基于灰色模糊聚类分析的吉林省黑土结构综合评价

通过对黑土结构指标的定量研究,确定颗粒组成、团聚性和孔隙性3个方面的9个结构指标,建立结构综合评价体系,并采用灰色模糊聚类分析法对黑土的结构进行综合评价,确定吉林黑土的结构质量及肥力状况。结果表明,肥力中-低等样品数量占总量的53%,吉林黑土总体肥力状况不容乐观。以灰色模糊聚类分析法评价土壤结构不需要建立评价的分级标准,可以根据评价对象的实际情况进行最优聚类分析,采用结构性指标对黑土肥力和退化进行评价是可行的。     

退化喀斯特植被恢复过程中土壤生态肥力质量评价——以贵州花江喀斯特峡谷地区为例

应用多元统计分析方法,建立能够揭示退化喀斯特植被恢复对土壤微生态影响效果的生物学指标评价体系.研究结果表明:细菌、真菌、放线菌、微生物总数等微生物活性指标在评价土壤生物学肥力质量时具有十分重要的作用;氨化细菌数量、微生物熵、代谢熵等微生物活性指标在土壤生物学肥力评价中也具有一定的作用,但对土壤肥力质量评价的影响较小.利用土壤综合肥力指标值综合评价结果表明,不同退化喀斯特植被恢复阶段土壤生物学肥力具有明显的垂直变化特征,均表现A层>B层的特点,这说明各恢复阶段的土壤生物学肥力具有随土壤层次加深而下降的变化趋势.同时,从裸地阶段→草本群落阶段→灌木群落阶段一乔木群落阶段,由于土壤物质循环逐渐加快,微生物活性逐渐增强,土壤生物学肥力逐步提高.      

基于可拓评判法的黑土肥力质量评价

根据黑土肥力的实验特点及前人研究成果,选取与养分和理化性质相关的10个评价指标,包括有机质(SOM)、全氮(TN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、阳离子交换量(CEC)、酸碱度(pH)、容重(BD)、黏粒(CP)、>0.25mm水稳性团聚体(WSA>0.25)和分散率(DR),通过这些指标建立了新的黑土肥力质量评价体系。以该评价体系为参照,采用主成分分析法确定权重,运用可拓学理论对吉林省农业黑土的肥力质量进行综合评判。结果表明:WSA>0.25、BD和AP 3项指标权重最大,说明黑土肥力的主要限制因子可能为土壤的物理性质及有效磷肥含量;吉林省农业黑土的肥力质量以中等为主,占整个样品数的73%。     

基于土壤重金属污染风险管控的土壤质量评价:以某县级市为例

近年来农用地土壤质量受重金属污染影响进而导致农产品受到威胁的问题愈发严重,然而关于土壤质量评价的研究很少考虑土壤污染状况,忽略了土壤污染风险对土壤质量的影响。本文以某典型制造业县级市为例,在以土壤理化性质为主要指标的土壤肥力状况评价基础上,对研究区土壤重金属进行污染风险管控类型划分。通过建立分段函数将土壤污染风险管控类型划分结果引入土壤质量评价体系,对农用地土壤质量进行评价。结果表明：研究区土壤理化指标的变异系数从大到小为速效磷(AP)含量>土壤电导率(SEC)>全磷(TP)含量>土壤有机碳(SOC)含量>阳离子交换量(CEC)>全氮(TN)含量>pH。土壤肥力状况随地势降低和河流增加呈现升高的趋势,高肥力区主要分布在平原区西北部和平原区东北部,低肥力区主要分布在东南部丘陵山区和西部低洼区,肥力过渡区环绕低肥力区分布。农用地土壤污染风险管控类型的划分结果表明,Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn 8种重金属中至少有88.89%的Cd样点和98.61%的Cr样点属于优先保护类,11.11%的Cd样点、1.39%的Cr样点属于安全利用类,该区重金属污染以Cd为主。土壤质量评价结果表明,土壤质量总体分布与土壤肥力状况分布规律类似,但由于受土壤污染风险的影响,研究区西南部低质量土壤范围向东扩张,东南部低质量土壤分布范围更小,更密集化。上述研究结果说明,引入土壤污染风险管控类型划分结果一般会对土壤肥力状况作减幅修正,并在一定程度上改变原土壤肥力状况的空间分布格局。     

