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土壤质量评价工具及其应用研究进展

土壤通报 2013年第2期44卷 496-504页

作者：房全孝青岛农业大学山东青岛266109 土壤与农业可持续发展国家重点实验室中科院南京土壤研究所南京210008

土壤质量评价是土壤学研究的重要内容,本文综述了国外主要土壤质量评价工具的基本结构、优缺点以及应用现状,旨在为我国农业土壤质量评价提供支持。结果表明土壤质量评价工具从简单的土壤质量卡到与生态模型结合的复杂评价工具在适应性... 详细信息

土壤质量评价是土壤学研究的重要内容,本文综述了国外主要土壤质量评价工具的基本结构、优缺点以及应用现状,旨在为我国农业土壤质量评价提供支持。结果表明土壤质量评价工具从简单的土壤质量卡到与生态模型结合的复杂评价工具在适应性、敏感性以及准确性上都存在明显的差异,土壤评价目的不同应选择合理的评价工具,其中土壤质量卡和土壤质量检测盒在生产中应用较广泛,而土壤状况指数和土壤管理评价工具在研究中应用较多。土壤质量评价工具应用研究中评价指标的筛选与量化是重点和难点,其中土壤物理和化学指标应用较多,而对管理措施反应敏感的土壤生物学指标(如土壤微生物和酶活性)的量化研究较少。针对土壤质量评价(工具)的复杂性(适应性),通过结合土壤功能传输方程和农业系统模型扩展土壤质量最小数据集是改善土壤质量评价的重要途径。

关键词：农业土壤质量评价工具评价指标土壤质量评价

基于土壤重金属污染风险管控的土壤质量评价：以某县级市为例

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地学前缘 2019年第6期26卷 207-215页

作者：李玉峰赵中秋祝培甜陈勇李茜原野李雪珍中国地质大学(北京)土地科学技术学院北京100083 自然资源部信息中心北京100812 自然资源部土地整治重点实验室北京100035

近年来农用地土壤质量受重金属污染影响进而导致农产品受到威胁的问题愈发严重,然而关于土壤质量评价的研究很少考虑土壤污染状况,忽略了土壤污染风险对土壤质量的影响。本文以某典型制造业县级市为例,在以土壤理化性质为主要指标的土... 详细信息

近年来农用地土壤质量受重金属污染影响进而导致农产品受到威胁的问题愈发严重,然而关于土壤质量评价的研究很少考虑土壤污染状况,忽略了土壤污染风险对土壤质量的影响。本文以某典型制造业县级市为例,在以土壤理化性质为主要指标的土壤肥力状况评价基础上,对研究区土壤重金属进行污染风险管控类型划分。通过建立分段函数将土壤污染风险管控类型划分结果引入土壤质量评价体系,对农用地土壤质量进行评价。结果表明:研究区土壤理化指标的变异系数从大到小为速效磷(AP)含量>土壤电导率(SEC)>全磷(TP)含量>土壤有机碳(SOC)含量>阳离子交换量(CEC)>全氮(TN)含量>pH。土壤肥力状况随地势降低和河流增加呈现升高的趋势,高肥力区主要分布在平原区西北部和平原区东北部,低肥力区主要分布在东南部丘陵山区和西部低洼区,肥力过渡区环绕低肥力区分布。农用地土壤污染风险管控类型的划分结果表明,Cd、Hg、As、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn 8种重金属中至少有88.89%的Cd样点和98.61%的Cr样点属于优先保护类,11.11%的Cd样点、1.39%的Cr样点属于安全利用类,该区重金属污染以Cd为主。土壤质量评价结果表明,土壤质量总体分布与土壤肥力状况分布规律类似,但由于受土壤污染风险的影响,研究区西南部低质量土壤范围向东扩张,东南部低质量土壤分布范围更小,更密集化。上述研究结果说明,引入土壤污染风险管控类型划分结果一般会对土壤肥力状况作减幅修正,并在一定程度上改变原土壤肥力状况的空间分布格局。

关键词：土壤肥力土壤污染风险管控类型划分土壤质量评价

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泰安市平原土地整理项目区土壤质量评价

农业工程学报 2008年第7期24卷 106-109页

作者：张雯雯李新举陈丽丽冯书林山东农业大学资源与环境学院泰安271018 国家土地督察济南局济南250014

土壤质量是当前研究的热点问题,是关系土地整理成败的关键。该文以泰安市平原土地整理项目区土壤质量为研究对象,对土壤质量进行了定量化评价。在利用GPS进行野外采样的基础上,确定了以整理后1a、2a和4a地块为采样点。通过室内化学分析... 详细信息

