主成分分析在农田土壤环境评价中的应用

本文尝试利用主成分分析方法对农田土壤污染物进行识别,并对土壤环境质量进行分级。结果表明,利用主成分分析可以有效地识别土壤污染物中的主要成分,揭示土壤污染物的数据结构和相互间的关系。主成分分析方法可用于定量化的土壤复合污染研究或对历史数据较为缺乏的地区进行土壤环境质量评价。在污染物检测指标数量较大时,可以在一定程度上简化农田土壤重点污染物的定量化识别过程。     

基于主成分分析法的湖南省农用地集约利用评价

采用主成分分析方法,从市(州)层面对湖南省农用地集约利用进行定量综合评价,并依据评价结果进行聚类分析。结果表明:2008年,湖南省农用地可划分为集约利用、中度集约利用、低度集约利用三等,归并为6类;环洞庭湖地区及湘江流域的岳阳、常德、益阳、长沙、湘潭、衡阳、永州7市农用地处于集约利用状态,其中,长沙、湘潭归并为一类,岳阳、益阳、衡阳归并为一类,常德、永州归并为一类;湘中娄邵盆地的娄底、邵阳和湘东的株洲3市农用地处于中度集约利用状态,归并为一类;湘西的怀化、湘西州、张家界和湘南的郴州4市(州)农用地处于低度集约利用状态,其中,郴州、怀化归并为一类,张家界、湘西州归并为一类。研究结果符合区域农用地利用实际,对湖南省农用地集约高效利用具有一定的指导意义。     

主成分分析法在地区综合实力评价中的应用

地区综合实力反映一个地区社会经济系统的发展水平。主成分分析法能够在保证原始数据信息损失最小的情况下,以少数的综合变量取代原有的多维变量,使数据结构大为简化,并且客观地确定权数,避免了主观随意性．因而是地区综合实力评价的一种有效方法。通过主成分分析,可以全方位地了解各个地区社会经济系统的发展水平及其差距。     

主成分分析法在新疆兵团经济可持续发展能力评价中的应用

采用多元统计主成分分析方法对新疆兵团13个师1991～2006年的各师农场职工家庭人均纯收入、人均农业增加值、人均工业增加值、人均第二产业增加值、人均GDP等11个经济指标进行分析计算并且对各师的综合经济可持续能力进行比较。结果表明：从原始数据中提出占总方差86．6％的4个因子来反映各师的经济可持续发展程度,经分析发现影响各师的4个主成分因子：（1）人均GDP、人均工业增加值（包括第二产业、第三产业的增加值）的因子控制;（2）人均新增固定资产、人均固定资产投资等反映人均资产投入的综合指标;（3）反映人均耕地面积、人均利润、人均社会消费品零售总额的综合指标。（4）反映人均农业增加值、人均固定资产投入及人均社会消费品零售总额的综合指标。然后将各主成分得分结合主成分权重进行计算得出各师经济可持续能力值,其中农一师排在第一。从总体上看1992～2006年各师经济可持续发展的综合指标趋势是逐渐上升的,发展具有可持续性。,     

基于主成分分析的河南省城市综合竞争力评价

城市综合竞争力强弱反映着城市的实力,科学评价城市竞争力也是制定城市发展战略的基础。以河南省38个城市为研究样本,从经济发展与效益、社会与科教发展、居民生活质量以及基础设施与生态环境4个方面构建了城市竞争力评价指标体系,运用主成分分析的方法评价了河南省城市的综合城市竞争力,并对河南省城市内部的城市竞争力进行比较分析。在此基础上,提出了提升河南城市竞争力的对策措施。     

基于SPSS的主成分分析在地下水环境质量评价中的应用——以达拉特旗三晌梁地区为例

选定内蒙达拉特旗三晌梁地区40个地下水质站点2年资料,在SPSS统计软件的支持下,将主成分分析方法应用于水环境的综合评价之中。利用主成分综合得分从评价分区、地下水水环境质量评价等方面进行分析,分析结果理想,体现了主成分分析在水环境质量评价中的实用性。     

主成分分析及MAPINFO在生态环境脆弱性评价中的应用

本文在主成分分析的基础上，以MAPINFO为平台，按自然分类法分类制作范围专题地图，对中国区域生态环境进行综合评价，基本上可把全国的生态环境脆弱度分为五级：极脆弱型、脆弱型、中等脆弱型、轻脆弱型、轻度脆弱型，体现了东、中、西部的差异。     

