用主成分分析和灰色关联度分析评价草原土壤质量

在吉林西部草原生态环境调查的基础上，对草原土壤进行了理化性质、营养成分等系统测试，选择其中的有机质、金氮、全磷、全钾、水解性氮、速效磷、速效钾、碱化度、pH值等项目作为评价指标，应用主成分分析法，对吉林西部17种草地进行综合评价，将吉林西部草原土壤分为五个等级，并用灰色关联度分析方法进行了对比。结果表明，两种评价方法得出的结论基本一致。     

祁连山黑河上游不同退化草地土壤理化性质及养分和酶活性的变化规律

为了揭示草地退化过程中土壤理化性质及养分和酶的变化规律,在祁连山黑河上游俄博岭研究了4种草地土壤理化性质及养分和酶活性的变化规律.结果表明:未退化草地与退化草地、中度退化草地和重度退化草地比较,0~60 cm土层有机碳、有机碳密度、有机碳储量随退化程度加剧呈显著减少趋势;土壤理化特性的总孔隙度、团聚体、物理性粘粒、饱和蓄水量、田间持水量随土壤退化加剧呈减少趋势,同时CEC、碱解氮、速效磷、速效钾、脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶等养分和酶活性也随土壤退化加剧呈明显减少变化.随着土壤退化加剧,容重、物理性砂粒、石砾、pH值以及CaCO3含量均有明显的增长.4种草地0~60 cm土层孔隙度、团聚体、物理性粘粒、饱和蓄水量、田间持水量、土壤有机碳、速效氮磷钾和酶活性均值由大到小的变化顺序为:未退化草地轻度退化草地中度退化草地重度退化草地;容重、物理性砂粒、石砾、pH、CaCO3均值由小到大的变化顺序为:未退化草地轻度退化草地中度退化草地重度退化草地.不同层次孔隙度、团聚体、物理性粘粒、饱和蓄水量、田间持水量、土壤有机碳、速效氮磷钾和酶活性均值随着土层垂直深度的增加而递减,而容重、物理性砂粒、石砾、pH、CaCO3均值随着土层垂直深度的增加而递增.     

草地退化的地质指标体系

借鉴国际地质指标工作组提出的地质指标概念,从分析草地退化的各种影响因素及其对演化过程的控制作用, 以及草地生态系统退化过程中的各种响应关系入手,按照“影响-状态-后果模型”（CSR模型）和“压力-状态-响应 模型”（PSR模型）构建了草地退化地质指标体系。     

藏北地区草地退化空间特征及其趋势分析

根据草地退化国家标准和藏北地区草地退化实际情况,结合藏北地区1981—2004年多年遥感监测数据以及其它相关数据,采用遥感手段和GIS技术,分析藏北地区草地退化与坡向、坡度和海拔高度之间的关系;并计算藏北地区草地退化趋势系数,对该地区草地退化空间特征的趋势进行了分析。结果表明：在藏北地区,草地退化主要发生在平地（坡度小于1°）草地,平地的草地退化趋势比坡地显著,阳坡的草地退化指数（GDI）大于阴坡。在草地面积最大的4 500～5 250 m的海拔高度范围内,草地退化明显,草地退化趋势也显著。      

数据挖掘算法在高寒草地退化驱动因素相关性分析中的应用

高寒草地的退化受到众多自然、人为活动的影响,退化与驱动因素之间的耦合关系复杂。本文以青海省称多县为研究区,提取2005—2014年归一化植被指数(NDVI,normalized difference vegetation index)时间序列数据集,结合温度、降水、社会经济因素,运用基于数据挖掘的提升度算法进行相关性分析,研究影响高寒草地退化指标与表示高寒草地退化指标之间两者的关系。本文采用提升度算法针对3个等级的NDVI、可食量、植株高度与相应的温度、降水、鼠害和放牧强度之间的关系进行分析,能够更精确地分析各驱动因子在不同等级取值范围下对草地不同等级退化的贡献率,发现驱动因素与草地退化之间的影响关系并不是单向的,而是到达一定的程度时会出现逆向影响关系。本研究得到如下结论:(1)草地植被覆盖度低与气温和降水存在负相关;(2)草地可食量低与气温和人口存在负相关,与牲畜存在正相关;(3)地上植株高度低与牲畜呈现正相关。     

