长江河口地区土壤肥力质量综合评价研究——以启东市为例

以长江河口区为研究区域,选取与作物生长密切相关的理化性质作为土壤质量指标,根据作物效应和河口地区的实际情况,采用了抛物线型隶属度函数、生长指数型曲线隶属度函数(S型)和戒下型隶属度函数(Z型)三种方法确定各指标隶属度值,分别采用主成分分析法和灰色关联度法确定权重系数,应用综合指数法对土壤质量进行综合评价。结果表明研究区表土层浅薄,大部分地方土壤或地下水还含有较高盐分,土壤pH值普遍较高,土壤养分含量低且不均,比例失调。主成分分析法和灰色关联度法两种评价方法相关性很好,评价结果具有相当一致性。土壤质量综合评价分级图表明,这一地区土壤质量状况总体偏低,大多处于中下水平,且研究区不同部位土壤质量状况差异非常明显。该结果为河口地区土壤质量改良及科学管理提供参考。     

青藏高原典型沙化区草地土壤质量评价

为了探究青藏高原沙化区草地土壤质量变化,采用主成分分析法筛选具有代表性的土壤质量指标构建最小数据集,计算土壤质量指数SQI(Soil Quality Index),评价了青藏高原海晏县、共和县、贵南县3个典型沙化区不同沙化程度下的土壤质量变化特征。结果表明:(1)随着沙化程度的减弱,3个典型沙化区草地的地上生物量均值由0增大至(0.8±0.18)kg/m²; 土壤有机质、全氮、全钾、全磷、速效钾、速效磷、碱解氮等养分含量增大,土壤阳离子交换量(CEC)增大了87.28%; 土壤容重减小了33.62%;(2)3个典型沙化区内不同沙化程度下,贵南县森多镇土壤质量最好,其次为共和县铁盖乡,海晏县三角城镇土壤质量最差;(3)最小数据集与全数据集的土壤质量指数呈现极显著相关关系,表明采用最小数据集法代替全数据集法评价典型区沙化草地土壤质量是行之有效的。综上所述,沙化区草地的土壤质量随沙化程度的加剧逐渐降低,不同沙化区草地土壤质量存在空间差异性。     

黄土高原子午岭地区植被恢复过程中的土壤质量评价

选择黄土高原子午岭地区植被自然恢复1-140a不同年限的阳坡墚坡地为研究对象,通过相关性分析筛选土壤表层（0-20cm）16项表征土壤物理、化学、生物学性质的指标,运用主成分分析计算土壤质量综合指数,评价子午岭地区植被恢复过程对土壤质量的影响。结果表明：土壤总孔隙度、平均重量直径（MWD）、有机质质量分数、速效磷质量分数、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、真菌数量、微生物总量构成土壤质量评价指标体系;土壤质量综合指数随植被恢复年限的增加而增加;植被自然恢复1-140a间,土壤质量综合指数变化范围为0.1559-0.8509,较裸露休闲地增加4.2-27.5倍;根据土壤质量综合指数变化规律,可将140a植被恢复过程中的土壤质量演变过程分为3个阶段,即植被恢复初期（1-20a）的土壤质量综合指数呈快速增长,植被恢复中期（20-40a）的土壤质量综合指数呈波动性增长,植被恢复后期（40-140a）的土壤质量综合指数呈稳定增长。植被演替过程中不同植被生活型土壤质量综合指数表现为乔木林地〉灌木林地〉草地。     

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...     

基于土壤剖面质地构型的土壤质量评价——以河南省封丘县为例

土壤剖面质地构型是土壤质量和土壤生产力的重要影响因子,对冲积平原地区来讲尤其重要。然而,现有的土壤质量评价研究中,很少采用该因子,且评价指标筛选大多缺乏明确的生物学意义。本研究利用河南省封丘县39个剖面数据及113个土钻样点数据,使用模糊C均值聚类方法 (FCM)结合Kriging插值方法获取的9种土壤剖面质地构型在空间上分布的单一类别隶属度图;在此基础上结合专家知识,针对平原地区旱作作物及耕地的耕性对土壤剖面质地构型的性状进行打分,以分值为参照,在Arc GIS 9.2中9个单一类别隶属度栅格文件进行栅格计算,获取了研究区土壤剖面质地构型栅格的综合分值。利用包括土壤剖面质地构型在内的多个土壤属性,结合作物产量数据,使用主成分分析(PCA)方法确定了最小数据集(MDS);应用指数和法,基于两种途径对土壤质量进行了评价,并结合测产获取的作物产量对两种评价结果进行了对比分析。结果表明:土壤质量指数与作物产量有较好的相关性,土壤质量评价结果能够较好地反映研究区的土壤质量状况。在添加剖面质地构型因子后,土壤质量评价结果有进一步的改善,可见在黄河泛滥冲积平原地区,剖面质地构型是土壤质量评价必不可少的因子。     

