南方丘陵山区耕地资源多功能时空演变及协同与权衡研究——以安福县为例

[目的]构建耕地多功能评价指标体系,并在此基础上探究耕地多功能时空演变规律以及各项功能之间的权衡与协同空间分布格局及变化.[方法]运用综合评价法对耕地多功能进行评价,并采用斯皮尔曼相关性分析和空间自相关分析.[结果]2008—2018年安福县耕地生产功能、社会保障、景观休憩功能整体呈下降趋势,生态调节功能持续上升;耕地的生产-景观休憩功能、社会保障-景观休憩功能之间存在显著的协同关系,社会保障-生态调节功能、生态调节-景观休憩功能之间存在显著的权衡关系;安福县耕地各项功能在空间分布上差异明显,其呈现HH协同的区域主要分布在地势较为平缓的安福县东南部平都镇周围,功能分值较低呈现LL协同关系的区域主要分布在安福县西北部地势较高区域.[结论]通过研究耕地多功能时空演变及其协同性,可以有效地促进耕地合理的空间布局以及制定区域耕地利用方针,实现耕地高效可持续利用.     

鄱阳湖区土地资源评价

针对鄱阳湖区具体情况,用可持续性评价和适宜性评价两种方法,定性、定量地分析了鄱阳湖区土地资源的利用情况及其农地资源的适宜性程度,为鄱阳湖区可持续发展提供了依据。     

基于组合模型的庐山森林土壤有效铁光谱间接反演研究

铁是植物生长的重要微量营养元素之一,土壤有效铁含量对林地环境起着重要的影响,利用土壤光谱预测技术获取土壤有效铁含量信息具有重要意义。而要通过土壤光谱直接预测土壤有效铁含量是难以实现的,因此提出利用土壤有机质含量与有效铁含量之间的相关性,探讨间接估算土壤有效铁含量的可行性。以庐山森林土壤样本为研究对象,研究基于偏最小二乘回归(PLSR)和径向基函数(RBF)神经网络的组合模型预测土壤有机质含量的适用性,并且通过构建有机质含量与有效铁含量的二项式线性模型,对土壤有效铁含量进行间接反演,探讨不同权重下的最优组合模型。结果表明,组合模型的预测效果优于偏最小二乘回归和RBF神经网络单个模型,并且熵值组合为最优组合模型,其中,土壤有机质的反演模型验证的决定系数(R~2)为0.81,均方根误差(RMSE_p)为11.54 g kg~(-1),测定值标准差与标准预测误差的比值(RPD)为2.18;有效铁的间接反演模型R~2为0.70,RMSE_p为21.60 mg kg~(-1),RPD为1.77。通过土壤有机质构建土壤有效铁含量的光谱反演间接模型,在光谱反演模型中,组合模型能较大限度地利用各种预测样本信息,能有效减少单个预测模型中随机因素的影响,增强预测稳定性,提高模型的预测能力。因此,组合模型可对土壤有机质含量的光谱预测及土壤有效铁的间接预测发挥更好的作用。     

江西省耕地土壤有机碳空间变异的主控因素研究

准确地获取省域尺度下土壤有机碳空间变异的主控因素对土壤碳调控以及全球环境保护具有重要意义。本文基于江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,探讨江西省耕地表层土壤有机碳空间变异的主控因素。运用普通克里格法、单因素方差分析与回归分析方法对比地形因子、耕地利用方式、成土母质、土壤类型、灌溉能力和秸秆还田方式对江西省土壤有机碳空间分布的影响。结果表明:(1)江西省土壤有机碳含量在5.22~40.31 g/kg之间,平均值为17.90 g/kg,变异系数为31.01%,呈中等程度的变异性。(2)经半方差分析,土壤有机碳的变程为30.6 km,空间自相关范围较小;块金效应值为12.49%,表明土壤有机碳空间变异受结构性因素影响大于随机性因素。(3)在空间分布上,高值区主要分布在萍乡市、新余市、南昌市、抚州市与景德镇市。(4)回归分析与单因素方差分析结果表明,地形因子、灌溉能力、成土母质、耕地利用方式、土壤类型和秸秆还田方式对土壤有机碳空间变异影响均显著(P0.05),但影响程度不一。秸秆还田方式对土壤有机碳空间变异的独立解释能力最高,为38.9%,是江西耕地表层土壤有机碳空间变异的主控因素。     

