干旱区剖面土壤盐分空间变异特征及随机模拟

利用便携式土壤盐分计测定干旱区膜下滴灌棉田及裸地剖面土壤电导率,利用GS+软件确定其半方差函数,并进行序
贯高斯模拟来研究土壤剖面盐分的空间变异特征。结果显示:干旱区剖面上土壤盐分空间变异性强,膜下滴灌棉田符合球形模
型,裸地区符合高斯模型,且棉田变程远小于裸地;棉田埋深50cm以浅土壤盐分变化剧烈,埋深50cm 以深变化平缓,在垂向上
呈现3个高值区(30,50和75cm深度附近)及3个低值区(埋深40,60和100cm附近);克里格法具有明显的平滑作用,降低了土
壤盐分的空间变异性,而序贯高斯模拟数据更离散,更能反映土壤盐分的空间变异性,但多次模拟均值随次数增加趋于稳定。      

昌乐县表层土壤元素地球化学组合特征研究

昌乐县土地质量地球化学调查与评价是按5件/km^2的密度布设表层土壤样品,并以“多点取样”的方式进行样品采集,采样深度为0~20cm。分析有机质、N,P,K,B,Mo,Mn,Se,I,Ge,F,Pb,Zn,As,Cd,Cr,Cu,Hg,Ni,Co,V,pH和全盐量,共23项。该文统计了昌乐县表层土壤5818件样品的23种元素(指标)的数据,通过spss软件进行了聚类分析将23种元素(指标)划分为3个簇群和9个单元素簇,认为第一簇群主要受地质背景的影响;第二簇群主要受黏土矿物的影响;第三簇群主要与自然因素及人类农业生产活动有关。通过因子分析得出用10个因子就基本可以代表昌乐县原来23种元素(指标)的分布特征,并对F^1,F^2因子进行了解释,进一步证实了Ni,Co,Cr,V,Mn等亲铁元素与地质背景密切相关;有机质、N,Se则与自然因素及人类农业生产活动有关。首次摸清了昌乐县表层土壤元素组合分布特征,认为昌乐县表层土壤元素分布主要与地质背景、元素自身性质和人类农业生产活动有关。     

青州市表层土壤元素地球化学组合特征研究

聚类分析和因子分析可以获得土壤元素地球化学组合特征及其差异性。对青州市表层土壤样品数据进行分析研究,通过聚类分析,绘制表层土壤元素聚类谱系图,将23种元素或指标分为5个元素组合簇群及2个单元素簇,研究各元素间的组合特征,探讨其相关性、聚集性及其指示意义;通过因子分析,找出有代表性的因子,用其代表变量,绘制典型因子得分等值线图,并从中分析不同元素组合的区域分布基于何种因素,用11个代表性因子的分布特征就基本可以代表青州市表层土壤23项原始变量的分布特征,并对F1,F2,F3主因子进行了地质解释。聚类分析与因子分析相结合,利于表层土壤中元素的共生组合特征及其差异性研究,利于对研究区表层土壤异常进行归纳总结。     

南宁表层土壤养分的空间分布特征研究

文章以南宁市六城区、武鸣县和横县部分地区共1.1万km2的区域为研究区,采集2771件表层土壤组合样品,分析了N、P、K2O的含量,并运用Gis和地统计学方法,分析了养分含量的平均水平、概率分布特征、空间异质性和空间分布特征.土壤养分的空间分布特征研究为因地制宜开展施肥工作和有效利用土壤提供了依据.     