天津小站稻种植区土壤质量综合评价

为了解天津小站稻种植区土壤养分水平与肥力状况,本次调查分析了稻田土壤pH、盐分、有机质、速效量和全量氮磷钾、铜锰硫等中微量元素共24项指标,通过主成分分析法对土壤质量进行综合评价.结果表明:研究区土壤pH介于7.80～8.95,平均盐分含量为1.6 g/kg,有机质、全氮与碱解氮含量属于中下水平,钾素含量丰富而磷素缺乏...     

我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状分析

土壤质量是土地生产力的基础,为探讨我国东部水蚀区坡耕地土壤质量现状,笔者采集36个样点表层0 ～20 cm土样,测定28项土壤理化指标,利用主成分分析法确定表征土壤质量的关键指标,根据指标隶属度与权重采用加权连乘法计算各采样点的土壤质量指数.结果表明:1)速效磷的变异系数最大,微团聚体体积分数的变异系数最小,绝大部分指标属于中等强度变异,土壤物理指标的变异系数明显小于土壤化学指标.2)黏粒体积分数、粉粒体积分数、微团聚体体积分数、有机质、pH值、Cd、Cr是表征土壤质量的关键指标,Cr隶属度最高,而pH值隶属度最低,Cd隶属度在二级水蚀分区间差异显著.3)36个采样点的土壤质量指数均值为0.64 ±0.16指数,6个二级水蚀分区间不存在显著差异.36个采样点土壤质量指数属较低、中等、较高和高等级的比例分别为8.33％、38.89％、36.11％、16.67％.总体而言,我国水蚀区坡耕地的土壤质量整体状况良好,但仍需要加强对土壤质量偏低地区的培肥改良.本研究对认识和维系我国东部水蚀区坡耕地土壤质量、分等定级与区划,合理开发利用坡耕地土地资源具有重要意义.     

主成分分析方法在长期施肥土壤质量评价中的应用

以长期定位试验玉米季成熟期6种土壤微生物活性和9种土壤化学性质指标组成的土壤生物肥力性质为评价指标对不同施肥条件下的土壤质量水平进行主成分分析。结果表明,经18年连续不同施肥处理后,各土壤性质在处理间均产生显著差异,但各土壤性质在处理间的变化趋势并不完全一致。上述15个土壤性质指标最终可以用两个主成分来综合表征土壤质量,其中有机C、全N、碱解N、pH值、微生物生物量C、微生物生物量N、脲酶、转化酶、FDA酶和脱氢酶活性等10个土壤性质在第一主成分（PC1）上有较高因子负荷;全P、全K、速效N和速效P在第二主成分（PC2）上有较高的因子负荷。同时各施肥土壤质量水平在主成分1上的分异程度大于主成分2。根据两个主成分的综合得分结果显示,长期不同施肥土壤质量水平高低依次表现为OM＞1/2OM＞NPK＞NP＞PK＞NK＞CK。     

亚热带区域几种典型人工林生态系统林地土壤质量评价

针对不同经营模式对林地土壤的物理性质、化学性质和生物学性质的影响,采用主成分分析方法直观定量地研究了亚热带区域几种典型人工林生态系统林地的土壤质量指数和土壤退化指数,揭示了土壤质量指数之间的相关性和差异性、以及土壤退化指数之间的相关性和差异性,并很好地识别出了土壤质量指数和土壤退化指数的主要成分。分析结果基本上反映了不同生态类型林地土壤质量状况,主成分分析土壤质量指数得分以常绿阔叶林最高,其次是混交林和阔叶纯林,连栽杉木纯林最低;主成分分析土壤退化指数表明,与次生常绿阔叶林比较,其中连栽杉木纯林退化幅度最大,而混交林和阔叶纯林次之。从而对其林地土壤质量进行了准确评价,为杉木人工林的可持续利用提供直接依据,并为亚热带区域人工林生态系统林地土壤质量评价提供参考。     