土壤质量是当前研究的热点问题,是关系土地整理成败的关键。该文以泰安市平原土地整理项目区土壤质量为研究对象,对土壤质量进行了定量化评价。在利用GPS进行野外采样的基础上,确定了以整理后1a、2a和4a地块为采样点。通过室内化学分析,得到了各采样点的属性数据。在具体的土壤质量评价时,根据研究区特点,选用速效养分、有机质、pH值、容重和电导率作为基本的评价因子,并在ArcGIS下对采样点属性进行kriging插值形成综合指标值分布图和土壤质量等级分布图。结果表明:整理后4a的地块养分分布最不均一,土壤质量较整理后1a和2a的地块有了明显的提高,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ等级占了整个地块面积的56.77%。

关键词：评价指标土壤质量评价土地整理平原区

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铁尾矿废弃地不同复垦年限土壤质量评价

北京林业大学学报 2020年第1期42卷 104-113页

作者：王安宁刘歌畅徐学华李晓刚李玉灵河北省林木种质资源与森林保护重点实验室河北农业大学林学院河北保定071000

【目的】研究不同复垦年限对铁尾矿废弃地土壤质量的影响,为揭示铁尾矿废弃地复垦土壤演替规律、生态治理提供依据。【方法】本文以唐山迁安马兰庄镇不同复垦年限(1、3、5、7和15年)铁尾矿废弃地为研究对象,以裸尾矿为对照,综合考虑0~20... 详细信息

【目的】研究不同复垦年限对铁尾矿废弃地土壤质量的影响,为揭示铁尾矿废弃地复垦土壤演替规律、生态治理提供依据。【方法】本文以唐山迁安马兰庄镇不同复垦年限(1、3、5、7和15年)铁尾矿废弃地为研究对象,以裸尾矿为对照,综合考虑0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm土层土壤理化性质和生物学性状,通过灰色关联度模型和相关关系分析法构建土壤质量评价最小数据集,并以隶属度函数计算指标隶属度,以主成分分析法确定指标权重,最后运用加权求和模型对铁尾矿区复垦土壤质量进行评价。【结果】土壤质量评价适用的最小数据集(MDS)包括5项指标:真菌、磷酸酶、脲酶、非毛管孔隙度和全氮,磷酸酶和脲酶因子荷载量和灰色关联度均较大,是评价该区复垦土壤质量的关键性指标。基于最小数据集的土壤质量指数(MDS-SQI)与基于全体数据集的土壤质量指数(TDS-SQI)有极显著相关关系(R2=0.911),加权求和模型计算结果显示不同复垦年限土壤质量指数(SQI)大小顺序为复垦15年> 7年> 5年> 3年> 1年>裸尾矿。复垦1~15年间土壤质量综合值呈回归式抛物线增加,复垦1~7年内土壤质量提高缓慢,恢复7年后土壤质量迅速恢复,至第15年达到最大值。不同复垦年限土壤质量垂直剖面变异趋势基本表现为随土深的增加逐渐下降。【结论】土地复垦可改善铁尾矿废弃地土壤质量。该结论为揭示铁尾矿废弃地复垦土壤演替规律、生态治理提供依据。

关键词：铁尾矿复垦最小数据集土壤质量评价

基于主成分分析的不同种植年限甘草地土壤质量评价

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草业学报 2020年第6期29卷 162-171页

作者：刘江吕涛张立欣叶丽娜刘向阳代香荣王伟伟丁茹亿利资源集团有限公司内蒙古鄂尔多斯017400 内蒙古库布其沙漠技术研究院内蒙古鄂尔多斯017400

为阐明甘草种植及其年限的增加对沙地土壤的改良效应,本研究采用主成分分析法,以空间代替时间,对流动沙地(对照)、1、2、3和4年生甘草地土壤进行了质量评价。结果表明:1)种植甘草后,土壤平均入渗率、总孔隙度、速效氮、速效磷、有机质... 详细信息

为阐明甘草种植及其年限的增加对沙地土壤的改良效应,本研究采用主成分分析法,以空间代替时间,对流动沙地(对照)、1、2、3和4年生甘草地土壤进行了质量评价。结果表明:1)种植甘草后,土壤平均入渗率、总孔隙度、速效氮、速效磷、有机质、脲酶、磷酸酶、多酚氧化酶、脱氢酶和细菌比例均显著增加,土壤容重、真菌数量及其比例显著降低,其他指标无明显变化;2)随着甘草种植年限增加,土壤含水量、pH、速效氮、有机质、脲酶、磷酸酶、蔗糖酶、脱氢酶、细菌数量、放线菌数量及其比例总体呈显著增加趋势,速效钾和细菌比例显著降低,速效磷先增加后降低,平均入渗率、田间持水量、容重、总孔隙度、真菌比例均无显著变化。甘草地土壤放线菌数量所占比例最大,细菌次之,真菌最低;3)细菌与放线菌极显著正相关,两者与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶显著正相关;真菌与细菌、放线菌及5种酶间均负相关,且相关性普遍不显著;除多酚氧化酶外,其他酶之间显著正相关;4)3和4年生甘草地土壤质量较为接近,甘草地土壤质量随着种植年限的增加总体呈增加趋势。基于主成分分析的综合评价结果表明,相较于流动沙地,3和4年生甘草地土壤质量已得到明显改善。

