GIS和地统计学的低山茶园土壤肥力质量评价

2009年对大兴安岭低质山杨林进行顺山带宽(分别为6、10、14、18m)分别栽植西伯利亚红松(pinussibirica)、兴安落叶松(larixgmelinii)、樟子松(pinussylvestrisvar.mongolicapine)进行诱导改造;应用灰色关联度法对不同带宽生态改造后的林地土壤肥力进行综合评价。结果表明,所有的生态改造对土壤肥力均有改善作用,其中带宽以14m,树种以兴安落叶松的诱导改造效果最佳,可为低质山杨林的改造提供参考。

对光泽县崇仁村的华重楼种植基地土壤肥力状况进行调查分析,结果表明:所有样地土壤偏酸性,有机质和全钾含量较高;竹针混杂林样地的土壤全氮含量较低,所有样地土壤的全磷和速效钾含量较低;竹林、阔针混杂林、阔竹混杂林和竹针混杂林的土壤碱解氮含量偏低;针叶林、竹林、阔针混杂林、阔竹混杂林和竹针混杂林的土壤速效磷含量偏低.土壤肥力综合评价结果为常绿阔叶林、针叶林、阔针混杂林、阔竹混杂林的土壤肥力一般,竹林和竹针混杂林的土壤肥力处于贫瘠水平.

gis在土地适宜性评价中已经得到灵活和有效的应用，本文借鉴已有的研究成果，以辽中县耕地为评价对象，以辽中县土地利用现状图和土壤图叠加后形成的图斑为评价单元，利用arcgls把各评价因子栅格图层和评价地图叠加后，采集评价单元内的各评价因子属性值，建立蔬菜地适宜性评价数据库，并利用arcgls中对字段的运算功能求得评价单元综合质量分。

评价土壤肥力状况其及空间变异性是土地整理区发展农业生产急需解决的问题之一。本文采用多元统计、gis与地统计学相结合的方法研究了土壤肥力质量空间变异特征及其影响因素。结果表明：土壤肥力指标权重在0.0038~0.2576之间,对土壤肥力影响较大的是有机质、全氮、碱解氮,相对较弱的为土壤ph、全钾和速效钾。土壤综合肥力指数（ifi）在0.076和0.693之间,均值为0.281,属于较差等级,变异系数属于中等变异。研究区25.47%土样的ifi为差等级,59.91%土样为较差等级,12.74%土样为中等,仅1.89%土样品为良好等级。ifi变异函数以指数模型拟合效果最佳;块金系数（c0/（c0＋c））为0.940,空间相关性较弱,受自然因素影响小;变程为180m,空间分布特征较为复杂。ifi为0.23~0.33的分布面积达80.52%的区域,土壤肥力质量偏低,空间异质性主要受有机质控制,而速效钾对其无影响。

采用改进层次分析法(ahp),并结合覆盖整个香港地区的51个典型土壤剖面样品分析得到的ph(h2o)、有机质、质地等包含土壤物理和土壤化学的10项指标进行综合评价。评价结果表明:香港地区的土壤肥力质量总体不高,有1/2以上调查样点属中等以下水平。在不同生态景观类型中,农业土壤的肥力质量相对较高。土壤过酸和磷素水平(包括全磷和速效磷含量)过低是香港土壤肥力质量低下的主要原因。此外,山火焚烧和侵蚀在一定程度上加剧了土壤肥力的退化,因此需要加强地表植被和水土的保育工作。

对海口市海防林带木麻黄林、景观林和无林空地的土壤容重、ph值、含盐量、含水量、有机质及n、p、k等理化指标进行测定,并采用内梅罗修正指数对土壤参测指标进行综合评价。结果表明,海口市沙质海岸防护林带土壤ph值为中性;有效氮含量处于中等水平;有效磷和有效钾含量偏低;有机质含量严重缺乏;景观林土壤理化指标远优于其他2种林地;土壤有机质、含水量等与其他指标间都存在极显著的相关关系;海口海岸防护林带整体土壤肥力属于贫瘠水平;影响防护林土壤肥力高低的主要因子是有机质。

传统的路基压实质量均匀性评价方法均基于变异系数等概率统计指标,未能考虑检测数据的空间分布特性,难以准确评价路基压实质量的不均匀性。基于地统计学理论,建立半变异函数模型描述连续压实检测数据的空间变异性,采用指数模型对半变异函数曲线进行最优拟合,并提出偏基台值c作为路基压实均匀性控制指标。分别采用地统计方法与传统数理统计法对沪昆客运专线芷江试验段的路基进行压实均匀性评价。结果表明：在压路机振动频率波动或存在压实薄弱区域的情况下,与传统数理统计指标变异系数cv相比,地统计指标c可消除系统误差等随机性因素对均匀性评价结果的影响,更能客观反映不同工况下的填筑土体在空间上的不均匀压实状态,其结果为铁路路基压实均匀性评价提供了新的思路。

为揭示塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量变化规律,分层采集不同定植年限林地土壤,在分析了林地土壤肥力因子差异的基础上,选择土壤肥力综合指数(ifi)评价法,对塔里木沙漠公路防护林地土壤肥力质量作了定量评价.结果表明:塔里木沙漠公路防护林建设后土壤物理结构变好,孔隙增多、持水能力增强,随防护林年限的增加,土壤微生物量增大、酶活性增强,促进了养分的积累和转化,定植12年的防护林地土壤养分含量明显高于定植不久的防护林地和流沙地.受咸水滴灌影响,定植年限较长的防护林地土壤含盐量较大;林地土壤肥力指数随林龄增大在提高,且与林木生长指标密切相关.说明塔里木沙漠公路防护林的建设有利于风沙土的发育,土壤肥力质量逐年变好,在现有滴灌下能够满足林木正常生长的需要.