棉花膜下滴灌水盐胁迫研究

为探寻干旱半干旱区棉花微咸水膜下滴灌灌溉制度,在南疆地区开展了田间试验,对比分析了水分胁迫及盐分胁迫处
理棉花的产量及长势,探讨了膜下滴灌条件下棉花对水盐胁迫的响应。试验采用WDY-500A 微电子叶面积测量仪测定叶面积,
并进行人工测产,采用原子吸收仪和滴定法测定土壤盐分。结果表明,轮灌处理A(苗期灌淡水)产量最高,为5427kg/ha,其次是
处理C(花铃前期灌淡水),为4819.5kg/ha;棉花生育期对水分亏缺的敏感性为:花铃前期>蕾期>花铃后期;对盐分胁迫的敏感
性为:苗期>蕾期>花铃前期>花铃后期;灌水总量越大,棉花株高越高,叶面积指数也越大;某时段出现水分亏缺,该时段株高和
叶面积指数增长幅度减小;越早给棉花灌溉淡水,棉花株高越高,叶面积指数越大;膜下滴灌条件下,淡水灌溉可以有效淋洗棉花
根区土壤多余盐分,保证土壤环境安全,但是微咸水灌溉对棉花根区盐分淋洗效果不佳,且对土壤环境有一定的危险性,需在适当
时期(如非生长期)采用较大灌水定额洗盐。      

高密市耕地表层土壤营养元素有效态地球化学特征

通过对高密市耕地表层土壤进行调查,获得了N,P,K,Cu,Zn,Mo,B等7种营养元素全量和有效量,以及pH值和有机质数据,采用数据统计、相关性分析、对比分析等方法,研究有效态地球化学特征及其受控因素。结果表明,元素全量对有效态具有直观制约影响,元素全量与其有效量均呈正相关,与P,K,Cu,Zn有效度呈正相关,表现为协同作用的有N全量对P有效量,P全量对K,Cu,Zn有效量,Cu全量对P,Zn有效量,Zn全量对P,Cu有效量,P全量对K有效量;酸性土壤能够提高N,P,Cu,Zn,Mo元素的生物有效性,碱性土壤能够提高B元素的生物有效性;有机质能够影响土壤营养元素活化,对有效量有一定的促进作用,有机质增加可以不同程度提高K,Zn,B元素的有效度,但会降低N元素的有效度;不同土壤类型的土壤理化性质有所不同,如土壤pH值和有机质的差异,是影响土壤营养元素有效态的重要因素。     

典型喀斯特白云岩小流域土壤-表层岩溶带厚度空间异质性特征

土壤-表层岩溶带厚度是喀斯特地球关键带的关键指标,明确其空间异质性特征对于理解地球关键带结构演化机理以及评估水源涵养功能具有重要意义。在广西环江木连小流域1.4 km²范围内,通过高密度电法(ERT)探测45条样线,共获取1 731个样点的土壤-表层岩溶带厚度及环境因子数据资料,研究了土壤和表层岩溶带厚度的空间分布格局及其影响因素。结果表明,土壤和表层岩溶带厚度平均值分别为1.15 m和6.44 m,且分别呈现强变异程度和中等变异程度。地统计分析结果表明球状模型和指数模型分别可以反映土壤和表层岩溶带的空间结构特征。土壤厚度呈现中等空间自相关性,变程长,空间连续性好;而表层岩溶带呈现强烈的空间自相关性,变程短,空间依赖性强。土壤厚度受到环境因子(地形湿度指数、垂直曲率、曲率、坡向、坡度、高程、覆盖度、出露基岩率和植被归一化指数)的多重影响,而表层岩溶带厚度受部分环境因子影响的同时,与土壤厚度和植被类型的相关性更高。研究结果有助于喀斯特区土壤-表层岩溶带演化机理认识,并为土壤-表层岩溶带厚度的空间预测提供科学依据。     

