基于最小数据集的云南橡胶林土壤质量评价

为了评估云南橡胶林土壤质量,以云南省河口、瑞丽、景洪3个典型橡胶产区5个不同林龄段(幼、中、近熟、成熟和过熟林)橡胶林土壤为研究对象,采集并分析0~10、11~20 cm和21~40 cm深度的土壤样品。将土壤容重、含水量、硝态氮、铵态氮、全氮、速效磷、全磷、速效钾、全钾、pH、有机质、脲酶、纤维素酶、过氧化氢酶、蔗糖转化酶等作为评价指标,运用主成分分析、相关性分析,结合Norm值筛选,构建土壤质量综合指数(SQI),对土壤质量进行定量评价。结果表明,土壤容重、硝态氮、全氮、全磷、全钾、有机质、脲酶7项指标进入最小数据集;SQI-TDS的范围0.29~0.56,平均值0.39,变异系数14.67%;SQI-MDS的最小值0.20,最大值0.53,平均值0.34,变异系数18.88%;相关性分析显示,2种评价结果具有较好的相关性。土壤质量综合指数随着定植年限的增长呈略微先降低后增加的趋势;3个植胶区土壤质量以三级和四级为主,土壤质量排序为景洪>河口>瑞丽。

林下植被对桢楠幼林生长和土壤质量的影响

探究林下植被去除对桢楠幼林生长和土壤质量的影响,明确驱动桢楠生长的潜在立地因子,为桢楠幼林林下植被管理提供科学依据。以重庆市永川国有林场8年生桢楠人工幼林为研究对象,采用野外控制试验,设置林下植被去除和自然保留两种处理,研究林下植被去除对桢楠生长、光合生理和土壤理化性质的影响,使用曼特尔检验分析土壤特性和桢楠生长关联性,应用随机森林模型确定影响桢楠生长的关键土壤因子,利用土壤质量指数量化土壤环境因子和生长的关系。结果表明:林下植被去除后,桢楠树高、地径、冠幅和叶面积显著增长,综合生长指数提高了169.23%,光合参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率)和光合色素(叶绿素、类胡萝卜素)含量显著提升,土壤特性除有效磷、速效钾外均得到显著改善,土壤质量指数提高了107.10%。桢楠生长主要受土壤氮循环及其可利用性调控,脲酶和碱解氮是驱动桢楠生长的主要因子。林下植被去除能够通过提升土壤质量促进桢楠生长,建议在桢楠人工幼林管理时及时去除林下植被,以促进桢楠人工林可持续经营。

不同绿肥作物周年搭配种植下土壤微生物养分限制与土壤质量指数

【目的】绿肥作物种类多,对土壤理化性状和微生物活性的影响存在差异。我们从土壤微生物代谢与养分限制的角度探讨周年覆盖不同绿肥作物对土壤质量的影响,以期为周年覆盖绿肥的土壤生态效应提供理论依据,为果园、休耕地、撂荒地等空间闲置性土地的绿肥应用提供技术支撑。【方法】3年连续田间定位试验在贵州省农业科学院土壤肥料研究所进行,设置4个冬季和夏季绿肥组合处理:二月兰-小葵子(O-G)、二月兰-饭豆(O-P)、箭筈豌豆-小葵子(V-G)、箭筈豌豆-饭豆(V-P)。在第3年冬季绿肥盛花期采集0—20 cm耕层土样,测定土壤胞外酶活性、土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)、磷(MBP)含量,以及土壤pH及全量氮磷含量,计算土壤胞外酶化学计量比,并分析各土壤因子对土壤质量指数的贡献。【结果】不同绿肥作物轮作模式下土壤的pH、全氮(TN)、MBN、MBP、β-葡萄糖苷酶(BG)和酸性磷酸酶(ACP)活性差异显著。基于土壤胞外酶化学计量特征,所有处理受土壤微生物碳限制和磷限制,碳限制差异不显著,以O-G处理土壤的磷限制最低,较V-P处理低2%(P<0.05)。土壤pH、有效磷(AP)、可溶性有机碳(DOC)是驱动土壤胞外酶活性和微生物养分限制变化的关键因子,pH对土壤胞外酶活性有显著负效应,土壤全量碳、氮、磷含量对土壤胞外酶活性有显著正效应,对微生物碳限制有显著负效应。土壤胞外酶活性对微生物碳利用效率有显著正效应,主要受ACP活性调控。【结论】不同冬季与夏季绿肥作物组合覆盖的土壤,其pH值、全氮、微生物量氮、微生物量磷、β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性具有显著差异,冬季绿肥对土壤微生物磷限制、土壤微生物碳利用效率产生显著影响,冬季绿肥与夏季绿肥的交互效应对土壤质量指数具有显著影响。箭筈豌豆-小葵子(V-G)处理的土壤微生物代谢受磷限制较小,且土壤微生物碳利用率和土壤质量指数最高,最利于调节微生物代谢,维持生态功能,提高土壤质量指数,可优选为土壤快速培肥的绿肥组合。