煤矸石复垦地土壤质量变化研究

为检验煤矸石复垦地复垦效果,选取16个参数作为复垦土壤肥力质量评价的因子,建立考虑微量元素的肥力质量评价体系,应用相关系数法确定土壤肥力因子的权重大小,并结合模糊数学原理计算土壤肥力评价因子的隶属度值,运用模糊综合评价法对复垦土壤质量进行评价,结果表明：复垦地与正常农田土壤肥力综合指标值均随深度的增加而降低。复垦土壤的质量在3年内得到了逐步的提高,耕作制度、施肥对表层土壤质量的提高有很大影响。复垦区土壤肥力略低于正常农田,复垦3年时,各层次复垦土壤肥力由上到下分别为正常农田对应层次的91．9％、89．6％、84．6％,表明复垦土壤质量已达到正常农田的90％左右,复垦取得良好的效果。     

龙海市北部土地质量地球化学评估肥力指标特征研究

利用龙海市土地质量地球化学评估成果,建立基于元素地球化学的土壤肥力指标,探讨土地质量地球化学评估肥力指标含量的分布特征及其相关性,并对肥力指标进行分级,进而总结龙海市土壤肥力特征.评价结果表明调查区土壤有机质、氮、磷含量稍缺乏,钾、铜含量适中,土壤营养元素和不同地块分布很不均匀,需要根据土壤实际地球化学特征进行平衡施肥,防止养分投入不足或过量而引起的土壤质量退化,以有效保护耕地地力.     

黑龙江海伦地区垦殖前后典型黑土剖面主要养分元素垂直分布特征

垦殖前后典型黑土主要养分元素特征研究对东北黑土资源的可持续利用和保护东北大粮仓具有重要作用.在松嫩平原东部海伦地区对比研究了典型黑土区40年间土地利用未发生改变的地区（本次对比研究林地和耕地）,布设了4条典型黑土剖面,对垦殖前后典型黑土剖面中土壤肥力的主要指标元素（有机质、全氮、全磷、C：N及pH值）分别对比分析.结果表明：有机质、全氮、全磷含量表现为随土壤深度急剧下降—缓慢下降—基本稳定的变化趋势;垦殖虽然改变了各土层土壤中养分元素的含量,但是并未改变其随土壤深度的变化规律;垦殖在一定程度上影响了表层黑土土壤的pH值,导致耕地表层黑土土壤慢慢酸化.研究结果可为黑土资源的可持续利用、保护及修复提供科学依据.     

河北平原土壤元素评价

参照土壤质量内涵的3个方面,对河北平原表层土壤元素进行了评价。研究认为:反映土壤肥力质量的肥力元素大部分处于丰富或适宜状态,只有土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、锌、钼、有效钼、有效硼等处于相对缺乏状态,其中有机质、全钼、有效钼缺乏严重;依据《土壤环境质量标准》(GB—15618—95)评价研究区土壤,其结果认为研究区土壤重金属环境质量状况良好,土壤重金属超标率非常低。同时通过对研究区重金属元素的形态分析认为:Cd的生物有效性和潜在危害性较大,是研究区最具有生态危害的重金属;反映土壤健康质量的土壤元素F处于丰富或适宜状态,I处于相对缺乏状态。     