基于最小数据集的青藏公路沿线土壤质量评价

为明确青藏公路沿线土地土壤质量的基本特征,通过采集沿线3种不同土地利用类型(农地、草地和沙地)的土壤样品,采用主成分分析法(PCA,Principal Component Analysis)筛选最小数据集(MDS,Minimum Data Set)指标,并构建土壤质量指数(SQI,Soil Quality Index)定量评价其土壤质量。结果表明:(1)相较于农地和草地,沙地的土壤肥力较为贫瘠,其土壤有机质、全氮和有效磷的土壤肥力等级均为6级。9个土壤指标均为中低度敏感指标,沙地土壤黏粒和粉粒含量具有更强的空间分异性。(2)沿线土壤质量评价最小数据集由全钾、全磷、有机质、黏粒和粉粒组成,最小数据集能够较好地替代全数据集进行土壤质量评价(p<0.01)。(3)沿线农地的土壤质量指数SQI(0.535±0.043)高于草地SQI(0.499±0.044)和沙地SQI(0.449±0.066)。该研究发现沿线农地土壤质量为中等水平,沿线草地和沿线沙地土壤质量处于较低水平,土壤有机质是影响青藏公沿线土壤质量的主要因素。     

长江上游和支流的水土保持与国家现代化建设和长治久安息息相关

近40年来,长江上游和支流地区,破坏得多治理得少,空话说得多认真实干得少,水土保持停的时间多搞的时间少,在点上兜圈子的多在面上铺开的少。所以滑坡、泥石流和水土流失愈演愈烈,早洪风雹灾害日益频繁,危害惨重。长江上游和支流的水土保持,与国家现代化建设和长治久安息息相关,现在已到了刻不容缓的时候了。大抓生态环境的认真保护和水土流失的综合治理,几年内即可初见成效。     

湘中丘陵花岗岩侵蚀劣地水土保持林效益研究

湘中花岗岩丘陵区水土流失严重,１９８６－１９９６年结合生产实践进行大面积水土保持林效益研究表明：采用生物措施为主,工程措施为辅的综合治理,能在短时间内取得最佳生态,经济,社会效益。     

土地利用和植被覆盖变化对长汀县30多年土壤侵蚀变化的定量影响

土地利用和植被覆盖是人类活动对大自然改造的直接体现,为研究人类活动对土壤侵蚀的定量影响,以中国南方红壤典型水土流失区——福建省长汀县为研究区,利用每间隔3~4年的11个年份的遥感影像,基于USLE模型评估该县1988-2020年30多年来的土壤侵蚀时空变化特征,定量分析不同土地利用和植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC)变化对土壤侵蚀的影响。结果表明:(1)长汀县土壤侵蚀严重区域主要集中于县域中部河田镇、三洲镇和策武镇等地,30多年来,土壤侵蚀强度呈先增后减的趋势,1988-1994年土壤侵蚀状况逐渐严重,1994年的水土流失率高达30.49%,90年代中期后开始逐渐好转,至2020年水土流失率降为6.22%。(2)1988-1994年和1994-2001年2个时期,林地转化成裸地的面积最大,导致土壤侵蚀增加量平均约占每个时期增加量的93%;2001-2010年和2010-2020年2个时期,裸地转化成林地的面积最大,引起的土壤侵蚀减少量平均约占每个时期减少量的73%。(3)30多年来长汀县FVC呈先减少后增加的趋势,1988-1994年平均FVC从44%减少到35%,随后开始增加,至2020年,FVC增加至79%;土壤侵蚀量与FVC呈反比,FVC减少对土壤侵蚀量的影响更大,FVC平均每降低1%,土壤侵蚀量增加7.49万t;而FVC平均每增加1%,土壤侵蚀量减少3.75万t。(4)FVC对土壤侵蚀的敏感性与坡度呈正比,低坡度下土壤侵蚀随FVC变化较均匀,高坡度等级下,FVC低于60%时,对土壤侵蚀的敏感性高,FVC每增加10%,土壤侵蚀模数平均减少262.73 t/(km²·a)。研究结果有助于分析长汀县土壤侵蚀在长时间序列上的时空变化及人类活动对土壤侵蚀的影响,为长汀县未来的土地利用规划和生态保护提供重要的科学支持。     