选取桂西北喀斯特石灰岩和砂页岩典型土地利用方式的土壤为研究对象,揭示土地利用方式和岩性对土壤肥力的影响.选取土壤的11项肥力指标进行因子分析,并对各样地的因子得分进行pca排序和聚类分析.因子分析将11项指标归纳为土壤的综合肥力、土壤ph和全磷、有效磷和全钾4个因子.pca排序和聚类分析结果表明:土壤的综合肥力主要受土地利用方式的影响,撂荒有利于土壤综合肥力的提高;土壤ph和全磷主要受母岩性质的影响,沙页岩发育的红壤ph和全磷含量都低于石灰土;有效磷和全钾主要受施肥的影响.与全国总体水平相比,桂西北喀斯特石灰岩和砂页岩土壤均很缺乏有效磷和全钾.石灰土可通过施用铵态氮肥提高磷的有效性,红壤可通过施用石灰提高有效磷含量.另外,喀斯特石灰岩和红壤区都需注重施用钾肥以改善土壤肥力.

通过对乐昌含笑和杉木人工林生物量和土壤肥力的调查,进行乐昌含笑人工林培肥土壤和涵养水源功能的研究,结果表明:营造乐昌含笑人工林后林地土壤水稳性团聚体含量增加,团聚体的稳定性增强,容重降低,总孔隙度增加,林地土壤结构、孔隙和养分状况得到不同程度的改善,乐昌含笑人工林具有比杉木林更好的培肥土壤功能;乐昌含笑叶的最大持水率明显高于杉木叶,其林分地上部分最大持水量是杉木林的1.14倍,同时由于乐昌含笑林土壤结构及孔隙状况的改善,林地蓄水能力增强,使得乐昌含笑人工林表现出比杉木林更好的水源涵养功能。

西安植物园新建城市绿地土壤肥力综合评价

利用gis技术及层次分析法和模糊数学原理,选用7项评价指标对新疆干旱区农五师81团耕地进行土壤肥力的综合评价。根据作物效应曲线建立肥力指标的隶属度函数,并计算出隶属度值。采用层次分析法确定各指标的权重系数,进一步求得土壤肥力综合指标(ifi);然后进行综合评价,使评价结果能更好地为科学施肥服务。

基于福寿林场3个龄组杉木（cunninghamialanceolata）生态公益林9块固定样地的实测数据,选用土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、土壤容重和ph值8个指标对杉木林改造前后的土壤肥力进行了对比分析,并基于乘除法原理提出了土壤肥力综合评价指数和评价等级。结果表明：与改造前相比,改造后3个龄组杉木生态公益林0~20cm表层土壤的有机质、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾的含量都有不同程度的提高,且杉木幼、中林提高程度更明显,改造后的杉木幼、中龄林的土壤容重略有下降,ph值略有增加,但杉木近熟林的土壤容重和ph值基本保持没变。说明补植了阔叶树种栾树（koelreuteriabipinnata）和马褂木（liriodendrontulipifera）的杉木幼龄林和补植了阔叶树种栾树、马褂木和深山含笑（micheliamaudiae）的杉木中龄林土壤质量的改善程度明显优于在林下补植了红豆杉（taxuschinensis）的杉木近熟林,通过树种结构调整改造后的3个龄组杉木林土壤肥力综合评价指数值也有不同程度的提高,土壤肥力质量从差变为较差。相比传统的土壤肥力综合评价指标,本文提出的土壤肥力综合评价指数不需要计算指标权重,计算量小,而且可以根据不同的土壤系统,对模型参数的个数适当增减,适用性较强。

在城市绿地土壤肥力的综合评价中,人为划分土壤肥力等级和赋予评价指标权重系数,会影响评价结果的准确性。利用主成分分析方法和模糊数学方法,根据河南大学校园绿地土壤实测数据,对土壤肥力进行了综合评价。结果表明,主成分分析方法是一种比较理想的土壤肥力评价方法。