岩溶区坡耕地土壤肥力综合评价——以重庆中梁山坡耕地样区为例

坡耕地是我国西南地区最重要的土地利用类型,也是我国一项重要的国土资源。由于该地区坡耕地石漠化程度高,土壤侵蚀问题严重,致使坡耕地土壤肥力不断退化。以重庆市中梁山坡耕地样区为例,采用模糊综合指数法进行小尺度坡耕地土壤肥力评价。经取样数合理性分析表明,25个样点估计研究区土壤肥力评价能够满足90 %置信水平条件下,10 %、15 %和20 %的相对误差取样数的精度要求;运用主成分分析（PCA）,通过计算变量的Norm值筛选有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、耕层厚度和粉黏比进入最小数据集（MDS）,并对进入MDS的肥力因子进行相关系数分析检验,表明选取的MDS能最大程度表达坡耕地土壤属性信息;利用隶属度函数实现评价指标量纲归一化并对单项肥力指标进行评价,采用加权求和模型计算土壤肥力综合指数（IFI）,结果表明,土壤有机质和全磷是影响研究区土壤肥力的限制因子,研究区80 %样地肥力综合指数在0.40～0.60之间,肥力水平处于中等程度。      

石家庄污灌区土壤元素评价

本文参照土壤质量内涵的三个方面,对石家庄污灌区表层土壤元素进行了评价。研究认为,反映土壤肥力质量的肥力元素大部分处于丰富或适宜状态,只有Mo、Co、碱解氮、有效Mo等处于相对缺乏状态;反映土壤环境质量的重金属元素含量都低于《土壤环境质量标准》(GB-15618-95)中二级标准限值,其中Cu、Ni、As、Hg、Pb元素100%达到了土壤一级环境质量标准,同时通过对研究区重金属元素的形态分析认为:Cd的生物有效性和潜在危害性较大,是研究区最具有生态危害的重金属;反映土壤健康质量的土壤元素F处于丰富或适宜状态,I处于相对缺乏状态。     

黑土形成与演化研究现状

分布于全球中高纬度的黑土因性状好、肥力高,对全球农业生产起着重要作用。自19世纪以来,世界黑土形成与演化研究蓬勃发展,然而不同地区黑土的定义、特征、分类和研究程度不尽相同,这在一定程度上制约了黑土生产力影响因素的研究,有碍于黑土资源的可持续利用。本文系统整理了全球黑土研究,分析了黑土的定义、特征、分类、形成与演化特点,探讨了黑土形成与演化的科学研究方法及发展趋势。广义的黑土主要包括黑土、黑钙土、草甸土、白浆土、暗棕壤、棕壤等,其形成主要由气候、地形地貌、植被、成土母质和水文五大自然因素控制,各种因素使黑土在性质上发生分异,形成不同的黑土类型,土壤性质呈现出一定差异和规律特征;目前学者们利用地球化学分析、孢粉分析、粒度分析等实验方法对黑土形成环境进行反演模拟,利用模型构建、光谱分析、地理信息技术图像解译及联网动态监测等先进科学手段对黑土退化进行模型预测,为保护黑土地提供坚实理论基础。     

东北黑土地地球化学调查研究进展与展望

东北黑土地是世界四大黑土区之一,以高有机质和高肥力而著称,在保障国家粮食安全中具有举足轻重的地位.东北平原大地构造位置上属于欧亚板块大陆边缘活动带,经历了多期复杂地质作用和环境演化过程,逐渐形成如今的黑土地.黑土矿物组分主要包括伊利石、蛭石、高岭石和蒙脱石.黑土地被开垦后农田化过程中存在黑土退化、地质调查方法不统一、基础地质研究薄弱、综合研究不足等主要地质问题.目前主要通过土地质量地球化学调查、遥感等技术手段,已在黑土地质量状况、土地质量限制因子及其交互作用机理、黑土形成时代及其环境、黑土地关键带天-空-地一体化调查方法、富硒土地资源筛选等领域取得重要研究进展.今后地质工作者应在长观基地监测与国际联合公关、黑土地修复地质方案研究与实践、元素地球化学循环机制研究、黑土形成演化理论、土地资源“双评价”技术方法等方面加强探索及综合研究,确保黑土可持续利用.     