青藏高原高寒区草地生态环境系统退化研究

青藏高原高寒地区的草地生态环境是高原生态环境的重要组成部分.近几十年来,在人类活动的强烈干扰和自然环境变化的影响下,高寒草地生态环境严重退化.在退化草地选取典型样地,调查研究了草地退化后土壤水文过程、土壤结构、植被状况等的变化.结果表明:高原高寒地区草场退化以后,土壤水文过程都发生改变,植被退化越严重土壤含水量变化越强烈、土壤入渗过程越快.退化草地的植被群落演替变化明显,优势种群退化严重,植物个体出现了小型化现象.水土流失日趋严重,土壤贫瘠化、沙化、荒漠化增强,鼠虫害等自然灾害频繁.     

青藏高原中东部三种草地类型土壤理化特征及金属元素在有机畜牧生产中的作用

为明确高寒草地土壤理化特征及金属元素在有机畜牧生产中的作用,选取青藏高原中东部高山嵩草草甸、草甸化草原、温性草原三种草地类型为研究对象,分析土壤理化性质和重金属元素,并探讨其影响作用。结果表明：三种草地类型群落盖度由大到小依次是高山嵩草草甸（91%） > 草甸化草原（85%） > 温性草原（75%）,草甸化草原的物种数最多达25种,分别是高山嵩草草甸和温性草原的1.47倍和1.92倍。温性草原0~10 cm土层容重分别是高山嵩草草甸和草甸化草原的1.89倍和1.40倍,10~20 cm土层容重分别是高山嵩草草甸和草甸化草原的1.42倍和1.29倍。高山嵩草草甸土壤有机质、全氮含量最高,有机质含量分别是草甸化草原、温性草原的1.20倍和2.65倍,全氮含量分别是草甸化草原、温性草原的1.18倍和2.47倍。温性草原土壤pH值最高达8.46,分别是草甸化草原和高山嵩草草甸的1.04倍和1.10倍。总体来看,重金属元素含量在高山嵩草草甸最高,温性草原最低,草甸化草原居中。三种草地类型土壤7种重金属元素含量都在一级以内,其生态危害指数未出现强污染状况,适合构建示范区发展有机畜牧业。     

内蒙古扎鲁特旗土地利用方式及强度对草原群落的影响

内蒙古扎鲁特旗位于北方农牧交错带区域，近期对其草原植被的调查分析表明：人类不合理的土地利用方式及过大的土地利用强度对该地草原植被造成严重影响，草原面积缩小、植被退化严重，草场质量下降。人口激增引发的土地利用方式由牧向农的转化（垦草为粮）以及草地利用强度的加大（超载过牧）是造成该区草原植被退化的主要原因。改变土地利用方式、围栏禁牧是实现退化草原植被恢复演替的有效措施。     

祁连山不同草地类型区土壤有机碳组份的差异

为明确高寒地区土壤有机碳库的组成及稳定程度,选择祁连山地区3种草地类型区（高寒草甸、高寒草原和高寒沼泽草甸）为研究对象,分层对0～50 cm土壤中重组、轻组组分进行分离提取,测定并分析重组有机碳（heavy fraction organic carbon,HFOC）和轻组有机碳（light fraction organic carbon,LFOC）含量.结果表明,不同草地类型对土壤HFOC和LFOC含量及其分配的影响不同,HFOC、LFOC含量在土层间均具有明显的垂直变化,呈上高下低趋势,各区域间差异明显;高寒沼泽草甸LFOC含量最高,高寒草原次之,高寒草甸最低,即不同草地类型区土壤有机碳库稳定程度大小依次为：高寒草甸>高寒草原>高寒沼泽草甸;土壤pH、含水率、TC、SOC、TN含量与C/N值与土壤HFOC、LFOC含量呈极显著相关（p<0.01）.综上,祁连山草地生态系统土壤有机碳库组成及稳定程度受草地类型、土壤理化性质及环境变量影响.     

