松嫩高平原黑土区耕地土壤生态环境质量特征及空间分布规律

准确掌握黑土区典型区域耕地土壤生态环境质量特征及其空间分布规律对促进农业的可持续发展具有重要的参考价值。以松嫩高平原黑土区的典型区域——黑龙江省巴彦县为研究区,运用通用流失方程(USLE)、内梅罗综合污染指数法、潜在生态危害指数法及多因素综合评价模型,从土壤侵蚀和土壤重金属污染两方面评价研究区2009年耕地土壤生态环境质量,分析其特征及空间分布规律。结果表明：研究区耕地土壤生态环境质量总体特征为一等地所占比重最高,依次向二、三、四、五等地递减,质量较差的耕地土壤主要受重金属污染的影响;耕地土壤生态环境质量等级的高低主要与土壤类型、坡度坡长及Cd、Hg两种重金属元素污染存在密切的关系,呈现出明显的地域分布规律;18个乡镇耕地土壤生态环境质量等级差别较大,万发镇、富江乡和德祥乡的耕地土壤生态环境质量最好,巴彦镇和兴隆镇的部分耕地因受到Hg元素的污染,红光乡的部分耕地因受到Cd元素的污染,导致其耕地土壤生态环境质量较差。     

渭-库河绿洲植棉土壤表层养分空间分布特征分析

以渭干河-库车河三角洲绿洲种棉土壤表层养分及其空间分布特征作为主要研究对象,对各养分元素之间进行相关性分析,研究优化调节土壤养分与作物生长的关系,为合理利用土壤养分资源,制定精确的施肥管理措施等方面提供科学依据。采用统计学,地统计学和空间分析方法,在SPSS20.0和surfer8.0软件的支持下,研究植棉土壤养分中的有机质,全氮,碱解氮,有效磷,缓效钾,速效钾等养分元素之间进行相关性分析和正态分布的检验。研究结果表明:(1)从各养分元素的相关性特征来看库车县的植棉土壤中有机质和全氮、碱解氮,全氮和碱解氮都在0.01相关性水平上呈极显著正相关;沙雅县地区的全氮和有效磷在0.05水平上呈显著正相关,新和县地区的缓效钾和速效钾在0.01水平上呈极显著正相关。(2)研究区植棉土壤p H偏碱性,有机质、全氮、速效钾处于很丰富的状态;碱解氮在属于缺乏;有效磷在该研究区中等;缓效钾丰富。(3)从6种养分元素的正态分布特征来看在3个县的植棉土壤中的都服从正态分布。(4)从研究区6种养分元素的空间分布特征来看:碱解氮在中部区域分布比较丰富,并往南和往北逐渐递减的趋势;全氮和有机质比较均匀的分布;速效钾和缓效钾是北部分布比较多而南部较少,呈现由北向南逐渐递减的趋势;速效钾在北部分布较少,而向东南部逐渐递增的趋势。     

基于GIS的黑龙江省西部生态风险研究

生态风险评价是环境生态风险评价的重要组成部分,能够揭示人类活动对环境产生的综合性生态影响程度,从而为区域生态保护决策提供可靠的依据。以黑龙江省西部为例,以气候、土壤性质和土地利用状况等数据为基础,构建了区域自然背景指数、生态系统脆弱性指数、景观破碎化指数和外界干扰指数的生态风险评价指标体系,利用地理信息系统空间分析方法对黑龙江省西部2004年的生态风险状况进行分析。结果表明:研究区域生态风险的空间分布表现出明显的区域差异,区域的中心城市所在地区生态风险指数较高,齐齐哈尔西北、富裕县和林甸县东北部地区生态风险指数较低,而其他地区的生态风险指数处于过渡区域。     

农田土壤肥力质量演化及其与景观特征的关系

通过GPS定位采集样品，标准方法的土壤化验，应用GIS空间分析技术，揭示农田土壤肥力质量的演化特征，分析景观特征对土壤肥力质量演化的影响。研究结果表明：研究区域潴育型水稻土的肥力质量指数最高，侧渗型水稻土肥力质量指数最低。20年来，研究区域农田土壤肥力质量指数有84.4%的面积是上升的，指数升幅主要在0~0.2之间，面积为498km2，占总面积的73.2%；研究区只有15.6%的面积是下降的，其中以降幅在0~0.2之间的面积最大，为73km2，占总面积的10.7%。从空间分布上看，研究区中部、西南和北部的农田土壤肥力质量较高，而东南和北部的部分地区较低。景观特征对土壤肥力质量的演化有很大影响，20年来土壤肥力质量上升的，主要分布在千枚岩、花岗岩和红砂岩发育的土壤中，土壤类型为潴育型水稻土，海拔在800m以下。     