对二滩水电站红格移民安置区新垦地的土壤肥力进行了较为系统的研究。研究结果表明，与当地土壤肥力水平相对较高的菜园土和水稻土相比较，红格移民安置区新垦地土壤有机质含量极低为４．０８～４．３９９／ｋｇ，腐殖质仅占有机质含量的３．７３％～７．１５％，微生物数量少５土壤粗骨性强，＜０．０１ｍｍ土壤物理性粘粒的团聚度仅为１０．４％～２８．９％，土粒分散性强，水土流失严重；土壤保水性弱，水分蒸发损失大，土壤干旱较其他区域土壤更为严重；各种养分包括全ｎ、ｐ、ｋ和有效ｎ．ｐ、ｋ，微量元素ｂ、ｍｏ、ｃｕ、ｚｎ、ｆｅ、ｍｎ缺乏或严重缺乏。以土壤培肥和节水、抗旱为核心的高产高效综合农业技术的应用是二滩水电站红格移民安置区移民稳定安置的基本保障．

利用citespace软件建立土壤肥力领域相关知识图谱,结合社区结构与可视化技术进行土壤肥力领域的可视化挖掘与分析。首先,对2000~2014年发表的土壤肥力领域相关文献数据进行统计分析,了解其领域研究的宏观趋势;然后根据绘制成的机构分布图谱、作者分布图谱,对各研究机构和科研工作者在土壤肥力领域的贡献与合作关系进行挖掘与分析;最后,根据关键词知识图谱和可视化分析,明确土壤肥力领域的研究热点与发展趋势。利用citespace软件可以建立土壤肥力领域知识图谱。通过土壤肥力知识图谱的可视化挖掘与分析,有助于农业科研工作者对土壤肥力发展态势有较全面、客观、准确的认识,从而更好地精炼研究方向,为土壤肥力的后续研究提供更深入具体的指导。

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在人工刺槐林改造更新定位观测区，通过对土壤剖面测试分析，结果表明：改造更新后的林地土壤，容重变小，孔隙度增大，液相率提高，通过透及保水能力增强。同时土壤ｐｈ值降低，全ｎ、有效ｐ和阳离子交换量明显提高，但速效ｋ含量略有下降。

借助gps、gis技术对福安市茶园土壤的环境质量进行调查评价。结果表明：福安市土壤环境质量等级为优、良和不合格的茶园面积分别占调查总面积的67.9％、31.4％和0.7％。茶园土壤污染主要表现为不同程度的铅和铜污染,铅和铜含量超过无公害茶园土壤环境质量标准的样品数分别占调查总样品数的4.0％和1.3％,镉、铬含量均低于绿色食品产地的土壤污染物限值,汞、砷含量则均低于无公害茶园土壤环境质量标准。表明福安市茶园土壤环境质量总体较好。

现代农业生产正在由传统模式逐步向\"精细农业\"发展模式转变,\"精细农业\"是在充分了解土地资源和农作物群体的基础上,因地制宜地根据田间每一操作单元的具体情况,精细准确地调整各项管理措施和各项物资的投入量,以获得最大的经济效益。土壤是农业生产的基础,将gis系统应用于土壤管理和农作物种植,将成为促进农业生产和发展的有力技术手段。

进行土壤质量评价前,必须先从大量土壤理化、生物学参数中严格选取对土壤质量敏感的评价参数最小数据集(mds)。考虑到目前经济转型期我国剧烈的土地利用变化对各种土壤过程的深刻影响,通过以下3步选取土壤质量评价mds:通过主成分分析(pca)计算各土壤参数在所有特征值≥1的主成分上的综合荷载;通过多变量方差分析定量了土地利用变化对各土壤参数的贡献;通过均值多重比较确定了土地利用年限对土壤性质的定量影响。最后经过线性变换、分组、相关分析检验等过程,得到一个能最大限度的代表所有候选土壤参数而又尽可能少的损失这些候选参数所包含的土壤质量信息的最小数据集。该土壤质量评价mds因子选取方法能很好地整合土地利用变化的综合定量影响,同时具有很好的灵活性、可扩展性并能外推到其它地区。通过将该方法分别应用在1985年及2004年采样分析的两套数据各12个土壤候选参数集上,得到了各包含6个因子的mds及其在20a尺度上的变化规律,发现mds因子略有不同,但变化不大。

为研究短期内不同施肥处理对高速公路工程建设损毁土地的土壤肥力修复作用,以类芦为研究对象进行温室盆栽试验。结果表明:蚓粪和牛粪处理较化肥和对照处理土壤容重显著降低,土壤ph值、土壤孔隙度、田间持水量、有机质和全氮含量显著增大(p<0.001);施蚓粪和牛粪处理,类芦干质量、株高、分蘖数、根系总根长、根表面积、根体积和根均直径以及植株氮、磷、钾养分累积量都显著高于施化肥和对照处理(p<0.05);单施化肥抑制了类芦生长,类芦生长特征和植株氮、磷、钾养分累积量都较对照差;施牛粪和施经蚯蚓处理牛粪产生的蚓粪对土壤理化综合质量的影响差异不大,但蚓粪比牛粪能有效促进类芦植株分蘖和根系发育。短期内,施蚓粪和牛粪比施化肥能显著改善高速公路工程建设损毁土地的土壤物理性状,提升土壤理化综合质量并促进作物生长,施有机肥,特别是施蚓粪是快速修复高速公路工程建设损毁土地的土壤肥力的有效方式。