黑龙江土种数据库构建——基于第二次土壤普查数据

本数据库是在全国第二次土壤普查黑龙江土种志,黑龙江土壤,中国土壤,中国土种志等数据和资料的基础上,根据E-R数据模型的理论构建的关系型数据库,实现了数据库存贮和查询等功能。数据库包含黑龙江省63个市县,17个土类,48个亚类,127个土属和254个土种的数据资源,描述了土种的分布、面积、属性及生产性能,以及每个土种的典型剖面。该数据库可为黑土区域土壤肥力评价、土壤质量评价以及土壤资源可持续利用提供数据支持。     

浙江省土壤发生分类与系统分类参比及制图研究

利用新建立的浙江省1∶5万土壤数据库,对土壤发生分类土种与中国土壤系统分类亚类进行了参比,编制了土壤系统分类亚类分布图.结果表明,发生分类基层分类单元归属较为清楚,但高级单元关系较为复杂.99个土属有62个参比归属唯一,277个土种有252个参比归属唯一,通过参比将大比例尺土壤普查成果转换成系统分类体系是可行的,可以满足1∶10万的系统分类亚类制图要求.浙江省土壤参比后归属于8个土纲,以雏形土土纲面积最大,占总面积的31.3％;人为土次之,占总面积的21.4％,有机土面积最小.在系统分类土纲层次,土壤区域分布规律较为明显.研究结果对指导土壤系统分类具有一定的参考价值,也为省域范围的系统分类制图提供了范例.     

土壤有机碳的剖面分布特征及其密度的估算方法研究——以我国东北地区为例

土壤有机碳(C)库在全球变化研究中具有极其重要的地位,而土壤剖面中有机C分布特征及估算方法是精确计算土壤有机C库的前提。本文收集了《中国土种志》和东北3省土种志中有关的土壤剖面属性数据,建立以土壤有机C为主体的数据库,讨论了土壤剖面有机C的分布特征及土壤剖面不同分类单元下土壤有机C的估算方法,为合理和准确地估算土壤有机C密度及土壤有机C库提供科学依据。     

发生分类淋溶土与系统分类参比特征研究

利用最新建立的中国 1∶10 0万土壤数据库 ,研究了我国发生分类淋溶土与中国土壤系统分类的参比及其在中国土壤系统分类下的空间分布和数量特征。结果表明 ,我国发生分类淋溶土总面积为10 5 975 7.8km2 ,分布规律明显 ;与系统分类参比 ,发生分类淋溶土分属于中国土壤系统分类 4个土纲 ,即淋溶土、雏形土、新成土和灰土 ,它们分别占发生分类淋溶土总面积的 72 .8%、2 6 .1%、1.0 %、0 .1% ,其中包含系统分类的 2 5个土类和 4 7个亚类 ,参比关系复杂 ,不是简单的一对一的关系。分析发生分类某一类型土壤分属于系统分类不同类型的面积比例及其标准偏差 ,结果表明土壤参比的单元级别越低 ,越易于参比和把握。为了使中国土壤系统分类更实用、更易于普及 ,深入开展土壤基层分类研究 ,进一步发展和完善中国土壤系统分类是必要的 ,也是十分迫切的。研究结果对于土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用与发展 ,具有很好的参考应用价值     

长江以南东部丘陵山区土壤可蚀性K值研究

以土壤亚类为基础,从土种入手,依据第二次土壤普查资料建立了我国东产丘陵区各土种的理化性质数据库。应用土壤可蚀性方法,计算出各土种的土壤可蚀性Ｋ值,用面积进行加权平均,经分类分级后,连续到相应的土壤图上,得到我国东部丘陵区土壤可蚀性Ｋ值图及其分布规律。     