干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展综合评价

为了配合石羊河流域治理规划,确切分析绿洲农业区的可持续发展状况,本研究基于层次分析法基本原则,在征求专家意见的基础上构建了干旱绿洲农业区社会-经济-自然复合生态系统可持续发展评价指标体系,并通过评价模型构建对典型干旱绿洲农业区武威市1957—2008年的生态系统可持续发展进行评价研究。结果表明：（1）1957—2008年,研究区资源环境指数随时间变化呈波动下降趋势,而经济发展和社会人文指数随时间均呈波动增长的趋势;（2）武威地区可持续发展综合指数呈波动上升趋势,经历了极弱可持续发展阶段、弱可持续发展阶段和中等可持续发展阶段。但综合来看,区域可持续发展的水平还较低,区域生态经济的发展是建立在消耗自然资源基础之上。     

漯河市耕地质量等别划分与评价

为分析不同等别耕地的数量特征、空间分布及限制因素,制定针对性耕地保护措施,以河南省漯河市为研究区域,选取17个评价指标构建耕地质量综合评价体系,并借助层次分析法和隶属函数法确定各指标权重值和隶属度,计算耕地质量综合指数,按照自然断点法划分耕地质量等别并分析。结果表明：（1）漯河市耕地质量等别大致呈东北向西南递减,其中临颍县、郾城区、源汇区以及召陵区大部分地区的耕地质量较高,舞阳县西南部及召陵区北部耕地质量相对较差;（2）漯河市优等地、高等地、中等地、低等地占比分别为12.48%、39.28%、38.58%、9.67%,耕地质量水平有待进一步提高;（3）针对漯河市各区域耕地质量存在土壤养分状况、农田基础建设、土壤障碍因子等不同的主要限制性因素,实施相应改善措施。该研究为漯河市加强耕地质量建设、增强农业生产能力提供了有效参考。     

河北沿海区耕地土壤质量综合评价

为了系统掌握河北沿海耕地土壤质量的现状,获取土壤质量提升的优化调控措施。采用GIS与模糊综合评判相结合的方法,对河北沿海区耕地土壤质量进行模糊综合评价与分级,获得土壤质量综合评判分级图。结果表明,研究区域耕地土壤质量状况总体较低,有机质中等偏低,全氮较为贫乏,有效磷和速效钾相对丰富,土壤全盐含量已达到中度盐渍化土标准,地下水矿化度高且埋深浅。土壤盐分、地下水矿化度与地下水埋深是土壤质量的主要限制因子。研究区不同行政区土壤质量状况具有明显差异性,其pH变异系数最小,全盐含量变异系数最大,其空间分布规律与土壤全盐含量相似;研究区土壤质量最差的区域是沧州沿海中东部、唐山沿海南部,其面积约占总耕地总面积的5.3%。土壤质量分级图可用于研究区中低产田改造、盐碱地综合治理,土壤质量较差的区域采取先种盐生植物、再种经济植物的“梯次推进”植物利用模式,通过逐步改善土壤理化性质,提高土壤质量。全面掌握区域的土壤质量状况,对河北沿海盐碱地土壤改良和科学管理提供依据。     

新疆沙雅县绿洲棉田土壤质量评价

为评价沙雅县棉田土壤质量状况，并探讨棉田土壤盐渍化与其土壤质量的相互关系，促进棉田可持续生产。以沙雅县4乡镇主要植棉区为研究对象，测定其土壤有机质、全氮、速效钾、速效磷、盐分总量和容重等6项理化指标，计算土壤综合肥力指数（IFI），再基于M-SQR确定棉田土壤质量分级。结果表明：沙雅棉田养分指标含量适中，土壤容重偏大；有30%的样地呈不同程度土壤盐渍化，土壤盐分与土壤多数养分指标呈负相关；根据评分结果，棉田综合肥力指数可划分出5级水平；相比IFI评级，SQR中Ⅲ级以上的样点量减少了31.37%，而低级土壤质量样点增加了16个；盐碱斑地块、沙斑地块和芦苇斑地块的土壤质量均为Ⅴ级；中部棉区相比南部和北部棉区的土壤质量状况较好。评价结果表明M-SQR评价模式具有一定的可靠性。土壤盐渍化抑制土壤养分的积累，是影响土壤质量的限制因素。各样点评价结果在空间分布上存在区域性差异。本研究可为区域内棉田土壤盐渍化的改良工作提供良好的治理思路，并且能够服务于棉田土壤质量的管理。     