表层土壤重金属元素污染特征及潜在生态风险评价:以山东省东部为例

针对当前土壤污染研究中存在的问题,提出了一种模糊识别土壤重金属元素污染评价的方法。并对瑞典学者(Hakanson)
提出的潜在生态危害指数法进行了改进,用以评价重金属元素潜在生态风险。采用建立的方法对山东省东部地区土壤重金
属元素潜在生态风险进行了评价,结果表明:本区土壤重金属元素污染程度为Hg>Cd>Cu>Pb>Zn>Cr>As;而重金属元素潜
在生态风险大小则依次为Hg、Cd、As、Pb、Cu、Cr、Zn。总体来看,山东省东部地区存在一定程度的重金属元素污染,其潜在生态风
险为强和很强的土壤占13.75%,这种综合危害特征主要受Hg和Cd元素制约,主要分布在莱州—招远—烟台和牟平—乳山金矿
集中区以及人口密集的城镇地带,且已对农作物安全产生影响。认为地质背景和人类活动(采金污染、工业生产、城市人口密集生
活等)的共同作用,是造成局部环境中潜在生态风险较高的主要原因。      

济南西部地区不同类型污染源作用下土壤各类元素含量特征及选择性种植浅析

通过分析研究区不同类型污染源条件下各类土壤元素含量的顺序,认为重金属在各类污染源土壤剖面中含量的顺序主要为:垃圾堆放污染类污水排放污染类禽畜粪便污染类;水溶性相对较强的K+,Mg2+,Na+,Cl-,SO2-4等离子,受污水排放类污染的影响明显,含量顺序为:污水排放污染类禽畜粪便污染类垃圾堆放污染类;NO-3在土壤中含量的顺序为:禽畜粪便污染类污水排放污染类垃圾堆放污染类;土壤主要常量养分在土壤中含量的顺序为:污水排放污染类垃圾堆放污染类禽畜粪便污染类。选择性种植的观点认为,在土壤肥力充足但重金属元素富集的土地,选择对该重金属元素富集较少的蔬菜(瓜果)进行种植,一方面充分利用了土壤肥力,另一方面较好地规避了重金属对作物的污染。     

微波与光学遥感协同反演旱区地表土壤水分研究

土壤水分是水文循环中的关键因素,尤其对旱区的生态环境具有十分重要的意义。微波遥感是反演土壤水分的有效手段,而植被是影响土壤水分反演精度的重要因素。因此,对土壤水分的反演需要考虑植被的影响。本文以内蒙古乌审旗为研究区,利用Radarsat-2雷达数据与TM光学数据,对旱区稀疏植被覆盖地表土壤水分反演进行研究。利用TM数据,分别选取NDVI和NDWI指数对植被含水量进行反演,通过水云模型消除植被层对土壤后向散射系数的影响;在此基础上,根据研究区地表植被特性,提出一种基于AIEM 模型的反演土壤水分的改进算法,反演了不同粗糙度参数、不同极化（VV极化和HH极化）条件下的研究区土壤水分。反演结果与野外实测数据的对比结果表明,本文提出的基于地表植被特性的土壤水分改进算法,具有更好的适应性;土壤水分反演模式\begin{array}{c}M{v}_{\mathit{\sigma vv}\left(1\right)}^{\mathit{lh}}\end{array}（VV极化方式下采用NDVI去除植被影响的反演模式）更适合于旱区考虑稀疏植被覆盖影响的地表土壤水分的反演。     

Soil Salinity and Soil Water Content Estimation Using Digital Images in Coastal Field: A Case Study in Yancheng City of Jiangsu Province,China

Soil is the essential part for agricultural and environmental sciences, and soil salinity and soil water content are both the important influence factors for sustainable development of agriculture and ecological environment. Digital camera, as one of the most popular and convenient proximal sensing instruments, has its irreplaceable position for soil properties assessment. In this study, we collected 52 soil samples and photographs at the same time along the coast in Yancheng City of Jiangsu Pro...     