不同自然环境和城市功能区的土壤黑碳特征及来源研究综述

黑碳是由生物质和化石燃料等燃烧产生的一系列含碳物质,长期广泛分布于土壤、大气等多种载体中,且表现出不同的环境效应。土壤作为一种不可再生的自然资源,是人类生存与发展不可缺少的物质基础,也是支撑城市发展的空间和生态基础。土壤中的黑碳构成土壤有机碳库的重要组分,且影响着土壤肥力、结构、有机污染物等多方面。目前,对黑碳的研究集中在其对环境的影响,我国在这方面的研究开始较晚,特别是对土壤中黑碳的研究还处于起步阶段。本文详细分析了土壤黑碳的可能来源（自然火灾、人类农业活动、化石燃料燃烧以及汽车尾气排放等）,概括了常见的土壤黑碳来源辨析方法（黑碳形态特征分析、黑碳/有机碳比值分析、黑碳碳同位素分析）,总结了国内外对不同自然环境、不同城市功能区的土壤黑碳研究现状。最后,提出了全球黑碳研究亟待关注和解决的关键问题,以期为将来合理制定控制黑碳排放的相关政策,减缓黑碳对环境质量和人体健康的影响,提供重要的理论依据。     

基于GIS和改进灰色关联模型的岩溶区土壤肥力评价——以重庆市丰都县岩溶区为例

文章在GIS技术支持下,以重庆市丰都县岩溶区为研究对象,根据该县的地形特征、土地利用现状及土壤类型等共采集316个土壤样品,在此基础上,通过主成分分析法、隶属度函数等方法改进的灰色关联模型,对丰都县土壤肥力进行综合评价,并利用地统计学方法揭示其空间变异特征。结果表明:土壤肥力综合指数处于0.352~0.881之间,均值为0.579;其空间变异具有一阶趋势,去除趋势后所剩残差表现出较弱的空间相关性;研究区总体土壤肥力质量中等偏上,其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等级的土壤肥力分布面积分别占总区域面积的10.61%、31.09%、35.94%;土壤常规养分和微量元素养分的综合肥力贡献率分别为76.77%和23.23%。这表明将土壤微量元素养分同时纳入土壤肥力评价指标体系是合理可行的,利用改进的灰色关联模型能较好地定量化评价土壤综合肥力,地统计学方法能更好地揭示土壤肥力的空间变异。      

土壤质量评价国外研究进展

土壤是人类赖以生存的根本资源。土壤质量涉及到动植物生产力,大气、水的质量和人类的健康,随着人们对自然资源和环境保护意识的增强,越来越多的国家和地区已将土壤质量评价工作作为实现可持续发展的一个重要方面。通过土壤质量评价,了解土壤管理和利用的现状,为土壤质量的改善及可持续利用提供理论依据和技术支撑。根据国外近10年的研究,总结了主要的评价指标体系和评价方法。评价指标主要包括土壤物理、化学和生物性质3个方面的指标。评价方法分为定性和定量评价,定量评价应用较广,包括土壤质量指数、土壤质量模型、多元线性回归、相对土壤质量法等。掌握和了解国外相关研究的动态,对于开展土地质量地球化学评估及土地的分等定级工作有着重要的意义。     

济宁南部优质大米产地土壤地球化学特征

对济宁南部优质大米产地的不同层位土壤样品的分析结果进行统计,分析了土壤元素的分布特征,证实除P的含量稍低于山东省平均值外,其他元素含量均高于山东省平均值,土壤质量良好,营养水平较高。但Cu,F,As,cd,Pb,Hg,cr在土壤中原始含量偏高,是潜在污染源和引发地方病的隐患。通过土壤环境质量评价和土壤肥力评价,结果表明该区土壤环境质量较好,大部分地区肥力优良或尚可,但个别地段因重金属污染超标成为质量较差区,应引起人们的重视,以确保粮食生产安全。