关键词：甘草土壤质量评价种植年限主成分分析

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青海省海北州典型高寒草甸土壤质量评价

应用生态学报 2011年第6期22卷 1416-1422页

作者：王启兰王溪曹广民王长庭龙瑞军中国科学院西北高原生物研究所西宁810008 兰州大学青藏高原生态系统管理国际中心兰州730020

以青海省海北州的典型高寒草甸（金露梅灌丛草甸、矮嵩草草甸、高山嵩草草甸）为研究对象,以7种土壤微生物活性指标和10种土壤理化性质指标组成的土壤生物肥力性质为评价指标,对不同利用方式下草甸的土壤质量进行主成分分析（PCA）.结... 详细信息

以青海省海北州的典型高寒草甸（金露梅灌丛草甸、矮嵩草草甸、高山嵩草草甸）为研究对象,以7种土壤微生物活性指标和10种土壤理化性质指标组成的土壤生物肥力性质为评价指标,对不同利用方式下草甸的土壤质量进行主成分分析（PCA）.结果表明：高寒草甸土壤综合质量可用3个主成分（PC）来表征,其中PC1上有13个指标的载荷较高,PC2上有3个指标的载荷较高,PC3上只有全磷的载荷较高.结合Norm值的方法,筛选出微生物生物量碳、脲酶、碱性磷酸酶、蛋白酶、有机碳、全氮、有效氮、有效磷、有效钾、容重和阳离子交换量（CEC）等11项指标,建立了海北高寒草甸土壤综合质量评价的最小数据集（MDS）.通过主成分和对应的权重系数分析,对3种草甸的土壤综合质量进行排序,0~10 cm层为矮嵩草草甸〉金露梅灌丛〉高山嵩草草甸;10~20 cm层为金露梅灌丛〉高山嵩草草甸〉矮嵩草草甸.

关键词：高寒草甸土壤质量评价主成分分析

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带状采伐毛竹林土壤质量评价

生态学杂志 2019年第10期38卷 3015-3023页

作者：曾宪礼苏文会范少辉景雄储昊煜国际竹藤中心国家林业局竹藤科学与技术重点实验室安徽太平竹林生态定位观测研究站

森林土壤质量对维持森林长期生产力具有重要作用。本研究以带状采伐毛竹纯林(3、6、9和12 m采伐带,代码分别为D1、D2、D3、D4)为对象,以传统择伐毛竹林为对照(CK),选取7种土壤物理指标、12种土壤化学指标和5种土壤酶活指标作为土壤质量... 详细信息

森林土壤质量对维持森林长期生产力具有重要作用。本研究以带状采伐毛竹纯林(3、6、9和12 m采伐带,代码分别为D1、D2、D3、D4)为对象,以传统择伐毛竹林为对照(CK),选取7种土壤物理指标、12种土壤化学指标和5种土壤酶活指标作为土壤质量评价因子,比较不同处理土壤因子间的差异,并利用主成分分析方法构建土壤质量评价最小数据集。结果表明:带状采伐处理0~10 cm土层土壤容重显著低于对照,10~20 cm土层最小持水量、毛管持水量和毛管孔隙度显著高于CK;带状采伐处理0~40 cm土层土壤有机质、氮和磷含量等均高于CK;土壤蛋白酶活性以D3和D4较高,土壤蔗糖酶活性D2最高;通过主成分分析与矢量常模Norm值结合,筛选出土壤有机质含量、容重、酸性磷酸酶活性、C∶N、C∶P和非毛管孔隙度等6个土壤指标,构建最小数据集;不同强度带状采伐毛竹林土壤质量综合评价指数排序结果为D4>D2>D3>D1>CK。带状采伐短期内促进了毛竹林土壤养分的提高,且较大采伐带宽度促进作用更大,但带状采伐对毛竹林土壤的影响是一个长期过程,需要长期对土壤指标进行监测和评价,从而为合理选择毛竹林带状采伐方式提供理论基础。