土壤数据源和制图比例尺对旱地土壤有机碳储量估算的影响

明确不同来源土壤剖面数据建立的大、中、小系列制图比例尺对旱地有机碳储量估算的影响对于全球碳循环研究具有重要意义。以江苏北部(简称"苏北地区")3.9×106多hm2旱地为例,系统分析了我国目前常用《县级土种志》、《地级市土种志》、《省级土种志》和《中国土种志》中记录的土壤剖面数据分别建立的1∶5万、1∶25万、1∶50万、1∶100万、1∶400万和1∶1 000万数据库对有机碳储量估算的影响。结果表明,与数据最详细、记录有983个土壤剖面的《县级土种志》1∶5万尺度有机碳密度和储量相比,其他土壤数据源建立的不同制图尺度数据库相对偏差分别在1.94%~23.53%与0.02%~22.86%之间,T检验表明大多数制图尺度土壤数据库的估算结果与《县级土种志》1∶5万尺度之间存在极显著差异(p0.001),这说明在今后国家或区域尺度土壤有机碳储量估算中选择适宜的土壤数据源和制图尺度是非常重要的。     

发生分类高山土与系统分类参比特征

本文利用最新建立的1:100万中国土壤数据库,研究了我国发生分类高山土与中国土壤系统分类的参比及其在系统分类下的空间分布和数量特征。结果表明,我国发生分类高山土总面积为197.8万km2,分布规律明显;高山土参比后分属于4个系统分类土纲,雏形土、干旱土、新成土、均腐土,它们分别占高山土总面积的50.2%、29.8%、15.1%、4.9%,其中包含了系统分类的11个土类和19个亚类,参比关系复杂,不是简单一对一的关系。分析高山土参比后分属的系统分类不同类型土壤面积比例及其标准偏差,表明土壤参比的单元级别越低,越易于参比和把握,进一步开展土壤系统分类的基层分类研究显得十分必要。发生分类到系统分类的参比关系复杂,参比难度大,原因在于它们的分类体系和划分标准是完全不同的。研究结果对于土壤类型的正确参比具有很好的参考应用价值。     

丘陵地区田间尺度农地景观坡位划分

运用基于相似度的模糊推理方法对丘陵地区田间尺度农地景观下的地形复杂区域进行了坡位分类,并分别利用土壤物理（土层厚度）、化学（有机质、碱解氮、有效铜和有效铁）和土壤发生属性（土种分布）对分类结果进行了验证,结果表明坡位分类整体上符合研究区的实际地形地貌特征,并能很好地解释土壤物理、化学和发生属性的变化,验证了基于相似度的模糊推理方法在地形复杂区域进行坡位分类的可行性。     

将土种资料转化为土系的必要性与可行性分析

在对我国土壤基层分类发展历程进行简短回顾的基础上,分析了将土种资料转化为土系的必要性,和将第二次全国土壤普查建立的土种转化为土系的可行性,并指出了在土种转化为土系过程中应当注意的问题。研究结果表明,经过大量土壤学家的多次讨论修改,全国第二次土壤普查最终汇总时所建立的土种(或称"新土种")已接近土系的涵义,以此为基础,辅以必要的野外实地补充调查,根据土系划分的原则、标准和方法,将土种转化为土系是可行的。如果能够通过认真分析、比较、归纳、总结已建立的"新土种"资料,将其转化的土系,就能够使大量宝贵的土壤普查资料充分发挥作用,节约大量的时间和资金,这是在大规模开展新一轮土壤普查前,加速我国土壤系统分类的基层分类研究进程,完善我国土壤系统分类体系,使土壤调查资料能够更好地为生产实际服务有效途径。     

基于WebGIS的中国土壤参比查询系统研究

土壤分类是土壤科学综合研究水平的反映。本研究采用B/S系统架构,利用WebGIS以及相关的计算机技术,在中国1∶100万土壤数据库基础上,以ArcIMS作为土壤地图数据发布平台,使用ArcSDE作为空间数据库引擎,采用关系数据库SQL Server2000统一管理土壤空间数据和属性数据,建立了一个基于WebGIS的中国土壤参比查询系统,实现了GSCC到CST的“傻瓜式”参比。该系统按照参比出发点的不同,即基于单个剖面数据信息,或基于二个系统分类单元的空间分布特征,分三个子模块,分别为基于全国尺度、区域尺度(省级)和单个土体尺度,这样研究人员可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能精确的土壤分类参比数据。     