Indexing Soil Quality under Long-Term Maize-Wheat Cropping System in an Acidic Alfisol

A study was undertaken to identify suitable indicators of soil quality from a long-term fertilizer experiment conducted since 1972, which was laid out in a randomized block design with eleven treatments replicated three times. Surface (0–0.15 m) soil samples were collected after harvest of wheat crop during 2010–11 and were analyzed for physical, chemical, and biological properties. Sustainable yield index (SYI) was calculated based on long-term yield data. Highest and lowest overall SYI values were found in balanced fertilization along with manures and urea-only treatments, respectively. Saturated hydraulic conductivity, pH, labile carbon, available phosphorus (P) and potassium (K), pentetate zinc trisodium (DTPA Zn), and nitrogen mineralization were most important minimum dataset (MDS) indicators. The greatest soil quality index (SQI) value was found in balanced fertilization along with manures followed by balanced fertilization along with lime; and the urea-only treatment was the lowest. Balanced fertilization along with manures showed positive change in soil quality and maintained sustainability of productivity.     

1988-2013年南方花岗岩红壤侵蚀区长汀县水土流失时空变化

为动态监测水土流失治理和生态文明建设示范区长汀县近年来的土壤侵蚀的时空变化,利用美国土壤侵蚀流失方程(USLE模型),以1988-2013年9个时期的Landsat系列遥感数据,结合实地考察和地形、土壤、气象水文资料,定量估算福建省长汀县近25年的水土流失变化情况.结果表明:1)长汀县境内水土流失主要以轻度侵蚀为主,水土流失严重区域主要分布在长汀县中部地区以及南部乡镇,以河田镇、濯田镇、三州乡和策武乡等最为严重.2)从1988-2013年遥感动态监测结果来看,水土流失情况总体得到明显的改善;1988-1994年间,水土流失量逐渐增大;1994年水土流失最为严重,1994年后水土流失情况逐年改善,特别是2003年以后,长汀地区植被改善明显,尤其是中部水土流失重灾区,有较显著改善.通过对研究区的动态监测,可掌握长汀县水土流失的变化情况和治理成效,同时为了解长汀县水土流失现状和制订治理方案提供科学根据.     

盱眙火山岩丘陵区不同林地土壤抗蚀性评价

以盱眙火山岩丘陵区5种不同的人工林（杨树林、杨梅林、朴树林、墨西哥柏林、桃树林）为研究对象,通过对土壤水稳性团聚体特征、有机质含量等指标的测定与分析,研究了人工林对土壤可蚀性的影响。对林地土壤的抗蚀性指标进行主成分分析和相关性分析将10个抗蚀指标降到了4个:> 0.5 mm水稳性团聚体含量、 > 0.25 mm水稳性团聚体含量、团聚体稳定性指数、有机质含量。并运用回归分析建立了不同林分下土壤抗蚀性综合评价模型Y=0.073X₄+1.066X₅+9.261X₉+0.554X₁₀-64.939。结果表明杨树林地土壤的抗蚀性在5种林分中是最好的。     

岩溶地区水土流失强度的等级划分研究——以毕节岩溶区为例

以毕节岩溶区为例,针对岩溶区水土流失强度等级划分中存在的问题,将主成分和聚类分析法应用于岩溶区水土流失强度等级划分中,力求更客观地对岩溶区水土流失的强度进行等级划分,同时在方法上进行新的探索.选择与该地区水土流失密切影响因子作为评价指标,构建了毕节岩溶区水土流失强度评价指标体系,然后利用主成分及聚类分析法对毕节岩溶区的8个县市进行了水土流失强度等级划分.结果表明,毕节8个县市中,有轻度水土流失县1个,中度水土流失县5个,强度水土流失县2个.研究结果比较客观地反映了毕节岩溶区水土流失的现状,可为该地区的水上保持与治理提供依据.