祁连山中段青海云杉林土壤肥力质量评价研究

以祁连山排露沟流域青海云杉林为研究对象,研究了海拔梯度上土壤肥力因子的分布特征及变化规律,并运用主成分分析法对青海云杉林土壤肥力状况进行了评价。结果表明：（1）研究区土壤呈碱性,pH值均大于8.0;高海拔地区（3 300 m）含水量达到过饱和状态,各土层含水量均大于100%;随海拔升高,全氮含量呈增大趋势,全钾含量呈减小趋势,而全磷含量呈先减小后增大趋势;不同海拔梯度速效磷含量差异不显著（P>0.05）,海拔3 300 m处速效钾含量显著高于其他海拔段（P<0.05）。（2） 不同海拔梯度下土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾含量都有明显的“表聚效应”,其中3 300 m处0~10 cm土层有机质含量高达325.93 g·kg^-1,是本海拔段其他土层的1.6~1.8倍,是同土层其他海拔段的1.3~2.0倍。（3） 土壤肥力因子间关系密切,土壤含水量与有机质、全氮呈极显著正相关关系,与土壤容重、pH和全钾呈极显著负相关关系,土壤养分含量之间存在不同程度的显著正相关关系。（4） 不同海拔梯度土壤肥力质量为：3 300 m>3 200 m>3 100 m>3 000 m>2 900 m。     

基于主成分分析的郑州市水资源承载力评价

根据郑州市2003—2011年的相关统计资料,选取15项指标建立了影响水资源承载力的综合指标体系,运用主成分分析法从15项指标中选出影响郑州市水资源承载力动态变化的2个主成分,根据主成分的贡献率并结合主成分各因子的得分,对郑州市水资源承载力进行了综合评价。结果表明:2003—2011年郑州市的水资源承载力总体呈下降趋势,但2011年有所回升。随着科技水平的提高和各种水资源保护措施的施行,郑州市的水资源还有一定的承载力空间。     

基于主成分分析的甘肃省水资源承载力评价

以甘肃省水资源承载力为研究对象,运用主成分分析法对甘肃省水资源承载力从时间和空间两个角度进行了综合评价。研究表明：影响水资源承载力的因子主要包括经济发展因子、人口因子、水资源供需平衡因子、农业生产用水因子;2006-2015年,甘肃省水资源承载力整体呈现下降趋势;甘肃省水资源承载力存在显著的地区差异,甘南等地区水资源承载力较大,白银等地区居中,张掖等地区较小,兰州等地区最小,这主要是受水资源供需不平衡、农业生产用水差异较大和经济发展及人口因素的影响。     

长江上游典型地区SOTER数据库支持下的土壤肥力评价

在长江上游的典型地区彭州样区1：5万PXSOTER数据库的支持下，选取了表征土壤肥力的若干指标项目组成评价指标体系，在GIS环境中，应用层次分析（AHP）和模糊评价（Fuzzy)等数学分析原理，对该区水耕人为土的土壤肥力进行了综合评价，根据综合分值的高底将评价单元分为3个等级。基于SOTER的土壤肥力评价，实现了县域土壤肥力的分等评价自动化，提高了结果的科学性和客观性。     

河南襄城植烟田土壤肥力空间变异性与适宜性综合评价

采用统计学与地统计学相结合的方法,结合GIS技术,对河南省襄城县植烟田耕层(0～20 cm) 159个土壤样本进行了数据处理,分析了土壤有机质、pH、速效氮、有效磷和速效钾含量的空间分布特征,结果表明:土壤pH的变异系数最小,而有效磷由于不同的耕作措施和不均衡施肥,其变异系数最大.半方差分析表明,土壤有机质、pH和有效磷符合球状模型,最大相关间距分别为21 020、19 150和8460 m,而有效氮和速效钾符合指数模型.最大相关间距分别为7 484和25 320 m,土壤pH的C0/sill为0.193 5,具有强烈的空间自相关性,而其他四种土壤肥力因子的C0/sill为0.352 8 ～0.526 0,为中等强度的空间自相关性.并采用Kriging方法进行最优内插,绘制了襄城植烟田各土壤肥力因子含量的空间分布图.建立了烤烟土壤肥力适宜性评价指标体系,运用模糊数学和层次分析法对土壤肥力水平进行了综合评价、分级.采用地理信息系统软件mapGIS绘制襄城县烤烟种植区土壤肥力状况图.结果表明,烟草种植区土壤肥力适宜性水平存在着相当程度的差异,表现出明显的空间异质性.土壤肥力适宜性最高的地区位于研究区的东南部,占研究区总面积5.02％;适宜性为适宜的位于研究区的北部和中南部,占研究区总面积的80.15％;而次适宜的植烟田横穿于研究区的中部,占研究区总面积的14.28％.     