宁南山区新修梯田不同部位土壤质量及作物生长发育情况研究

针对宁南山区新修梯田耕地质量下降、作物产量不稳的问题,开展了“深耕+复合肥+生物菌肥”培肥措施下新修梯田不同部位土壤质量及作物生长发育情况研究。结果表明:新修梯田实施培肥后,不同部位土壤容重均呈减轻趋势,其中,梯田中部土壤容重减轻效果较为显著,梯田内部土壤综合肥力提高最为显著;梯田不同部位玉米和马铃薯出苗率与对照相比均有所提高,表现为梯田外部>梯田中部>梯田内部;玉米和马铃薯不同生育期梯田外部株高最高;玉米和马铃薯不同生育期叶绿素含量与对照相比均有不同程度提高,玉米抽穗吐丝期梯田中部叶绿素含量高于外部和内部,拔节期和灌浆乳熟期均以梯田外部最高;马铃薯不同生育期叶绿素含量均以梯田外部最高,梯田中部次之,梯田内部最低;玉米青储产量和马铃薯产量均以梯田外部最高,分别达到41474.30kg·hm^(-2)、13626.51kg·hm^(-2),其次是梯田中部,梯田内部在梯田中是明显的低产部位。

北京山区不同植被恢复类型土壤质量综合评价

[目的]综合评价北京山区不同植被恢复类型土壤质量,并进一步确定影响土壤质量的关键因素,为该地区植被恢复与重建提供数据支撑。[方法]以立地条件相近的侧柏纯林、油松纯林、侧柏油松混交林、侧柏针阔混交林、油松针阔混交林、落叶阔叶混交林和无林地(对照)为研究对象,测定14个土壤理化指标作为土壤质量评价的总数据集(TDS),采用主成分分析法(PCA)和Pearson相关性分析建立土壤质量最小数据集(MDS),利用线性(L)和非线性(NL)2种评分方法计算土壤质量指数(SQI)和一般线性模型(GLM)确定影响土壤质量的关键因素。[结果]植被恢复后相较于无林地,土壤容重、砂粒含量下降,而有机质、全氮、全钾、速效氮、速效钾等土壤养分含量增加。筛选出的研究区土壤质量评价MDS指标为全氮、砂粒、全钾、pH、有效含水量。4种方法(SQI-LT、SQI-NLT、SQI-LM、SQI-NLM)下,不同植被恢复类型的SQI值排序均为落叶阔叶混交林>侧柏针阔混交林>油松纯林>油松针阔混交林>侧柏油松混交林>侧柏纯林>无林地,植被恢复后土壤质量显著提升。SQI-NLM的土壤质量评价方法在北京山区具有更好的适用性。相较于无林地,其他植被恢复类型的SQI-NLM分别提高64%,48%,45%,36%,33%,27%。GLM模型解释了土壤质量指数总变异的85.24%,植被类型对土壤质量指数的解释比例最大(45.09%)。[结论]选择适宜的植被恢复类型是改善区域土壤质量的关键。未来实施植被恢复时,树种选择上优先考虑阔叶树种。造林配置方式的选择应取决于树种而定,如侧柏纯林中引入本土阔叶树种形成侧柏针阔混交林或选择油松纯林是最佳造林模式。