青藏高原西部耕地土壤质量现状评价

为科学评价青藏高原西部耕地土壤环境,因地制宜提高耕地质量,以阿里地区西部四县（普兰县、札达县、噶尔县、日土县）为研究区域,分析耕地土壤肥力（有机质、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾等）及重金属(As、Hg、Cr、Pb、Cd)污染情况。采用标准对比法、单因子指数法和内梅罗综合指数法,对耕地土壤环境质量进行评价。结果显示：研究区耕地土壤综合肥力指数1.74,属三级水平,肥力一般,土壤缺乏有机质和全氮,磷和钾含量丰富,中、微量元素含量相对丰富但缺乏有效锌和有效钼。区域耕地土壤综合污染评价指数0.71,达警戒线,污染主要集中在普兰县和噶尔县域内。与重金属风险管控值对比,As超标率高达27.5%,Cr超标率达2.5%;与青藏高原背景值对比Cd超标高达95%。综合分析,日土县域内耕地土壤肥沃且无污染,可作为重点耕地种植发展区,在耕种过程中重点注意补充有机质和氮素以保证作物生长;需要关注普兰县域内As污染情况,以保证食品安全。     

基于地质累积指数与内梅罗指数结合法的耕地土壤重金属污染空间分布

按8km×8km网格将聊城市耕地分为136个采样点,调查As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn等8种重金属的含量。采用地质累积指数与内梅罗指数相结合的综合指数法进行污染评价,并以此判断重金属污染的程度;并对8种重金属进行各样点的含量差异分析;最后,应用ArcGIS8.3,以污染评价结果为数据支持,进行重金属污染空间分布研究。新的综合指数法评价结果表明,聊城市重金属污染的程度依次为Hg＞Cu＞Cd＞Zn＞Cr＞Pb＞As＞Ni;各元素总体平均变异程度为：Zn> As>Hg>Cr>Ni>Cu>Pb>Cd;土壤各重金属污染分布不尽相同,但总体上区域差异较小。     

郑州市郊区土壤综合肥力评价及空间分布研究

用修改后的内梅罗公式作为土壤肥力的评价模型，将传统的统计方法与地统计学方法及GIS技术相结合，研究了郑州市土壤肥力的空间变异规律，对郑州市土壤质量进行了定量化的评价。结果表明，郑州市土壤速效磷以差级水平为主，全氮含量中等之外，pH、速效钾、CEC和有机质均以中等级以上水平为主；相对来说，速效磷含量总体较低是郑州市土壤肥力的主要限制因子郑州市土壤综合肥力系数的空间分布总体上具有以下特征：在东北西南方向上，土壤的综合肥力系数很较低，大面积处在差的水平，其中少面积具较高肥力。东南和西北方向的肥力较高，大部分处在良和中的水平。     

基于BP神经网络的土壤重金属污染评价方法——以包头土壤环境质量评价为例

为了克服国标(GBl5618—1995)内梅罗综合污染指数评价土壤环境质量时存在的缺点,借助BP神经网络模型,并结合GIS技术对包头土壤重金属污染的空间分布进行研究。实地调研获得221个土壤样,利用原子荧光光谱法和等离子体质谱法测试得到8种重金属含量数据。统计结果表明,研究区主要为Pb、Zn污染,考虑研究区特异性构造神经网络学习样本,建立基于特征模式的BP神经网络土壤环境质量评价模型。根据采样点评价结果,利用Kriging插值法绘制包头土壤环境质量专题图,分析得出包头土壤环境呈沿昆都伦河被污染的条带特点。结果表明,根据采样统计量信息利用BP神经网络模型,能够有效建立特殊研究区土壤中各种重金属含量与环境质量之间的非线性映射关系,为土壤污染的来源、分布、累积效应和主要影响因素以及污染链的阻断提供依据。     

