川西南山区县域数字土壤制图研究

【目的】研究环境变量的筛选和土壤类型空间推理方法的选择,为有效提高县域数字土壤制图精度提供参考。【方法】以四川省盐源县为研究区,将气候要素、地形数据和遥感影像作为推理制图的辅助因子,利用野外采样点数据和环境协变量因子,采用决策树分类方法对环境特征进行重要性排序,特征筛选和组合优选,通过对比决策树分类、支持向量机和随机森林3种土壤分类方法的制图精度,探索基于土壤-环境关系理论提高具有立体气候特征的山区县域数字土壤制图精度的途径。【结果】(1)气候和地形特征在研究区土壤分类中起重要作用,采用单一气候因素作为土壤筛选分类的环境变量可获得土壤分类筛选精度为83.22%,依次增加地形和生物特征可分别使筛选精度提升至85.78%和89.43%;(2)与其他模型相比,随机森林模型制图效果更好,对比采样点数据的土壤分类总体精度为77.10%,Kappa系数为0.72;(3)气候因子以及地形因素对水热条件的影响是决定研究区土壤类型空间分布异质性的主要原因,年均气温、年积温、年降水量、相对湿度、高程、地形湿润度等环境特征因子与研究区主要土壤类型的空间分布关系密切。【结论】在具有立体气候特征的山区,基于随机森林方法使用气候、地形和遥感数据进行数字土壤分类制图有较好的效果。

中国土壤系统分类参比

本文以土壤系统分类为基础，进行发生分类和系统分类的比较，讨论并列表举出土壤发生分类与系统分类的参比。

寒旱环境灌木根系增强边坡土体抗剪强度特征

为深入研究根系与剪切面呈不同夹角α条件下,边坡土体中根系对土体抗剪强度的影响,以及定量分析评价植物根系对边坡土体抗剪强度的增强作用,该项研究以生长期为150 d的柠条锦鸡儿、霸王根系及其组成的柠条锦鸡儿根-土复合体、霸王根-土复合体为研究对象分别进行室内单根拉伸试验和复合体剪切试验。通过对2灌木根系进行单根拉伸试验,得到2种灌木根系单根的抗拉强度,并对根系与剪切面夹角α分别为45°、60°、75°、90°等4种条件下的根-土复合体进行剪切试验,得到4种α角度条件下的根-土复合体试样抗剪强度;在此基础上,分析探讨了单根抗拉强度与根-土复合体试样粘聚力值之间的关系。结果表明:柠条锦鸡儿根系的单根抗拉强度较霸王根系的单根抗拉强度略高;柠条锦鸡儿根-土复合体、霸王根-土复合体试样,在4种不同α角度条件下的黏聚力均显著大于素土黏聚力;当α角由45°增大至90°时,2种灌木根-土复合体的黏聚力值呈逐渐增大的趋势,且黏聚力的增长率亦表现出一致性变化规律,即2种灌木根-土复合体试样的黏聚力的增长率均随着α角的增大而呈增大趋势;根-土复合体黏聚力值与单根抗拉强度存在正相关关系。由上述复合体黏聚力值的变化规律反映出,试验区2种灌木根系对边坡土体抗剪强度具有显著增强作用,同时亦反映出随根系的单根抗拉强度的增大,根系对土体粘聚力值的增强效果相对愈加显著,且随根系与剪切面间夹角不同,根系增强边坡土体抗剪强度贡献具有不同的变化规律,即表现在根系与剪切面之间的夹角趋于垂直时,根系具有相对最大限度地增强土体抗剪强度的作用。该研究结果为定量评价植物根系增强边坡土体抗剪强度的贡献,提供了试验方面的数据支撑,这为进一步深入探讨植物根系增强边坡土体抗剪强机理提供参考。

井冈山土壤发生特性与系统分类研究

为推广应用中国土壤系统分类,了解井冈山土壤在中国土壤系统分类中的位置,对位于湘赣边境的井冈山的山地土壤进行系统分类研究。调查采集的典型土壤剖面理化性质的测定结果表明;井冈山土壤的主要发生特性随海拔高度呈规律性的变化,依照《中国土壤系统分类检索(第三版)》,该区土壤垂直带谱结构为:湿润富铁土(<500 m),湿润淋溶土(500-1 000 m),常湿淋溶土(1 000-1 500 m),正常新成土(1 500 -1 900 m)。