设施农业土壤质量退化及生物修复

设施农业在促进现代农业发展、提高农民收入、保障国家粮食安全等方面发挥着重要作用。随着设施农业的高速发展,因其特殊的生态环境和耕作模式,引发了设施土壤质量退化问题,严重影响着人类的生存环境和现代农业可持续发展。生物技术已成为设施农业土壤退化控制领域重点开发和应用的技术手段。主要从我国设施农业现状、设施农业土壤质量现状及存在问题、生物技术修复土壤质量退化等方面进行综述,并对设施农业土壤生物修复技术进行展望。

河南省典型造林困难地土壤质量评价

【目的】准确评估人工造林对困难地土壤质量的影响,为困难地土壤质量的监测与提升提供理论依据。【方法】以洛阳市云梦山石质山地土壤为研究对象,分别采集0~10、10~20和20~30 cm土层的样本,综合选取11项物理化学评价指标作为全数据集,采用相关性和主成分分析筛选确定土壤质量评价最小数据集,构建土壤质量指数对研究区的土壤质量进行评价。【结果】1)研究区土壤全氮及全碳的含量极低,平均值分别为0.31和2.61 mg·g^(-1)。2)云梦山地区土壤质量的最小数据集包括土壤pH值、脲酶、碳氮比和总孔隙度。最小数据集土壤质量指数为0.037~0.604,平均值为0.322。大部分样地的土壤质量指数都随着土层深度的增加而降低,且0~10 cm土层的土壤质量指数远高于其他土层,10~20与20~30 cm土层的土壤质量指数较为接近。3)最小数据集与全数据集的土壤质量指数具有显著正相关关系(p<0.01),两者间的线性回归拟合程度较好(R^(2)=0.63),表明构建的最小数据集可以较好反映研究区的土壤质量状况。【结论】根据土壤质量分级标准,云梦山石质山地土壤质量整体为中等偏低水平,且随土层深度增加显著降低,因此对深层土壤质量的改良是今后植被恢复和重建的重点区域。

基于聚类及PCA分析的羌活栽培区土壤质量评价

为了准确评价川产道地药材羌活栽培区耕作层土壤质量状况,分别采用聚类分析法(CA)和主成分分析法(PCA)构建栽培区耕作层土壤质量最小数据集(minimum data set,MDS),利用最小数据集土壤质量指数(soil quality index-CA,SQI-CA和SQI-PCA)和全量数据集土壤质量指数(SQI-T)评价川西北羌活栽培区耕作层土壤质量。结果表明:(1)羌活栽培区土壤有机质含量为(19.14±6.75)g·kg^(−1),处于中度贫瘠化水平;土壤速效氮、速效磷和速效钾含量较高,分别为(129.78±47.78)mg·kg^(−1)、(22.89±14.78)g·kg^(−1)和(159.87±97.87)mg·kg^(−1);土壤为中性土壤,pH均值为7.20±1.68。(2)基于不同数据集的土壤质量指数均值排序为SQI-T>SQI-PCA>SQI-CA,而SQI-PCA与SQI-T之间的Nash有效系数高于SQI-CA,相对偏差系数低于SQI-CA,说明基于主成分分析的最小数据集(MDS-PCA)评价效果更优,该数据集包括土壤容重、抗剪强度、有机质含量、饱和导水率、黏粒含量、pH、速效氮和砂粒含量共8个指标。(3)川西北羌活栽培区土壤质量指数SQI-PCA<0.33,表明该研究区耕作层土壤质量总体水平较差,主要体现在土壤紧实、有机质含量低,需要通过合理耕作、施肥和土壤改良等方式对耕作层土壤质量进行有效调控。研究结果可为川西北高原羌活栽培区土壤质量改良和生产适宜性调控提供参考,有利于川西北高原区中药材产区土壤可持续利用。