种植苜蓿对土壤肥力的影响

通过对4年生苜蓿地和传统耕地(棉花)表层土壤分层(0～10,10-20,20-30cm)取样分析,从定量的角度研究了不同种植方式对表层土壤理化性质的影响。结果表明：与传统耕地相比,4年生苜蓿地在从未施用任何肥料的情况下,土壤有机质、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾的含量均比每年都施肥的传统耕地高,且差异显著。与种植棉花相比,种植苜蓿可以降低土壤容重,增加土壤孔隙度,显著降低土壤中总盐含量以及氯离子含量,充分表明苜蓿具有改良土壤的特性。但是苜蓿地土壤pH值比棉花地的高,具体原因尚需进一步研究。本研究同时分析了种植苜蓿与传统作物(棉花)对耕层土壤理化性质的影响是否存在垂直分布上的差异,各指标表现不一。     

甘肃灌漠土土壤肥力的空间变异性典型研究

结合传统统计与地统计学方法对甘肃省河西地区武威灌漠土土壤肥力的空间变异性进行了分析。描述性统计结果显示，该地土壤肥力具有较大的空间变异，土壤NH4^ -N的变异系数最高，为62．656％，速效磷的变异系数次之，为47．369％，pH的变异系数最小，仅为1．284％，有机质和速效钾的变异系数分别为13．208％和38．075％。地统计学分析表明该区域土壤特性的块金方差／基台值比值[C0／(C0 C)]在0．0413％～13．7801％之间，说明该土壤性质的各项指标均有强烈的空间相关性，其中NH 一N和pH值的空间相关性相对最强，[C。／(G C)]分别为0．0413％和0．0978％；速效磷相对最弱，[C0／(C0 C)]为13．7801％；有机质与速效钾居中。土壤肥力性质的相关距变化范围为176～294m。该土壤性质的克立格插值结果显示出一定的空间相似性，显示地统计学方法可用于分析土壤肥力在空间上的变异。     

石灰土中秸秆还田降解率及其对土壤肥力的影响

石灰土具有高的有机碳的积累,但营养成分的供给速率偏低,导致土壤贫瘠。本文通过室内模拟实验,研究相同来源玉米秸秆在岩溶土与非岩溶土中的降解情况,对秸秆降解率、土壤理化性质、土壤肥力等进行动态检测,结果表明：（1）总体上岩溶土秸秆降解速率比非岩溶土快。秸秆降解速度最快主要集中在最初60天,之后呈缓慢上升趋势,到98天基本达到平衡。非岩溶土降解峰值出现时间为第42天,岩溶土为第28天,峰值出现时间前者比后者滞后14天。总降解时间持续160天,岩溶土降解率为77%,非岩溶土为75%。（2）秸秆降解期间,土壤pH值前期有下降的趋势,后期慢慢回升,这与秸秆降解过程中不同时期降解产物变化规律相吻合。秸秆还田可以提高土壤肥力,其中速效氮和速效钾含量增加非常明显。（3）与岩溶土相比,全量检测结果显示各肥力指标在非岩溶土含量低,但升幅百分比高;有效态检测结果显示非岩溶土速效磷和速效钾含量高。说明秸秆还田一些营养元素有效态在非岩溶土中更易于释放,而岩溶土由于其土壤质地的特殊性,许多养分被土壤粘土矿物牢固结合,营养元素供给速率慢,但因此也易于养分全量的累积。     

基于PI指数模型的南方典型红壤丘陵区稻田土壤肥力评价

通过田间采样和室内分析的方法,对南方典型红壤丘陵区稻田土壤44个样品进行检测分析,以pH、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾为评判指标,运用PI指数模型法对水稻土的肥力质量进行综合评价,探讨该区域的土壤养分肥力水平以及水稻产量与土壤肥力的关系。研究结果表明:(1) 本实验区水稻土有机质含量丰富,供氮能力较高,土壤为弱酸性与中性土壤,较适合水稻生长,但其供磷与供钾水平相对较低。(2) 各样品肥力指数与实际产量之间的相关系数为0.736^**,即水稻产量对土壤肥力呈极显著正相关关系。     