南京城市土壤的特性及其分类的初步研究

研究了南京城市土壤的 pH和磷素特性 ,并对城市土壤的分类进行了初步探讨。结果表明 ,南京城市土壤趋向碱性并具有明显的富磷特征 ;建议增加城镇表层 ,在人为新成土下增加城镇人为新成土土类 ,下设浅层城镇人为新成土、粗骨城镇人为新成土、还原城镇人为新成土、紧实城镇人为新成土和普通城镇人为新成土亚类。

承德市坝上高原典型土壤的系统分类研究

中国土壤分类尚处于发生分类占主体、系统分类快速发展的并用阶段。为了解承德市坝上高原典型土壤在中国土壤系统分类中的归属,本文在该区域栗钙土、灰色森林土、黑土等发生分类土壤类型区,挖取8个具有典型代表性的土壤剖面,进行土壤形成条件调查,并分层取样进行理化性状分析。结果发现:(1)8个土壤剖面具有的诊断表层有:有机表层、暗沃表层、淡薄表层;诊断表下层有:钙积层、雏形层;诊断特性有:半干润土壤水分状况、湿润土壤水分状况、滞水土壤水分状况、潮湿土壤水分状况、冷性土壤温度状况、纤维有机土壤物质、半腐土壤有机物质、潜育特征、氧化还原特征、盐基饱和度。(2)按照《中国土壤系统分类检索(第3版)》,8个土壤剖面归属为3个土纲(雏形土、有机土、新成土)、4个亚纲、5个土类、6个亚类。按照《中国土壤分类系统》,8个土壤剖面归属为5个土纲、6个亚纲、7个土类、8个亚类。(3)8个土壤剖面在发生分类与系统分类中发生分异的分类级别存在明显差异,两种分类体系的不同分类级别之间关系较为复杂,并不呈简单的、一对一的对应关系。

基于RAGA的PPE模型在土壤质量等级评价中的应用研究

以往的土壤分类与等级综合评价多是建立在模糊数学 (Fuzzy)基础上的模糊聚类分析与模糊综合评判 ,因此不可避免的涉及权重矩阵人为干扰 ,导致分类与评价结果的人为倾向。本文将高维降维技术——投影寻踪评价模型 (PPE)应用到土壤学科领域 ,利用改进的加速遗传算法 (RAGA)优化投影方向 ,将多维数据指标转换到低维子空间 ,通过寻求最优投影方向及投影函数值来实现对土壤的分类与等级评价 ,避免了主观赋权的人为干扰 ,取得了较好效果 。

贵州喀斯特区草地生态条件下石灰(岩)土的发生特性及系统分类研究

选取贵州喀斯特区草地生态条件下5个不同区域的石灰(岩)土为研究对象,根据相应的理化性质及发生特性,探讨了影响土壤发育的因素,确定了土壤的诊断层和诊断特性。其中,供试土壤的诊断层包括:暗沃表层、雏形层和粘化层等,诊断特性包括:热性土壤温度状况、常湿润土壤水分状况、均腐殖质特性、腐殖质特性、盐基饱和、碳酸盐岩岩性、铁质特性、石灰性等,并在此基础上对其进行了土壤系统分类,结果显示:5个供试土壤分别属于中国土壤系统分类中的普通黑色岩性均腐土、腐殖钙质常湿雏形土和腐殖钙质常湿淋溶土等亚类。

辽宁朝阳地区第四纪古红土特性及系统分类研究

为弄清北方古红土在中国土壤系统分类中的位置,对辽宁朝阳地区分布的第四纪古红土的特性和系统分类进行了研究。本文首先将古红土看做成土母质,按《中国土壤系统分类检索(第三版)》的原则和方法,讨论了供试古红土剖面的诊断层和诊断特性,并进行了分类检索;又从古红土本身的发生学特征出发,讨论了各古红土剖面的诊断层和诊断特性,并进行了分类检索。研究发现:现行的《中国土壤系统分类检索(第三版)》还不能给古红土一个合适的位置,要解决古红土在中国土壤系统分类中的位置问题,首要任务是建立关于古土壤的诊断标准。