湛江地区辣椒地土壤的养分状况及其调节

对湛江地区辣椒地土壤取样,测定了容重pH、及有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾含量。结果表明,辣椒地土壤肥力比甘蔗地土壤有明显改善,且随年限延长呈提高的趋势;与甘蔗地土壤比较,辣椒地土壤速效钾含量呈降低趋势。     

潍坊北部地区土壤盐分光谱特征分析

为提高海水入侵地区土壤盐分的监测效率,以潍坊北部地区作为研究区,利用高光谱测量技术野外实地测量,获得高光谱数据,并对该区域土壤盐分高光谱数据进行分析,获得土样盐分含量相关数据,与光谱数据结合分析。通过分析各类离子与全盐量之间的相关关系,分析潍北地区土壤盐分的离子构成与离子的相关来源。对高光谱原始测量数据进行包络线去除、变换,选取特征波段、一阶二阶微分变换等提高模型精度,建立高光谱数据与土壤盐分数据之间的逐步回归模型,并对模型进行精度检验,对比各类模型检验结果,分析各类离子对高光谱数据的响应效果。其中,光谱数据一阶微分变换后的逐步回归模型对土壤中K+Na+估算精度较高,R2=0.894且均方根误差最小,精度较高,可为该地区的高光谱土壤盐分监测提供有力的数据分析结果。     

Effects of Land Use Change on Ecosystem Services in Arid Area Ecological Migration

Ecological migration is the process of increasing the population density in the immigration area and transferring the ecological pressure from emigration area to immigration area. This process may result in significant changes in land use and land cover in the area of immigration and have an important effect on ecosystem services. Therefore, scientifically revealing the effects and differentiation mechanisms of ecological migration on ecosystem services is becoming an important issue related to the implementation of the national ecological migration strategy in China. This study employed the Hongsibu District as a typical example of ecological migration. Hongsibu District is located in the central Ningxia steppe and desert steppe areas. Remote sensing data covering five periods from the period before ecological migration in 1995 and after migration in 2000, 2005, 2010, and 2015 was used to measure the value of ecosystem services(ESV). A geographical detector model and the value of ecosystem services model were used to diagnose the dynamic mechanism of the effects of land use change on ecosystem services. The results showed that: 1) The development of large-scale ecological resettlement has caused the area of cultivated land and urbanized land area to increase significantly in the area of immigration, while the grass area decreased significantly. 2) The overall value of the Hongsibu ecosystem services increased in a form of a ‘V'. Among them, during the period of 1995–2005, the overall ESV decreased and had an annual rate of change of-0.67%. During the period of development 2005–2015, the ESV increased steadily, with an annual rate of change of 0.79%. 3) The proportion and total ESV in soil formation and protection, waste treatment, and biodiversity conservation of the Hongsibu District decreased from 57.61% in 1995 to 56.17% in 2015, indicating that the region's ecological regulation function slightly decreased. 4) The ESV in the Hongsibu District, showed a low distribution pattern of ecosystem services increasing from northeast to southwest, and the capacity of three townships, Hongsibu, Taiyangshan, and Liuquan, to provide ecosystem services gradually declined over time. The ecological service function of Xinzhuangji Township and Dahe Township gradually improved. 5) The sensitivity index of the ESV of each land use type was less than 1, indicating that the environment lacks flexibility in providing a strong ESV index in Hongsibu, which shows that the research results are reliable and believable. 6) During the study period, the decisive force of the change of land use on ecosystem services in Hongsibu District was: grassland(0.9934), climate regulation(0.9413), soil formation and protection(0.9321) and waste treatment(0.9241).     