无公害茶园地的空间分析及土地适宜性综合评价——以贵定县为例

为了调查贵州山区茶叶种植资源优势，合理布局无公害茶叶种植区域。以贵州省贵定县为例，依据农业部无公害食品-茶叶产地环境条件标准(NY 5020-2001)，结合土地利用数据、遥感数据、土壤数据、气温、降水、光照、DEM等关键基础数据，采用GIS的空间分析统计方法，建立无公害茶园地的综合评价指标体系，构建茶园地土地适宜性的综合评价模型。结果表明：适宜种植茶叶的土地利用面积为1265 km2，占整个研究区域的77.57%；土壤质量、气候条件和地形条件满足无公害茶叶种植标准的面积为1232.51 km2，占国土面积的75.57%；其中，最适宜无公害茶叶种植面积为128.71 km2，占国土面积的7.89%。以上研究可以为茶叶种植行业标准在具体区域的实施提供科学依据和辅助决策支持，对其他区域的茶叶种植综合评估具有参考价值。     

山东省赤松人工林土壤理化特性与综合肥力

土壤理化特性是土壤综合肥力的重要组成部分,对于诊断土壤质量优劣具有重要意义,可为人工林的合理经营提供参考。以山东省鲁中、鲁东山区35块典型赤松人工林样地为对象,取样测定了13个土壤指标,研究了林地土壤的物理和化学特性,并采用综合指数法评价了赤松林地的土壤综合肥力。结果表明：山东省赤松人工林土壤全氮、有机质、有效氮和有效钾含量整体上均处于中等水平,而有效磷含量较低;土壤pH均为酸性,电导率(EC)普遍很低,变幅为19.6~115.6 μS/cm,阳离子交换量(CEC)也整体较低;供试样地土壤容重和孔隙度处于“适中”等级的分别占74.54%和65.71%;所有样点的土层厚度均处于适中水平;土壤粘粒含量的平均值仅为9.35%,均处于“较低”或“很低”水平,导致粉粘比相对较高。不同样地间的土壤综合肥力存在较大差异,以烟台市昆嵛区和淄博市沂源县的赤松林土壤综合肥力最高,显著高于其它县区;鲁中山地赤松林的土壤肥力指数要高于鲁东丘陵区。林分密度与土壤综合肥力指数之间表现出显著负相关。     

新疆阿勒泰地区阿克达拉灌区土壤资源分析与研究

针对新疆“沙漠绿洲灌溉农业”这一典型特点,灌区建设在北疆地区农牧业发展中具有重要作用,而灌区土壤条件作为灌区立足的根本具有举足轻重的地位,因而正确地对灌区土壤资源做出评价,才能保证灌区土壤水土资源的合理开发利用和实现农牧业可持续发展。以新疆阿勒泰地区阿克达拉灌区作为研究对象,通过对灌区土壤质量现状的调查、资料收集、样品采集及室内化验分析,研究分析了灌区土壤肥力、养分、盐分和微量元素变化规律,采用新疆土壤资源分类评价系数对灌区土壤的宜农和宜牧性等综合质量进行了定量评价,结果表明该区较适宜农业开发、最适宜牧业开发。研究结果为北疆干旱荒漠地区灌区规划、建设与管理提供技术参考。     

基于模糊聚类的棉田土壤养分管理分区研究

以新疆绿洲滴灌棉田为研究对象,基于100个耕层土壤(0～30cm)有机质、碱解氮、速效磷和速效钾含量的分析数据,应用模糊K-均值算法进行了连续分类。研究结果表明:研究区最佳分区数为4个,混乱度指数平均值为0.23,地理空间上土壤的隶属关系相对明确;各管理分区土壤养分的变异系数都较分区前全研究区有所减小,分区间土壤养分差异显著。因此,基于模糊集理论的土壤养分预测方法可获得较好的分区结果,可用于实施变量投入和精确施肥推荐,为棉田土壤养分管理提供科学的理论依据。     

华北平原禹城市耕地质量动态评价

研究旨在揭示华北平原禹城市耕地质量动态,以期为平原区耕地利用与农业可持续发展提供借鉴。基于采样、观测和统计数据,采用隶属度、主成分分析和综合指数方法,对禹城市2001、2009年两期耕地质量进行了动态评价。结果表明：2001年耕地自然、生态与经济质量分别以一二三四、二三四和三四五等为主。2009年一二等耕地比例相对于2001年有明显提高;两期耕地质量等级分布格局类似;从2001年到2009年,禹城市推行的“测土配方施肥”、“生态农业园区”等项目使得较大面积耕地从三四等转换为一二等,且等级提升存在明显的区域差异。基于多源数据与综合指数模型的耕地质量动态评价能较好的揭示区域耕地质量自然、生态和经济属性的空间分异与动态变化特征。