基于GIS丘陵土壤分区的水稻施肥配方研究

 【目的】分析弋阳县土壤养分分布状况,划分弋阳县土壤肥力等别,绘制肥力等别图;创建施肥建议模型,得出各区明确而可行的水稻最佳经济效益施肥方案并得到相应施肥方案图。【方法】基于弋阳县2006—2008三年测土数据和基础地理数据,结合GIS 软件形成养分专题图、坡度图和高程图,分析丘陵县域土壤养分含量分布与地形的关系。结合耕地地力调查数据,进一步对该县土壤进行养分综合等级分区。在分区的基础上,选取能代表各区土壤肥力特性的水稻“3414”肥料试验,利用SAS软件对各“3414”试验数据进行肥料效应方程的拟合,结合方程求解各区水稻最佳经济效益和对应的施肥量、施肥比例。【结果】中、高含量的碱解氮、有效磷和速效钾主要分布在平原及低坡度区;低含量的碱解氮、有效磷和速效钾主要分布在丘陵、低山、岗埠地带。弋阳县耕地主要肥力等别区共9区,各区水稻最佳经济效益为8 313—13 500元/hm2,对应的氮、磷、钾施肥量高低有别,施用比例为1.0﹕0.18—0.49﹕0.48—0.85。【结论】丘陵县域土壤养分含量分布变异较大,与地形分布相关。采用宏观GIS和建模技术,结合土壤分析数据和田间试验数据,针对不同分区提出各区的施肥建议。     

江西鄱阳湖平原区农田土壤微量元素空间分异特征及其影响因素

【目的】开展土壤微量元素空间分异及其影响因素的分析,能更客观地阐明土壤微量元素变化的内在机理,对田间土壤肥力的有效管控和保障人类健康、保护土壤生态环境具有重要意义。【方法】在江西省丰城市鄱阳湖平原农田区,采用网格布点法布设283个采样点,每个采样点取0-20 cm表层土壤,对样点数据用三倍标准差法剔除异常值20个,实际利用样点数为263个,分析了土壤样品pH、质地、氮、磷、钾和硼(B)、锰(Mn)、钼(Mo)、硒(Se)、碘(I)、氟(F) 6种微量元素的含量。采用地统计学理论、方差分析、相关分析以及回归分析方法,对鄱阳湖平原区农田土壤6种微量元素的含量、空间分布特征及其影响因素进行分析。【结果】B、Mo含量均值处于丰富与上限值之间;Mn含量均值为330.24 mg/kg,处于缺乏水平;Se、I含量均值处于适量水平;F含量均值为474.59 mg/kg,处于边缘水平;6种微量元素含量均为中等程度变异,但各元素含量变异程度有所差异。B、Mn、Mo元素的最优插值模型为指数模型,Se、I、F均为球状模型。I元素的块金效应<25%,其他5种微量元素处于27.09%~41.77%。6种微量元素含量的空间分布格局差异较为明显,除Se元素不缺乏外,其余5种微量元素均处在缺乏水平。B、Mn、F含量均受到土壤类型、耕层质地的显著影响,Mn、Mo含量与坡度、pH间均达到极显著相关水平,Mn、Se、I含量与全磷含量显著相关,坡向与到河流的距离与6种微量元素含量未达到显著相关关系,其他影响因素仅对某些种元素表现出显著或极显著相关关系。在B、I含量的主要影响因素中,以耕层质地的影响最大;在Mn、Mo元素含量的主要影响因素中,以pH的贡献率最高;Se元素含量与土壤类型、全磷、坡度、高程之间达到显著或极显著相关水平,以全磷的影响程度最高;F元素含量与土壤类型、耕层质地、全氮含量相关显著,且全氮为主要影响因素。【结论】1)研究区域土壤B、Mo的含量总体较高,I、Se含量适量偏上,Mn总体上较为缺乏,F处于边缘水平;6种元素含量均为中等程度变异。2)土壤微量元素B、Mn、Mo的最优插值模型为指数模型,Se、I、F则为球状模型;除I具有强烈的空间自相关外,其余5种元素表现为中等程度的空间自相关。3)微量元素含量影响因素中,坡向、到河流的距离与各元素含量间未达到显著相关关系;B、I含量均受耕层质地的影响最大,Mn、Mo含量主要受pH的影响,Se含量主要受全磷的影响,F元素含量则主要受全氮的影响。     