基于SVR的旱区稀疏植被覆盖下土壤水分遥感反演

中国西北半干旱区降水稀少、蒸散强烈,土壤水分作为重要的生态因子,影响着土壤-大气界面的能量平衡。支持向量回归模型具有估算精度高、可处理非线性问题、泛化能力强等优点,近年来被应用于土壤水分反演研究中,但已有模型极少考虑地表粗糙度因素的影响,导致反演精度受到一定限制。因此,本文以内蒙古乌审旗为研究区,采用水云模型去除地表稀疏植被覆盖的影响,提取全极化Radarsat-2 SAR影像裸土后向散射系数（ {\sigma }_{\mathrm{soil}}^0 ）,并利用AIEM模型和Oh模型建立后向散射系数数据库,采用LUT法模拟地表有效粗糙度参数,构建基于支持向量回归的土壤水分反演模型,并系统地对比分析了不同极化方式的后向散射系数作为数据源的土壤水分反演结果。研究结果表明：不考虑粗糙度参数的单数据源作为模型参数时,同极化数据反演结果比交叉极化具有更高的反演精度;当模型参数为考虑粗糙度的多源数据时,不同极化数据的反演精度均有所提高,其中数据源为 {\sigma }_{\mathit{vv}}^0 和粗糙度参数时,反演结果最好（R ²=0.917,MAE=3.980%,RMSE=5.187%）。研究结果可为旱区稀疏植被覆盖地表土壤水分的遥感监测提供技术支持。     

基于神经网络模型的干旱区绿洲土壤盐渍化评价分析

土壤盐渍化严重制约了农业可持续发展和生态安全,土壤盐渍化的精确评价分析,对土壤盐渍化的改善和治理具有重要的意义。本文以新疆焉耆盆地为研究对象,Landsat8 OLI遥感影像和实测采样数据相结合,提取地下水埋深（GD）、盐分指数（SI）、地表蒸散量（SET）和改进型温度植被干旱指数（MTVDI）建立了土壤盐渍化评价模型。结果表明：①结合野外实测土壤盐分数据,对BP神经网络模型进行训练。最终以最优的4-4-1结构的3层BP神经网模型对研究区土壤盐渍化进行了预测（R²=0.864,RMSE=0.569）。相比传统多元线性回归模型（R²=0.741,RMSE=0.767）,神经网络模型对土壤盐渍化的预测精度更高;②土壤盐渍化分布与GD、SI、SET和MTVDI等存在较强的关联性,不同等级的土壤盐渍化是不同影响因素不同程度上组合而引起的结果,盐渍化土地主要分布在地下水位较低以及土地开垦之后没有利用的荒地区域;③整个研究区大部分区域受到不同程度的盐渍化影响,耕地退化为盐渍地导致该区域土壤盐渍化以及土壤次生盐渍化进一步加剧。     

Spatial Prediction of Soil Salinity in a Semiarid Oasis: Environmental Sensitive Variable Selection and Model Comparison

Timely monitoring and early warning of soil salinity are crucial for saline soil management. Environmental variables are commonly used to build soil salinity prediction model. However, few researches have been done to summarize the environmental sensitive variables for soil electrical conductivity(EC) estimation systematically. Additionally, the performance of Multiple Linear Regression(MLR), Geographically Weighted Regression(GWR), and Random Forest regression(RFR) model, the representative of current main methods for soil EC prediction, has not been explored. Taking the north of Yinchuan plain irrigation oasis as the study area, the feasibility and potential of 64 environmental variables, extracted from the Landsat 8 remote sensed images in dry season and wet season, the digital elevation model, and other data, were assessed through the correlation analysis and the performance of MLR, GWR, and RFR model on soil salinity estimation was compared. The results showed that: 1) 10 of 15 imagery texture and spectral band reflectivity environmental variables extracted from Landsat 8 image in dry season were significantly correlated with soil EC, while only 3 of these indices extracted from Landsat 8 image in wet season have significant correlation with soil EC. Channel network base level, one of the terrain attributes, had the largest absolute correlation coefficient of 0.47 and all spatial location factors had significant correlation with soil EC. 2) Prediction accuracy of RFR model was slightly higher than that of the GWR model, while MLR model produced the largest error. 3) In general, the soil salinization level in the study area gradually increased from south to north. In conclusion, the remote sensed imagery scanned in dry season was more suitable for soil EC estimation, and topographic factors and spatial location also play a key role. This study can contribute to the research on model construction and variables selection for soil salinity estimation in arid and semiarid regions.