基于传递函数的土壤数据库缺失数据的填补研究

数据缺失在土壤调查研究中是一个非常普遍的现象,处理不当一定程度上会影响研究结果的可靠性。土壤转换函数(pedotransfer functions,PTFs)是简单、快速、大批量填补土壤数据库缺失信息的有效手段。但目前分析和厘定我国土壤数据库缺失数据特征的研究较少,针对土壤数据库缺失数据的填补方法也亟待规范。本文对我国第二次土壤普查数据库进行分析,探讨该数据库的数据缺失特征,并对数据缺失严重的土壤属性进行预测,以期为今后的土壤数据库缺失数据填补工作提供参考。总体来看,质地(砂粒、粉粒和黏粒含量)、pH、有机质、全氮、全磷、全钾是土壤普查中最基础的调查项目,这些土壤属性信息的完整性最好。有效磷、速效钾和阳离子交换量数据有一定的缺失。碱解氮、容重、砾石含量、各种类型氧化铁数据缺失严重。在填补缺失数据时,建议首先考虑模型的稳定性,尽量使用那些相对稳定且数据完整性好的土壤属性来预测缺失数据。我国第二次土壤普查数据库基本都缺少空间属性信息,在填补缺失数据时最好采用简单而相对稳定的回归模型。利用回归分析得到的土壤传递函数可以较好地实现容重、碱解氮和部分阳离子交换量缺失数据的填补工作。尽管如此,由于部分土壤属性信息有一定的时效性,应用传递函数时要注意数据源的历史背景。     

中国主要土壤类型的土壤容重传递函数研究

由于我国大多数土壤数据库缺失或部分缺失土壤容重数据,利用土壤其他属性来预测土壤容重具有重要意义。我国土壤类型多样,已有的土壤容重传递函数在不同土壤类型中的适用性也值得进一步探讨。本文基于我国现有的土壤数据库,对已有的两种土壤容重传递函数在不同土壤类型(土纲)中的预测精度与适用性进行评估,最后通过SPSS进行回归分析建立我国主要土壤类型最适宜的容重传递函数。研究结果表明,已有的两种土壤容重传递函数应用于部分土壤类型时预测精度不高,但基于土壤系统分类的数据分组后建立的容重传递函数能够明显提高预测精度。新建的容重传递函数对有机土、铁铝土、潜育土、均腐土、富铁土、淋溶土、雏形土、新成土和变性土土壤容重的预测精度较高,但人为土、盐成土和干旱土土壤容重传递函数的预测精度整体偏低,在应用时需要慎重。在利用土壤容重传递函数时一定要注意研究区及适用范围。     

土壤渗透性的区域变化规律及因子分析

通过应用数据挖掘和数据整合方法,以建立我国土壤渗透性数据库,并对影响土壤渗透性的各因子综合分析,揭示土壤渗透性的区域变化规律。结果表明:(1)土壤渗透性呈现明显的区域性变化,表现为西南地区<华北地区<东北地区。西南地区土壤渗透力最差,稳渗速率对数值为-0.5～-2.0;华北、东北地区整体数值均在0.5以上,土壤渗透力较强。(2)在影响土壤渗透力的各因子中,气候类型及林龄通过影响植被来间接改善土壤渗透力;植被能有效提升土壤渗透力,但不同植被类型间土壤渗透力并无显著差异;随土层深度的增加,土壤渗透力有所下降。土壤有机质、土壤容重及非毛管孔隙度对土壤渗透力的影响均存在一个阀值,其值分别为30%,1.0g/cm^3,30%。当各因子值超过此阀值,其对土壤渗透力的影响减弱。为更好地探究土壤类型对土壤渗透力的影响作用,在今后的研究中应加强对土壤结构、团聚体等数据的分析。(3)海拔、土层深度及土壤容重对土壤渗透力的影响主要通过影响土壤中非毛管孔隙数量来起作用的。非毛管孔隙度是影响土壤渗透力的主导因子,通径系数为0.34。     

山东省土壤酸化特征及其影响因素分析

为弄清山东省土壤酸化状况,采用统计分析和空间分析方法,对山东省测土配方施肥项目数据进行分析,并与第2次全国土壤普查的部分数据作比较,分析山东省不同区域、不同土地利用类型、不同土类的土壤酸化状况。结果表明:1)山东省的酸化土壤面积为126.4万hm2,占全省土壤面积的8.13%,与第2次全国土壤普查相比,酸化面积增加了8.07%;2)山东省土壤p H值呈现自西向东、由北向南逐渐减小的趋势,酸化土壤集中分布在鲁东和鲁南地区的威海市、烟台市、日照市、青岛市和临沂市;3)不同土地利用类型中,园地中的茶园酸化程度较重,耕地酸化程度最轻;4)不同土类中,棕壤酸化程度最重,潮土酸化程度最轻。山东省土壤酸化呈现严重的趋势,其自然地理气候条件、不同土地利用方式以及施肥管理等是可能导致土壤酸化的主要原因。     