荒漠藓类结皮边缘效应下土壤肥力的灰色关联度分析

干旱半干旱地区土壤资源呈现高度异质性,植被分布斑块化成为该生态系统的普遍现象。藓类结皮是荒漠地表生物土壤结皮的主要类型,自然状态下藓类结皮通常呈现出典型的斑块状分布特征。应用灰色系统理论,以新疆北部古尔班通古特沙漠藓类结皮层土壤为研究对象,将藓类结皮斑块从中心至边缘划分3个圈层,通过对土壤的理化性质、酶活性、微生物生物量及微生物群落碳源利用等16项指标进行分析,利用灰色关联度分析法定量分析了藓类结皮斑块3个圈层的土壤肥力,并进行综合排序。结果表明:(1)藓类结皮斑块边缘圈层的土壤有机质、全氮、全钾、脲酶、过氧化氢酶、微生物生物量碳氮、平均吸光值(AWCD)均显著低于内部两个圈层,全磷、速效氮、速效磷、速效钾含量及pH值、碱性磷酸酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶活性均不受边缘效应的影响,在3个圈层无显著差异。同时,土壤各项指标在斑块内部两个圈层均无显著差异。(2)藓类结皮斑块3个圈层土壤肥力的关联度值依次为中心圈层(0.65)>中间圈层(0.59)>边缘圈层(0.47),藓类结皮斑块结皮层的土壤肥力从中心至边缘逐渐降低。藓类结皮斑块状分布显著影响土壤肥力,导致土壤肥力空间异质性程度增大,从而可能影响荒漠植物群落,尤其是草本植物群落的空间分布格局。     

古尔班通古特沙漠生物土壤结皮影响下的土壤酶分布特征

对古尔班通古特沙漠典型沙垄生物土壤结皮分布区的土壤酶分布特征进行了定量研究。结果表明：①土壤酶的分布在典型沙垄的不同地貌部位具有空间异质性,表现为垄间低地>沙垄坡部>垄顶,垄顶与垄间低地的过氧化氢酶、脲酶、中性磷酸酶、碱性磷酸酶、蛋白酶活性存在极显著差异（P<0.01）;②垂直分布上,土壤酶的积累以表层0～2 cm为主,随土壤深度增加显著递减,以垄间低地表现的尤为明显;③地貌部位与土层深度的交互效应对中性磷酸酶、碱性磷酸酶、转化酶均有极显著影响（P<0.01）;④相关性分析表明,有机质、全N是影响土壤酶活性的重要因素;各种酶促反应既是专性的,又是相互联系的;⑤主成分分析表明,过氧化氢酶和脲酶能够较好地反映土壤综合状况,与大多数土壤因子均呈极显著相关（P<0.01）。尤其是脲酶,能够作为反映典型沙垄生物土壤结皮区土壤肥力的主要指标。     

施肥对新垦绿洲风沙土肥力及碳积累的影响

利用2005年安排在临泽边缘绿洲沙地农田的长期施肥定位试验,研究不同用量有机肥、化肥、有机肥和化肥配施对绿洲沙地土壤肥力及有机碳积累的影响。试验包括高量有机肥单施(M3),氮磷化肥单施(NP3),低、中、高量氮磷钾化肥单施(NPK1,NPK2,NPK3),及低、中、高量氮磷钾化肥配施高、中、低量有机肥9个处理(NPK1M3,NPK2M2,NPK3M1),测定分析10年后不同施肥处理耕层(0~20 cm)土壤物理化学性状特征及有机碳动态。结果表明:施有机肥及有机无机配施处理较单施化肥处理容重下降0.13 g·cm^-3,田间持水量提高6.7%,单施有机肥、有机无机配施较单施化肥,土壤有机碳(SOC)和全氮含量分别提高64.8%、36.3%和64.9%、49.5%。高量施用氮磷化肥和氮磷钾化肥处理全磷含量最高,有机肥及有机无机配施较单施化肥有效氮含量显著增加,有机无机配施及高量施用磷肥土壤有效磷积累明显,高量施用有机肥能显著提升有效钾含量。连续施肥处理10年后,SOC含量提高了1.68~2.84倍,土壤全氮、全磷、碱解氮及有效磷均有一定程度的提高,但单施化肥及有机肥与氮磷化肥配施有效钾含量下降。SOC的积累速率单施化肥、有机无机配施、单施有机肥处理分别为0.27、0.59,0.87 g·kg^-1·a^-1。增施有机肥、适量减少化肥投入、氮磷钾化肥的平衡施用是绿洲沙地农田土壤肥力持续提升的施肥管理对策。     

不同起源格式栲林地的土壤分形特征

土壤结构性是影响土壤肥力的一个重要因素.本文运用分形模型对不同起源格氏栲林分表层土壤团粒结构进行研究,探讨了分形维数与土壤肥力的关系.研究结果表明格氏栲天然林结构多层,土壤粒径分布的分形维数小,水稳性团聚体即＞0.25nn的团粒含量高,土壤养分除水解性总酸度外,其它含量均较高,土壤团聚体水稳性能良好,土壤具有良好的渗透性、自动调节及抗逆性能,非毛管孔隙发达,土壤肥力较高;格氏栲纯人工林,林分结构单一,其土壤粒径分布的分形维数较低,土壤养分含量、水分状况及土壤通透性低于天然林,土壤肥力下降;分形维数为不同起源格氏栲林分表层土壤肥力特征描述提供新尺度、新方法.