基于GIS的BP神经网络遥感影像分类研究

传统统计模式识别方法进行遥感影像分类时要求数据服从正态分布且难以加入地理辅助数据.通过分析BP网的分类原理与学习算法,采用了融合遥感影像光谱数据和GIS产生的地理辅助数据进行土地利用类型分类的方法.选择最能反映实验区土地利用信息的光谱数据,结合DEM数据和坡度数据,通过归一化处理后进行BP网的训练分类.将分类结果与采用最大似然法所得的结果综合比较,结果表明,该方法优于最大似然法.

淮北平原样区的土系划分

本文根据中国土壤系统分类课题研究的总要求，应用《中国土壤系统分类（修订方案）》的诊断层和诊断特性，探讨了淮北平原样区的土系划分，在有关土系认识的基础上，提出了土系划分的原则与依据，对样区土系作了具体划分。

海南岛土壤发生分类类型在系统分类中的归属

本文对海南岛 2 3 7个土壤剖面 ,按中国土壤系统分类体系 ,逐一进行鉴别、检索、分类定名 ,阐述按土壤发生分类体系的 2 8个亚类级土壤类型在中国土壤系统分类中的归属 ,提出按中国土壤系统分类的该岛土壤分类系统建议 ;并讨论了该岛土壤发生分类与系统分类之间具体土壤类型的对应关系。

中低产田成因类型划分方法的研究

在计算环境因素满足度的基础上，对中低产田的主要限制因素进行了定量分析，并据此划分中低产田的成因类型，这种划分方法对中低产田的开发改造有一定的实用价值。

基于神经网络的扎龙湿地土地覆盖分类研究

主要研究神经网络在土地覆盖分类方面的应用问题.采用四层神经网络结构,对扎龙湿地的TM影像进行了分类研究,并提出一种基于鲁棒误差函数的自适应反向传播学习算法.仿真结果表明,该方法能够有效地对扎龙湿地TM影像进行分类.所采用的四层网络结构可减轻存储量大的负担,鲁棒误差函数有效地抑制了大误差,自适应反向传播算法使误差下降更快,而且最终得到的分类精度高于三层神经网络和最大似然法的分类精度.

中国年均地温的估算方法研究

年均地温是土壤重要的物理性质,对区域农业生产有着重要意义。对中国1981—2010年间895个气象站的地面气候资料进行整理,按全国一级标准耕作制度分区分析。结果表明:各区5~40 cm内各深度年均地温均高于相应气象站点的年均气温。同一分区内,各气象站点5~40 cm年均地温随深度增加未表现出相同的变化规律;不同深度的年均地气温差平均值在5~20 cm深度范围内变化≤0.1℃,在20~40 cm深度范围变化较大,个别分区达0.4℃。各分区之间比较,5~40 cm年均地气温差平均值存在地域差异性:自北向南,年均地气温差平均值表现为先减小后增加的变化规律;自东向西,纬度接近的分区年均地气温差平均值逐渐增大;不同分区年均地气温差平均值的变化较大,20 cm深度为1.4~3.9℃,40 cm深度为1.1~4.3℃。利用回归方程法和年均地气温差平均值法,在各标准耕作制度一级区分别建立年均地温估算公式,回归方程法的准确性高于年均地气温差平均值法,但青藏高原区和内蒙古高原及长城沿线区的估算公式未达到很好的估算效果。对各分区5、10、15、20和40 cm年均地温观测数据完整的262个气象站的数据进行分析表明,5~40 cm深度范围内,多数分区年均地温每5 cm变化量的均值≤0.1℃,20~40 cm深度的变化量更小。对于单一估算点,其40 cm和50 cm年均地温的最大差距≤0.4℃,所以,在中国土壤系统分类中,可以考虑用40 cm的地温代替50 cm的地温。