设施番茄废弃物连续还田对温室土壤质量的影响

为探究设施蔬菜废弃物原位还田对土壤质量的影响,于2020—2022年设定番茄废弃物不还田(CK)、番茄废弃物原位还田1 a(TRR1)、番茄废弃物连续原位还田2 a(TRR2)、番茄废弃物连续原位还田3 a(TRR3)共4个处理,分析其对土壤理化性状及微生物数量的影响。结果表明:番茄废弃物还田使土壤pH值显著下降,土壤电导率和有机质含量随番茄废弃物的持续还田而显著增加。与对照相比,番茄废弃物持续原位还田处理使土壤速效磷和速效钾含量分别平均提高11.41%和31.40%;土壤脲酶活性变化不显著,TRR1、TRR2、TRR3处理土壤蔗糖酶活性和碱性磷酸酶活性较对照分别显著提高22.12%、30.46%、44.23%和17.90%、17.03%、11.08%。TRR3处理土壤细菌和放线菌数量显著高于其他处理,番茄成熟期TRR3处理分别比CK、TRR1和TRR2处理土壤细菌数量显著提高51.07%、61.21%和61.02%,土壤放线菌数量显著提高41.40%、20.61%和29.60%。土壤真菌数量和根结线虫数量随还田年限的增加而显著下降,其中TRR1、TRR2和TRR3处理根结线虫数量分别较CK降低30.14%、50.89%和81.70%。土壤质量指数分析结果表明,番茄废弃物还田使土壤质量从Ⅱ级提升为Ⅰ级,可作为管理蔬菜废弃物的环境友好型新策略。

晋中太谷县北部地区土壤质量地球化学评价

通过1250000多目标区域地球化学调查、取样和化验,获得了晋中太谷县北部地区表层土壤27项指标数据,研究其分布特征,并依据相关规范进行了土壤质量评价。结果表明,太谷县北部地区土壤养分主要以中等—缺乏为主,在整个研究区内占比为94.20%,土壤环境质量综合等级总体上为一等清洁。耕、园地的土壤质量较好,以优质的一等和良好的二等土壤为主,占各自土地类型面积的55.70%和50.84%,研究区内土壤质量总体较好,硒土壤适量区广泛分布,当地政府应合理引导当地居民进行富硒农产品的开发,创造更大的经济价值和社会效益。

济源市南山林场林区人工林与农田土壤质量的评价与比较

我国退耕还林的政策已经实施超过20年,该政策对我国生态环境的改善发挥了巨大作用,人工林的生态效益也得到了广泛认可与研究。然而多数研究聚焦在人工林对大气环境的优化,忽略了土壤质量这一陆地生态系统循环中至关重要的生态要素。本文利用多种实地测量的土壤理化属性数据计算了综合土壤指数并分析了济源市南山林场区内人工林与农田的土壤质量差异,研究发现土壤质量受多种因素影响,其中全氮含量和土壤pH作用最为突出,其次是全钾含量和有机质含量;另外人工林和农田的土壤指标中2012年(2.47g/kg)和2022年(40.34g/kg)差异度最大的均为全碳含量,2012年最小为全钾含量(0.24%),2022年最小变为全氮含量(3.30%);人工林的多数土壤指标含量高于农田,说明人工林对提高该地区的土壤质量具有积极作用,在林农分用的10年中,人工林地区的土壤质量相对农田提高了约10%,说明退耕还林可有效改善区域土壤质量。本文对人工林和农田土壤质量的评价对于我国退耕还林政策具有补充意义。

热带作物秸秆覆盖对土壤质量及玉米产量和品质的影响

【目的】探究甘蔗叶、菠萝茎叶等热带作物秸秆作为农业覆盖材料对土壤质量及玉米生长的影响,为热带作物秸秆废弃物资源化利用提供参考依据。【方法】以玉米为种植对象,采用田间小区对比试验,设置甘蔗叶覆盖(SLM)、腐熟甘蔗叶覆盖(RSLM)、菠萝茎叶覆盖(PLM)和富贵竹茎叶覆盖(FLM)4个处理,以塑料地膜覆盖(CK1)和无覆盖(CK2)为对照,研究不同秸秆覆盖对土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾的影响,以及对玉米产量和品质的影响。【结果】热带作物秸秆覆盖,与无覆盖相比,可以有效提升土壤pH、有机质、全氮、有效磷和速效钾含量,对提升土壤质量具有积极作用。富贵竹茎叶覆盖效果最显著,与塑料地膜覆盖相比,土壤pH提高9.01%,有机质提高6.42%,全氮提高17.59%,速效钾提高477.79%,有效磷含量低于塑料地膜覆盖,但差异不显著;与无覆盖相比,土壤pH提高22.22%,有机质提高21.63%,全氮提高24.51%,有效磷提高2.74%,速效钾提高389.38%。腐熟甘蔗叶和富贵竹茎叶覆盖可以显著提升玉米产量,其他秸秆覆盖对玉米产量和品质的影响均不显著。【结论】热带作物秸秆覆盖可以提升土壤质量、促进玉米增产,富贵竹茎叶覆盖在改良土壤方面的效果显著,腐熟甘蔗叶覆盖对于玉米增产有较好的促进作用。