四川甘孜州2005年-2015年草地长势变化及其影响因素分析CSCD

甘孜州是四川省重要牧场之一,草地变化影响着当地的生态环境和经济发展。这里以植被净初级生产力(net primary productivity,NPP)为指标评价甘孜州2005年-2015年草地的长势变化,采用综合自然植被净第一性生产力模型和残差分析法定量评估气候和人类活动因素对草地变化的相对贡献,在此基础上分析气候因子和高程与NPP的年际变化及空间分布规律上的相关性。结果表明:(1)研究区2005年-2015年NPP平均为286.6g C/m2,NPP变化具有波动性,草地整体上呈现缓慢退化的趋势;(2)气候、人类活动以及两者综合作用对草地变化的相对贡献率分别为26.5%、61.1%和12.4%,人类活动是草地退化的主要驱动力,气候和人类活动是草地恢复的主导因素;(3)年均温度、日照时数与NPP变化呈正相关,高程、降雨与NPP变化呈负相关,其中年降雨量对NPP年际变化的相对影响最大。     

探地雷达在吉林西部地区探测土壤碱化层

吉林西部盐碱地区的探地雷达调查表明,盐碱地与耕地土的雷达回波具有明显差别,根据振幅的衰减特征可以精确区分耕地与盐碱地,根据频谱中高频峰值与土壤有机质含量的相关性可定性评价土壤的盐碱化程度.在雷达瞬时振幅图上,可将盐碱地纵向剖面分为盐分积累带和过渡带.采用探地雷达方法可快速了解盐碱化程度在深度方向上的变化,适宜开展大面积地面调查.     

吉林西部向海湿地环境退化及驱动机制研究

向海湿地位于半干旱的吉林西部平原区,特殊的地理位置和水文条件决定了湿地处于动态变化之中.在自然和人为驱动影响下,系统结构和功能发生明显的退化趋势,湿地面积缩小、调节功能削弱,区域荒漠化发展迅速.通过对湿地发育的环境背景条件分析,剖析了湿地退化的现状及驱动机制,水陆界面的脆弱性是湿地退化的环境背景条件,而气候干旱化、上游水的大量截流、水利工程设施及土地资源的不合理开发利用等自然、人为因素的耦合作用,加速了湿地的退化过程.基于湿地退化的现状和驱动机制,河流湿地退化的恢复必须从湿地的水文功能出发,考虑水资源的循环和转化,制定水资源综合利用方案及生态技术和生态工程措施.     

吉林省德惠—农安地区土地质量地球化学评估

土地质量的好坏直接影响到农牧业生产效益和人们的生活质量。土地资源数量、质量、生态管护协调管理是未来土地资源管理的方向,土地质量评估是土地资源优化配置和持续利用、社会经济持续发展的需要。吉林省正在开展的多目标区域地球化学调查为土地质量评估提供了丰富的地球化学数据。利用吉林省德惠—农安地区的1∶25万多目标区域地球化学调查数据,进行土地质量地球化学评估的试验研究。结果表明:研究区土地质量总体东部优于西部,黑土地质量最好,但已有7.97%的黑土已成为中等或差等土地,黑钙土有43%属于中低产田,黑土地退化严重;轻度沙化土地仍保持较好的土地质量,加强沙化治理与耕地保护,仍可发挥其生产潜力。依据土地质量因地制宜地利用土地,将促进区域生态农业的良性循环。     

近三年徐州市土壤墒情时空变化分析

利用徐州市2008～2010年10个站点的土壤墒情观测资料,对该区域土壤墒情的时空变化规律进行了分析,发现徐州市土壤含水量西部和南部相对较高,东部和北部较低,土壤墒情受降水量和土壤质地影响较大,降水偏少是造成2010年徐州土壤墒情较差的主要原因。     