安徽宣郎广岗丘区土壤发生分类类型在系统分类中的归属

对宣郎广岗丘地区40个土壤剖面,按中国土壤系统分类体系,进行鉴别、检索、分类定名。阐述土壤发生分类体系的11个亚类级土壤类型在中国土壤系统分类中归为5个土纲,即人为土、富铁土、淋溶土、雏形土和新成土;5个亚纲,即水耕人为土、湿润富铁土、湿润淋溶土、湿润雏形土和正常新成土;15个土类和23个亚类。参比关系复杂,不是简单的一对一的关系。提出按中国土壤系统分类的该区土壤分类系统;并讨论了该区土壤发生分类与系统分类之间具体土壤类型的对应关系。研究结果对土壤类型的正确参比、中国土壤系统分类的应用与发展、具有很好的参考应用价值。

长期施肥对红壤磷组分及活性酸的影响

以12年的红壤长期肥力监测定位试验不同处理土壤为材料,研究了连续施肥对土壤磷组分、土壤对磷吸附解吸、土壤活性酸铝的影响。连续施用化学磷肥和化肥加有机肥,均可提高土壤全磷、无机磷数量。施用有机肥料,土壤中的磷以Ca-P和Al-P积累为主要表现形式,化学磷肥的施用能够提高土壤的全磷,并以Al-P增幅为最大,在所有处理中均表现为土壤O-P相对稳定。有机肥料处理土壤对外源磷的吸附强度明显少于施用化学磷肥和不施用磷肥的处理,有机肥料能够显著提高吸附磷的再利用,在NPKM处理中解吸磷占吸附磷的47.72%,M处理中占42.89%,其它处理中解吸磷占吸附磷数量一般少于8%。MNPK、M处理的PFI为2.51、2.69比N、NP处理4.53、4.37明显降低。在红壤旱地长期施用化学肥料,土壤交换性酸铝成倍增加,土壤酸化严重;施用有机肥料、有机肥料与化学肥料配合施用,土壤交换酸铝表现稳定。

川西名山县阶地漂洗土壤分类及参比研究

经历了强烈漂洗作用的土壤是一类形态独特的土壤,在分类系统中具有重要地位。本文在四川西部漂洗土壤集中分布的名山县第二至五级阶地上对这类土壤进行了野外调查采样和室内测试分析,按中国土壤系统分类的原理和方法,通过水耕表层、水耕氧化还原层、漂白层、人为滞水土壤水分状况、氧化还原特征等诊断层和诊断特性的确定及按顺序检索的方法,将其归入人为土纲,水耕人为土亚纲,简育水耕人为土和铁聚水耕人为土土类,漂白简育水耕人为土、漂白铁聚水耕人为土和普通铁聚水耕人为土亚类;同时按发生分类系统进行了类型划分,它们均归入漂洗水稻土亚类。比较而言,系统分类能更精确地区别土壤分异,有利于土壤精准化管理,但仍需进一步修订完善。

新疆和田开发区土壤系统分类研究

为了确定新疆和田开发区的土壤系统分类归属,对该区约220 km2待开垦土地进行了调查,分析了不同类型土壤剖面的理化性状,并对其诊断层和诊断特性进行了鉴定。结果表明,该地区棕漠土、风沙土、草甸土、盐土(按土壤发生学分类)在中国土壤系统分类中分别为普通石膏正常干旱土、弱盐干旱砂质新成土、普通简育干旱雏形土和普通干旱正常盐成土,最后对各土类提出了相应的利用措施。

吉林东部暗棕壤在中国土壤系统分类中的归属

为了研究吉林东部暗棕壤在中国土壤系统分类中的归属,采用当前国际土壤分类的主流的土壤系统分类法,以吉林省东部暗棕壤的5个典型剖面为研究对象,通过野外剖面形态特征调查、剖面描述、理化性质分析,研究了土壤的发生特性,确定土体的诊断层与诊断特征,按照《中国土壤系统分类检索(第3版)》的标准,初步确定吉林东部暗棕壤在中国土壤系统分类中归为淋溶土和雏形土2个土纲,冷凉淋溶土和湿润雏形土2个亚纲。