保康县烟田土壤质量定量化评价

为实现保康县烟田土地管理措施的调整和土地的可持续利用,对该县的烟田土壤质量进行定量化评价,为保康县土地的合理可持续应用提供科学依据。采用权重系数与隶属度函数方法,选取土壤pH、有机质、速效磷等指标,通过相关系数法确定权重系数,计算隶属度,得到土壤质量指标分值。结果表明,保康烟田土壤质量等级较低,80%以上处于Ⅲ级以下,东南区域土壤质量较高,中部偏西区域较低。农事操作对土壤质量有显著影响,农事操作频繁、土地休闲时间短会导致土壤质量等级降低。

旱区连作砂田土壤质量和土地生产力演变与调控研究进展

砾石覆盖在改变旱区水文循环和物质转化方面有着至关重要的作用。然而,长期连作给砂田土壤质量及土地生产力带来危机和不确定性。以连作砂田为研究对象,归纳总结了连作年限对砂层质地结构、土壤物理结构、土壤水盐热效应、土壤养分状况、土壤酶活性、土壤微生物特性、作物生长发育以及产量品质的影响效应和可能机制,发现砂田土壤生态环境和土地生产力在人类活动及自然侵蚀的扰动和破坏下整体呈现退化态势,但对不同覆盖条件、施肥水平和种植结构等农田管理措施的响应过程表现出差异性。继而,基于土壤质量和土地生产力的协同和互作效应深入揭示了砂田性能逐年退化机理,并简述了生物、农业及工程调控措施在砂田退化阻控和修复方面的应用进展。在此基础上,提出了砂田退化进程中急需解决的关键科学问题和未来发展方向,主要包括土壤质量演变的基本过程及其发生机制、“砾石-土壤-微生物-植物”系统的叠加和互作效应及其分子机理、土壤改良与生物防治措施的定量化及其调控机制三个方面。在气候变化、植被演替和土地退化背景下,废弃风化砾石的劣化增肥机制及其环境效应将是今后研究的重点。

土壤质量与土壤质量指标及其评价

土壤作为一种重要的自然资源可以为人类生产食物和纤维,并维持地球生态系统。土壤也是植物生长的媒介、水、热和化合物的源、水分的过滤器和废物分解的生物介质。土壤与水、气和植物互作并抑制环境的波动。土壤可以调节很多控制水气质量和促进植物生长的生态过程。土壤质量概念的引入使我们更全面地理解土壤,也有助于合理地使用和分配劳力、能源、财政和其它投入。土壤质量也提供了一个通用的概念使得专业人员、生产者和公众明白土壤的重要性。此外,它也是一个评价管理措施和土地利用变化对土壤影响的评价工具。土壤质量由土壤的物理、化学和生物性质组成,MDS已被科学家们提出用于土壤质量评价。国际上比较常用的评价方法主要有多变量指标克立格法、土壤质量动力学方法、土壤质量综合评分法和土壤相对质量法。人类对土地不和谐地利用和管理可以导致全球生物地球化学循环发生改变和加快土壤性质变化的速度,当前世界各地土壤退化相当严重,已日益威胁到人类赖以生存的土地资源。在探讨相关概念的基础上综述了近年来土地利用变化对土壤理化质量和生物质量的影响进展,以引起国内外学者对土地利用变化对土壤质量影响研究的重视,从而为探讨土地利用对土壤质量影响的机理和规律以及退化土地的恢复和区域土地资源管理以及土地的持续利提供理论依据。土壤质量未来的研究应该集中在土壤质量指标与评价方法;土壤质量变化的发生条件、过程、影响因素及其作用机理与时空规律性;尺度问题的研究;土壤质量保持与提高的途径及其关键技术研究。