多目标区域地球化学调查与土壤碳储量问题——以江苏、湖南、四川、吉林、内蒙古为例

在全国多目标区域地球化学调查获得土壤高密度和大数据量碳分布数据基础上,提出"单位土壤碳含量"概念和建立土壤碳储量实测计算方法,为精确计算土壤碳储量和估算土壤碳库提供了新的途径。依据"单位土壤碳含量"进行土壤碳储量实测计算,可以按照土壤类型、土地利用分类、生态系统及自然景观等任意划分方式,从不同途径取得市县、省区、流域及至国家土壤碳储量,并在各级次上进行土壤碳库问题研究,解决土地利用、农业种植和环境评估中的实际问题。文章以江苏、湖南、四川、吉林、内蒙古为例进行土壤有机碳储量计算,结果表明,全国土壤碳储量分布不均匀。按照土壤有机碳储量和土壤平均有机碳储量分布,四川省四川盆地西部区土壤有机碳储量为1779887583t,平均有机碳储量最高,为29107.86t/km2;依次为:吉林省平原区有机碳储量2618973357t,平均有机碳储量27427.25t/km2;湖南省洞庭湖区有机碳储量837159672t,平均有机碳储量21977.31t/km2;江苏省有机碳储量1818603526t,平均有机碳储量17117.61t/km2;内蒙古河套地区有机碳储量286247058t,平均有机碳储量9592.73t/km2。     

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。     

降雨入渗条件下非饱和土边坡稳定分析

针对降雨入渗土坡的稳定问题,建立一个考虑水力渗透系数特征曲线、土-水特征曲线以及修正的Mohr-Coulomb破坏准则的非饱和土流固耦合有限元计算模型,进行雨水入渗下非饱和土边坡渗流场和应力场耦合的数值模拟,得到非饱和土边坡变形与应力的若干重要规律。研究成果为降雨入渗条件下非饱和土边坡的稳定分析提供了基础。     

吉林西部大安灌区土壤贮水能力空间变异特征及土壤水分有效性

为研究吉林西部土壤贮水能力的空间分布特征和水分有效性,以吉林西部大安灌区为研究对象,通过试验测定土壤贮水量及根系区土壤的水分特征曲线,并利用van Genuchten模型进行水分特征曲线拟合,结合经典统计和地统计分析方法分析土壤贮水量空间变异特征。结果表明:盐碱土和非盐碱土吸持贮水量、滞留贮水量和饱和贮水量的均值之间不存在显著性差异(P0.05),实际贮水量均值存在显著差异(P0.05);土壤实际贮水量呈现由西向东、由北向南逐渐升高的变化趋势,且南北方向的空间变异性均高于东西方向的空间变异性;轻度盐碱地、水田和旱田实际有效含水量分别占其最大有效含水量的78.94%、58.28%和56.62%,水分有效性较高,蔬菜地、高粱地、草甸土以及中度和重度盐碱土实际有效含水量占其最大有效含水量的20.83%27.13%,土壤水分有效性较小;水田、轻度和中度盐碱地的贮水和持水能力强,旱田和蔬菜地土壤贮水能力较强,持水能力中等,而重度盐碱地、高粱地、草甸土等土壤的持贮水能力较弱。研究结果对旱改水工程水资源管理和预防次生盐渍化有重要意义。     

吉林省中部不同土地利用类型的土壤侵蚀强度变化分析

在GIS支持下,应用TM遥感影像提取土地利用和土壤侵蚀的相关信息,采用叠加分析法研究了吉林省中部不同土地利用状况的土壤侵蚀规律。结果表明：吉林省中部土壤侵蚀整体呈减弱趋势,主要为占吉林省中部面积比例大的耕地侵蚀面积减少所致。但其他土地利用类型则表现为随着土地利用强度的增大,土壤侵蚀速度和侵蚀强度加剧。侵蚀类型由水蚀向风蚀转化,表明中部气候向干旱气候转化的趋势。不合理的土地利用是导致土壤侵蚀强度增大和气候向干旱转化的根本原因,进而又导致吉林省中部土地进一步退化,形成恶性循环。因此,进行水土资源优化利用和合理开发势在必行。