基于WebGIS的新疆绿洲农田土壤信息集成与共享系统设计

土壤信息系统的构建与应用有助于加强土壤数据的信息化管理,提高土壤信息的共享性。目前土壤信息系统主要为单一专题系统,在多专题分析或与其他系统进行数据交互的实际应用中存在较多阻碍。针对这一问题,本文收集整理新疆农田土壤信息数据并建库,设计开发出基于WebGIS技术的新疆绿洲农田土壤信息集成与共享系统,系统集成了耕地地力评价、土壤改良利用分区、作物适宜性评价及测土配方施肥等四个专题功能并使之相互衔接,实现了土壤信息的在线查询与高效共享。运行结果表明,该系统降低了数据冗余,提高了数据利用效率,具有较高的稳定性和实用性,对促进新疆农业的信息化、规模化及可持续发展具有重要意义。     

近40年来天山北坡不同土类农田土壤有机碳含量变化特征分析

利用1980年新疆第二次土壤普查数据和2014年新调查的土壤资料,对比分析了两个时期天山北坡农田不同类型土壤有机碳含量的变化及其驱动因素,旨在为该区域土壤的合理利用和改良提供理论支持。结果表明,2014年与1980年相比:(1)各类土壤0～100 cm深度土层有机碳含量均随深度增加而递减。(2)随海拔高度下降依次分布的地带性土壤黑钙土、栗钙土、灰钙土、棕钙土和灰漠土的耕层土壤有机碳含量,黑钙土呈降低趋势、平均值降幅为14.09%,栗钙土、灰钙土、棕钙土和灰漠土呈增加趋势,其平均值分别提高了12.03%、34.73%、7.52%和112.74%;非地带性土壤草甸土和沼泽土耕层土壤有机碳含量呈降低趋势,其平均值分别降低了21.08%和59.31%;而潮土则呈增加趋势,增幅为15.53%。(3)近40年来土壤管理利用水平提高,施肥、秸秆还田和作物产量增加、机械化程度提高等是影响土壤有机碳含量变化的主要因素。     

焉耆盆地耕层土壤有效磷的时空变化特征及生态风险分析

由于磷肥的过量施用,使磷在土壤中富集,存在对环境造成污染的潜在风险。通过对比1980、2010和2020年焉耆盆地耕层有效磷的含量变化,分析土壤有效磷的时空富集特征,利用相对生态风险系数对研究区进行环境风险分析。结果表明:1980～2020年间焉耆盆地耕地有效磷处于增加态势,由中低水平升高到丰富水平,有效磷含量提高了2.66倍,年均增加0.62 mg/kg,博湖县年均增加量最高,为0.96 mg/kg。通过空间插值分析,1980年焉耆盆地耕层土壤有效磷含量以中等为主,2010年耕层土壤有效磷含量以较丰富为主,2020年耕层土壤有效磷含量以丰富为主,博湖县、和静县、焉耆回族自治县耕层土壤有效磷呈现富集。根据2020年耕层土壤有效磷相对生态风险系数,借助ArcGIS空间插值分析,得到研究区耕地土壤有效磷环境生态风险区。焉耆盆地部分耕地土壤有效磷有潜在的生态风险,合计面积为1811.45 km2,占研究区耕地面积的64.34%,以中、低生态风险为主;高风险面积很小,仅占研究区耕地面积的0.01%。各县耕地有效磷存在潜在风险的面积由大到小为:和静县>焉耆回族自治县>博湖县>和硕县。因此,针对焉耆盆地耕层有效磷富集特征,为减少面源污染风险,应对不同土壤磷环境风险采取区域养分管理策略,减磷增效,以促进环境保护。     

基于MCE-CA-Markov和InVEST模型的伊犁谷地碳储量时空演变及预测

陆地生态系统碳源与碳汇的变化与土地利用/覆被变化（LUCC）的演变密切相关,为探讨土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响机制,基于1980—2020年LUCC数据集,通过多评价准则（Multi-criteria evaluation,MCE）的元胞自动机（Cell automata,CA）和马尔科夫链（Markov chain）模型,模拟伊犁谷地2030年的LUCC时空动态,耦合InVEST模型探讨土地利用变化下伊犁谷地1980—2030年陆地生态系统碳储量的时空演变格局。结果表明,MCE-CA-Markov模型预测LUCC数据集与2000、2010年和2020年实际LUCC精度检验的Kappa系数分别为0.929 1、0.875 5和0.929 7,模型模拟普适性较高,可对后续碳储量时空演变格局进行精准评估。利用InVEST模型估算的伊犁谷地1980年总碳储量约为1 114.95 Tg,预计至2030年总碳储量呈逐期下降趋势,累计净减少65.94 Tg,其中林草地面积的退缩是致使碳储量下降的主导因素。伊犁谷地碳储量空间分布总体上表现为高值区域环绕低值区域,呈嵌套分布。碳密度的高值区域分布在南部和北部山区林草地,而低值区域仅集中在中部河谷平原附近。研究土地利用变化对陆地生态系统碳储量的影响可为研究区碳库管理提供数据支持,为制定碳固存和环境保护政策提供理论参考。     

新疆阿勒泰地区耕地质量评价及障碍因素诊断

【目的】评价阿勒泰地区耕地质量等级,引入障碍度模型诊断低等地障碍因素,为耕地的改良和建设提供数据支持。【方法】运用特尔斐法、层次分析法和模糊综合评价法,从立地条件、理化性质和耕地管理3个方面选取13个指标,利用地理信息系统技术和障碍度模型定量化对阿勒泰地区耕地质量和障碍因素进行分析和诊断。【结果】(1)阿勒泰地区耕地质量平均等级为5.24等,优等地(一至三等)、中等地(四至六等)、低等地(七至十等)分别占耕地总面积的12.30%、62.84%和24.86%,以中等地为主,阿勒泰地区耕地质量现状良好。(2)对阿勒泰地区低等地进行障碍因素诊断,发现评价指标中有机质、有效磷、灌溉能力和有效土层厚度的障碍度占比较高,分别为16.30%、13.41%、12.27%和8.32%,以轻、中度障碍为主,主要分布在布尔津县、福海县和青河县,富蕴县的耕地障碍因素不明显。【结论】阿勒泰地区耕地质量受海拔和环境等因素的影响有从东北向西南方向递减的趋势,理清了低等地中障碍因素的种类、数量和空间分布。