农用地分等中土地经济系数计算方法的探讨——以江西省玉山县为例

土地经济系数是农用地分等中重要的修正参数.本文以玉山县为例,应用地统计学的原理与方法,对土地经济系数的计算方法进行了探讨.通过对样点数据的半方差函数模型的分析,结果表明土地经济系数具有很强的空间相关性.在结构分析基础上,本文采用空间插值Kriging法,计算出每个分等单元的土地经济系数.经过样点验证,结果表明利用空间插值Kriging法计算出的土地经济系数与实测值的平均RMSE为0.88%,这表明Kriging空间插值法计算的土地经济系数比较精确,为农用地分等规律中经济系数的确定提供了新思路.     

GIS在土地整治项目规划布局中的应用

目前GIS已成为土地整治项目规划布局中的一个重要工具。探讨了GIS技术在土地整治项目规划布局设计中的应用,重点介绍了其在土地平整工程、农田水利工程和田间道路工程的设计布局,并以赣县韩坊乡梅街村土地整治项目为例,运用ArcGIS桌面地理信息系统软件得到该区规划布局图。土地整治规划布局与GIS结合应用,可降低整治的难度,同时提高布局的准确性。     

基于木桶原理的县域耕地地力综合评价探析

耕地地力评价通过定量的方法对耕地进行分等定级,可以摸清耕地综合生产能力、土壤肥力状况及分布特征、土壤障碍因素,为政府和农业部门提供决策支持,对了解当地农业生产、保障粮食安全、促进农民增收有重要作用。以婺源县为例,基于木桶原理,在分析耕地地力评价因子的基础上,利用SPSS方法进行因子分析,选取了11个指标进行综合评价,最后确定耕地的等级。该结果与当地实际情况基本相符,通过木桶原理得到的耕地等级既简单又直观,为耕地地力评价方法提供了一种新思路。     

基于随机森林算法的土壤侵蚀影响因子研究——以赣江上游流域为例

[目的]分析影响赣江上游流域土壤侵蚀的主要因素,为该区水土流失治理与科学管理提供科学依据。[方法]基于2015年Landsat 8遥感影像、MODIS NDVI数据、数字高程模型(DEM)、土壤类型和降雨数据,采用RUSLE模型和随机森林算法对赣江上游流域土壤侵蚀及其影响因子进行定量化分析。[结果] 2015年赣江上游流域土壤侵蚀强度由东南向西北逐渐加剧,总体上处于轻度侵蚀水平,土壤侵蚀总量为3.45×10~7 t/a,平均土壤侵蚀模数为1 046.38 t/(km~2·a),比南方红壤丘陵区土壤允许流失量[500 t/(km~2·a)]高出2倍之多;子流域9,11,15平均土壤侵蚀模数分别为1 672.66,1 715.83和1 565.36 t/(km~2·a),处于中度侵蚀级别,为研究区重点防治区域;其余子流域均为轻度侵蚀级别。[结论]各子流域的土壤侵蚀受植被覆盖与管理因子(C)和坡长坡度因子(LS)影响较大,两者重要程度分别在30%和20%以上,土壤可蚀性因子(K)和降雨侵蚀力因子(R)的重要程度偏低,均未超过10%。其中子流域9,11,21主要受LS因子影响,其余子流域均受C因子主控。