关键词：带状采伐土壤质量评价最小数据集主成分分析毛竹

基于主成分分析的大渡河中游干暖河谷草地土壤质量评价

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生态学报 2021年第10期41卷 3891-3900页

作者：李霞朱万泽舒树淼盛哲良王文武中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049

草地在大渡河干暖河谷植被恢复及植物群落演替中具有重要作用,而植被恢复的关键在于土壤质量。将大渡河干暖河谷泸定至汉源段,依据坡向划分为8个方位(北、东北、东、东南、南、西南、西、西北),分析了不同坡向和植被盖度草地的土壤理化... 详细信息

草地在大渡河干暖河谷植被恢复及植物群落演替中具有重要作用,而植被恢复的关键在于土壤质量。将大渡河干暖河谷泸定至汉源段,依据坡向划分为8个方位(北、东北、东、东南、南、西南、西、西北),分析了不同坡向和植被盖度草地的土壤理化性质,采用主成分分析法(Principal component analysis,PCA)对河谷区草地土壤质量进行了评价。结果表明:(1)影响河谷草地土壤质量的最小数据集(Minimum data set,MDS)指标包括非毛管孔隙度、土壤容重、有机质和碳氮比;(2)河谷从东北坡过渡到西南坡土壤质量逐渐降低,与南坡热而干旱的微气候使土壤矿化作用剧烈,而北坡适宜的光热和水热条件更有利于土壤中钾和磷的释放有关;(3)植被盖度与土壤质量呈正相关关系,随着草地植被盖度减少土壤质量逐渐降低。高植被盖度(>70%)土壤质量主要受非毛管空隙度影响,而低高盖度草地(土壤容重影响;(4)河谷区草地土壤质量指数中间值分布较多,土壤肥力属于2—4级中等水平。大渡河干暖河谷区草地土壤质量较好,潜在肥力水平较高,有利于植物生长和植物群落正向演替,是植被人工恢复的重点区域。

关键词：大渡河干暖河谷草地土壤质量评价主成分分析法

中亚热带红壤地区稻-稻-草轮作系统稻田土壤质量评价

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生态学报 2005年第12期25卷 3271-3281页

作者：王华黄宇阳柏苏黄璜张芬湖南农业大学生态研究所长沙410128 中南林学院长沙410004 湖南农业大学教务处长沙410128

在中亚热带红壤地区,利用定位研究方法,比较了5种不同的轮作模式,即早稻-晚稻-黑麦草、早稻-晚稻-黑麦草→早稻-晚稻-冬闲、早稻-晚稻-3/4黑麦草‖1/4紫云英、早稻-晚稻-紫云英、早稻-晚稻-冬闲,对稻田土壤质量的影响。研究结果表明,与... 详细信息

在中亚热带红壤地区,利用定位研究方法,比较了5种不同的轮作模式,即早稻-晚稻-黑麦草、早稻-晚稻-黑麦草→早稻-晚稻-冬闲、早稻-晚稻-3/4黑麦草‖1/4紫云英、早稻-晚稻-紫云英、早稻-晚稻-冬闲,对稻田土壤质量的影响。研究结果表明,与常规稻作系统相比较,在稻-草轮作模式下,稻田土壤养分含量增加,物理性状改善,土壤生物活性提高,土壤动物数量增加。在对土壤功能评价的基础上利用土壤质量评价体系定量地评价了5种轮作模式的土壤质量状况。“水分贮存功能”(AW E)、“土壤结构退化抑制功能”(RSSD)、“稻田作物品质和产量维持功能”(SCOP)其评价值以及最终的土壤质量指数(SQ I)都是稻-稻-3/4黑麦草‖1/4紫云英、稻-稻-黑麦草、稻-稻-紫云英3种轮作模式大于常规稻作模式,其中以稻-稻-3/4黑麦草‖1/4紫云英表现最优;“促使水分运移、提高水分有效性功能”(FWM A)功能在5种轮作模式中其评价值相等。结果还表明,土壤质量指数(SQ I)、土壤退化指数(SD I)和生物肥力指数(B IF)之间具有良好的线性关系,说明此3种评价方法都能有效地评价研究试区稻田土壤质量。土壤退化指数(SD I)表明,稻-草轮作模式稻田土壤质量都有不同程度的提高,而常规稻作系统稻田土壤质量有轻微下降。稻田土壤蚯蚓丰富度与土壤质量指数(SQ I)、土壤退化指数(SD I)和生物肥力指数(B IF)都成显著的正相关,蚯蚓的丰富度可指示本研究试区稻田土壤质量。

关键词：稻-草轮作黑麦草土壤质量评价土壤功能红壤地区