性等方面进行分析。目前土壤重构的方法分为充填重构和非充填重构，非充填重构包括土地平整、修筑梯田、挖深垫浅、深沟台田等方法；充填重构根据充填材料的不同分为粉煤灰、煤矸石、河湖泥和垃圾充填。重构土壤的理化性状的变化主要集中在土壤容重、含水率、结构和主要养分变化的研究上，在粉煤灰、煤矸石充填的土壤上有重金属污染的可能性。部分研究证明重构土壤的微生物     

基于最小数据集的吉林省黑土耕层土壤质量评价

黑土作为吉林中部平原粮食主产区主要土壤类型,其质量的优劣直接影响区域生态安全和农业可持续发展。该研究以吉林省典型黑土耕层土壤作为研究对象,采集1 401个土壤样本,测定8项土壤理化指标及玉米产量。采用最小数据集法筛选评价指标,对于黑土耕层土壤进行质量评价,并综合土壤质量指数和产量提出评价指标的适宜范围。结果表明:吉林省黑土耕层土壤质量评价最小数据集由耕层容重、有机质、速效磷、pH构成,由全量数据集(Total Data Set,TDS)、重要数据集(ImportantDataSet,IDS)和最小数据集(MinimumDataSet,MDS)分别计算的土壤质量指数之间存在显著正相关关系,R~2分别为0.716、0.771,表明MDS可以替代TDS对黑土耕层土壤质量进行评价。黑土玉米种植区耕层土壤质量指数分布在0.22～0.75之间,均值为0.53,呈现东部高西部低的趋势。土壤质量指数随产量先增加后降低。黑土耕层保持较高土壤质量及产量的评价指标适宜范围分别为:容重为1.23～1.43 g/cm3,酸碱度(pH值)为4.74～6.96,有机质为33.14～35.81 g/kg,有效磷为122.46～136.06 mg/kg。该研究结果可为吉林省黑土耕层土壤质量诊断、提高黑土肥力及选择适合农田管理措施提供理论及参数支撑。     

强度侵蚀红壤区不同治理措施对土壤理化性质的影响

为了探讨生态治理措施对强度侵蚀红壤区土壤质量的影响,2005年对治理区4种不同治理措施下土壤理化性状进行比较研究。结果表明:强度侵蚀红壤区经过5年治理后,土壤的理化性质有了明显的改善。封禁措施改善土壤的物理性状最明显,生态果园措施次之,种植胡枝子最差。全面播种百喜草和封育措施能显著改善土壤的化学性状,生态果园措施略差,种植胡枝子改善作用并不明显。同时,这些措施的效果离原始林区的土壤质量还有很大差距。     

岩溶区典型根系地下生境的土壤质量分析

选择岩溶区三种不同的典型根系地下生境类型土壤为研究对象(类型Ⅵ——白云岩水平产状多层空间类型、类型Ⅸ——白云岩倾斜产状多层空间类型及类型Ⅺ——白云岩直立产状多层空间类型),根据不同类型的土壤物理、化学及生物学指标,计算土壤肥力的综合指标值,对其土壤质量进行综合分析评价。结果表明:(1)不同植物根系地下生境类型和不同空间土壤层次的土壤指标值差异极显著;(2)不同类型的土壤质量存在差异,且具有明显的层次性,土壤质量表现为白云岩倾斜产状多层空间类型最好,且三种类型的土壤质量均呈现出随土壤深度的增加而逐渐降低的趋势。该文揭示了根系地下生境的土壤质量差异,这为岩溶石漠化区的植被恢复技术研究和治理均有积极的作用。