秸秆与有机无机肥配施对不同质地潮土土壤质量和小麦产量的影响

秸秆与化肥和粪肥配施是改善土壤质量的有效措施,但其在不同质地潮土中对小麦产量的影响及影响机制尚不清楚。本研究基于中国科学院封丘农业生态实验站设置的7年长期定位试验,选取砂质、壤质和黏质3种质地潮土(下文分别简称砂土、壤土和黏土),每种质地潮土均包含5个处理:不施化肥+秸秆离田(N0S0)、不施化肥+秸秆还田(N0S)、常规施化肥+秸秆离田(NS0)、常规施化肥+秸秆还田(NS)和施化肥+秸秆还田+鸡粪替代20%氮肥(NSM),研究了不同施肥模式在不同质地潮土中对土壤质量和小麦产量的影响。结果表明,在砂土、壤土和黏土中,与N0S0处理相比,NS处理的籽粒产量分别增加611.56%、440.00%和403.55%,NSM处理的籽粒产量分别增加676.56%、546.67%和492.86%。在砂土、壤土和黏土中,与N0S0处理相比,N0S和NS0处理的土壤质量指数(SQI)显著提升,NS处理则进一步提升。NSM处理在砂土中SQI优于NS处理,但在壤土和黏土中与NS处理无显著差异。随机森林分析表明,砂土中,pH、碱解氮(AHN)、可溶性有机氮(DON)、有效磷(AP)、有机碳(SOC)和速效钾(AK)是影响籽粒产量的关键土壤性质;壤土中,AP、pH、AK、AHN、微生物生物量碳(MBC)和SOC是影响籽粒产量的关键土壤性质;黏土中,AP、DON、AHN和pH是影响籽粒产量的关键土壤性质。偏最小二乘路径模型表明,在砂土、壤土和黏土中,影响小麦产量的关键土壤性质均受施肥模式显著调控,且均对SQI具有显著影响,而SQI均对小麦籽粒产量具有直接显著影响,影响小麦产量的关键土壤性质可以作为监测土壤质量和小麦产量变化的指标以指导优化施肥。此外,在壤土中,SQI还通过影响小麦产量构成因素而间接影响籽粒产量。因此,秸秆与化肥和鸡粪配施改善了土壤质量,并在不同质地潮土中通过不同作用方式直接或间接影响了小麦产量。

基于最小数据集的黔西南州烟田土壤质量评价

为明确贵州省黔西南州烤烟种植区土壤质量特征,选取51个代表性土壤样点,研究其表层(0~10 cm)和亚表层(10~20 cm)土壤的理化特征及生物学性状,同时基于主成分分析(PCA)建立最小数据集(MDS),评估不同烟草连作年限(Y1:0~10 a;Y2:10~20 a;Y3:20 a以上)对植烟土壤质量指数(SQI)的影响。主成分分析结果表明,MDS由土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾含量及脲酶活性6项指标构成。全数据集(TDS)的土壤质量指数(TDS-SQI,均值0.589)与MDS-SQI(均值0.581)呈显著正相关关系(R^(2)=0.993,P<0.01),表明MDS和TDS均可用于解释土壤质量特征。此外,MDS-SQI与烤烟株高、叶长均呈极显著正相关关系,说明土壤MDS-SQI越大的点位附近烤烟生长状况越好,再次表明MDS相关指标具有较好的代表性。不同土层(0~10、10~20 cm)间SQI差异不显著;Y3(20 a以上)的烟田土壤SQI低于Y2(10~20 a)和Y1(0~10 a),Y1与Y3土壤SQI值差异达显著水平(P<0.05)。综上,土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾含量及脲酶活性6项指标可有效评估黔西南州烟田土壤质量;烟草长期连作会造成土壤质量下降。