Is pH increasing in the noncalcareous topsoils of France under agricultural management? A statistical framework to overcome the limitations of a soil test database

Soil pH is one of the most common and important measurements used to assess soil quality and manage soil fertility. Soil acidification is a slow process that can have large consequences. Therefore, it is important to detect soil changes early. Using a French soil test database, we show that the soil pH increased in 36% of arable soils monitored from 1996 to 2010, which suggests that soils became less acidic across the country. Conversely, decreases in pH were rarely detected. To perform this assessment, we used a statistical framework to analyse 488 717 soil test results from the French national soil test database. We excluded calcareous soils due to their relatively stable pH. Two periods were analysed: 1996 to 2000 (period 1) and 2006 to 2010 (period 2). Then, we performed nonparametric Mann–Whitney U tests following a resampling step to account for the noncontrolled selection of spatial and temporal localization in the observations. Our statistical framework smoothed the effects of some limitations of the database related to the variable number of samples collected during both periods and uncertainties in sampling locations. Overall, this study demonstrates the potential of using this type of database and a relevant statistical framework to detect long‐term changes in soil properties.     

中国东北黑土养分空间异质性

Patterns of soil organic carbon (SOC) storage and density in various soil types or locations are the foundation for examining the role of soil in the global carbon cycle. An assessment of SOC storage and density patterns in China based on soil types as defined by Chinese Soil Taxonomy (CST) and the recently compiled digital 11000 000 Soil Database of China was conducted to generate a rigorous database for the future study of SOC storage. First, SOC densities of 7292soil profiles were calculated and linked by soil type to polygons of a digital soil map using geographic information system resulting in a 11000 000 SOC density distribution map of China. Further results showed that soils in China covered 9 281 ×103 km2 with a total SOC storage of 89.14 Gt and a mean SOC density 96.0 t ha-1. Among the 14 CST orders, Cambosols and Argosols constituted high percentage of China's total SOC storage, while Andosols, Vertosols, and Spodsols had a low percentage. As for SOC density, Histosols were the highest, while Primosols were the lowest. Specific patterns of SOC storage of various soil types at the CST suborder, group, and subgroup levels were also described. Results obtained from the study of SOC storage and density of all CST soil types would be not only useful for international comparative research, but also for more accurately estimating and monitoring of changes of SOC storage in China.     

守护耕地土壤健康支撑农业高质量发展

本文回顾了土壤健康概念的演进过程,结合我国国情农情,分析了耕地土壤健康管护的重要性.从保障粮食安全、打赢净土保卫战和加强土壤健康监测等3个方面,总结了我国目前已开展的相关工作及成效;并从强化科研创新、完善体制机制、深化人才培养、发挥学会作用等4个方面,阐述了进一步加强耕地土壤健康管护的科研方向与工作重点.     

Biological Indices for Soil Quality Evaluation: Perspectives and Limitations

Soil quality is threatened by the increase in human population and by the fact that most of the cultivable land is intensively used. The initial interest in this topic focused on defining soil quality but shifted into how to measure soil quality in the late 1990s. There is a general agreement that soil biochemical, microbiological and biological properties are more suitable than physical and/or chemical properties for the purpose of estimating alterations in soil quality and hence soil degradation. To date, most studies have used microbial biomass, soil respiration and enzymatic activities to obtain soil quality indices, whereas less focus has been given to soil fauna (microarthropods and nematodes). This article aims to do a critical review of soil quality indices based on soil biological and biochemical activities, mainly microbial biomass, soil respiration and the activity of several enzymes. Limitations within the database of articles that are focussed on broad scale application of soil quality indices include the difficulty of selecting the highest quality soils for comparison purposes, lack of standardisation of analytical methods, and inclusion of an insufficient number of soil types and ecosystems. There is a need to validate soil quality indices, both, spatially and temporally and to explore the use of indices that integrate faunal and microbial measurements. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.