基于修订的最小数据集的土壤质量评价—以安徽合肥巢湖湖滨国家湿地公园为例

运用主成分分析法建立修订的最小数据集(revised minimum data set,R-MDS),计算土壤质量指数(soil quality index,SQI),对安徽合肥巢湖湖滨国家湿地公园土壤质量开展评价。结果表明,建立的最小数据集包括土壤有机质、全氮、速效钾、酸性磷酸酶、脱氢酶、过氧化氢酶和含水率。基于修订的最小数据集的巢湖湖滨湿地土壤质量指数(soil quality index-revised minimum,SQI-RM)与基于全体数据集(total data set,TDS)的土壤质量指数(soil quality index-total,SQI-T)呈显著正相关,R^(2)达到0.86(P<0.05),Nash有效系数为0.65,偏差系数为0.02,表明修订的最小数据集能够提取大部分数据信息,可以有效替代全体数据集开展湖滨湿地土壤质量评价。基于修订的最小数据集的安徽合肥巢湖湖滨湿地公园土壤质量指数范围为0.25~0.61(均值0.44),表明湖滨湿地土壤质量整体水平一般。土壤全氮、有机质含量低是巢湖湖滨湿地土壤的显著特征,是土壤质量的限制因子。本研究结果为安徽合肥巢湖湖滨湿地公园管理提供了重要参考依据。

结合最小数据集和改进灰色-TOPSIS的全国耕地土壤质量评价及影响因素研究

探究耕地土壤质量的空间分布及影响因素,为指导农户行为及促进农业生态可持续发展提供理论依据,基于中国土壤数据集(HWSD V2.1),利用主成分分析构建耕地土壤质量评价的最小数据集,结合灰色-TOPSIS多目标评价模型,对全国(港澳台除外)耕地土壤质量进行评价,运用地理探测器探索外部因子(年平均降水、年平均温度、人口密度和GDP)对耕地土壤质量的影响程度。结果表明:(1)最小数据集能有效减少指标体系之间的相关性,改进灰色-TOPSIS方法一定程度上提高耕地土壤质量评估的准确性;(2)根据耕地土壤质量评价结果,将耕地质量分为5个等级,从全国范围来看,长江中下游区、华南区耕地土壤质量较好,而黄土高原区、青藏高原区、内蒙古高原区耕地土壤质量则较差;(3)从地理探测器结果来看,年平均温度与年平均降水量共同对耕地土壤质量的解释程度大的省份共有20个,远远大于其他两两因子共同对耕地土壤的解释程度,2个因素交互作用效果大于单因子对耕地土壤质量的影响。综上,年平均降水量和年平均温度是影响耕地土壤综合质量的主要因素。

利用主成分分析对不同覆盖时间毛竹林土壤质量进行评价——以浙江长兴毛竹林为例

为探究不同覆盖时间对毛竹(Phyllostachys edulis)林土壤理化性质的影响,选择不同覆盖时间(覆盖1 a、连续覆盖2、3 a)的毛竹林,测定并分析了不同土层深度(d)(0<d≤20 cm、20 cm<d≤40 cm)土壤理化性质的差异,将16个理化指标运用主成分分析法进行分析,用以综合评价毛竹林土壤质量。研究结果表明:毛竹林覆盖经营显著提高了表层(0<d≤20 cm)土壤含水量、最大持水量、毛管持水量、田间持水量、毛管孔隙度和总孔隙度,降低了土壤密度,土壤结构得到改善,但均随覆盖时间的增加呈降低趋势;连续覆盖2 a后,毛竹林土壤有机碳和速效养分(碱解氮、有效磷、速效钾)质量分数最高,全氮和全磷质量分数持续增加。对于较深层(20 cm<d≤40 cm)土壤,覆盖导致土壤密度增加,土壤含水量和田间持水量呈下降趋势;在连续覆盖3 a后才对其田间持水量、pH、全氮和碱解氮质量分数、全钾质量分数产生显著影响,其中全氮质量分数显著增加,田间持水量、pH、碱解氮和全钾质量分数显著降低。运用主成分分析法,得到不同覆盖时间毛竹林的土壤质量综合排序,0<d≤20 cm土层土壤质量从高到低依次为:连续覆盖2 a、覆盖1 a、连续覆盖3 a、未覆盖;20 cm<d≤40 cm土层土壤质量从高到低依次为:覆盖1 a、未覆盖、连续覆盖3 a、连续覆盖2 a。短期的覆盖经营(1~2 a)对于提升土壤质量具有促进作用,但是长期连续覆盖(≥3 a),土壤酸化程度加剧且质量显著降低。