基于分形插值模型的贵州农产品区土壤养分综合评价研究

以贵州省农产品区为研究对象,选取5个养分指标,利用分形维数权重的方法构建土壤养分分形插值模型,结合GIS技术对贵州省农产品区的土壤养分现状进行综合评价,并引入多种评价模型与分形插值模型评价结果进行验证分析.结果表明:(1)贵州省农产品区中速效钾含量丰富,中位数为162.00 mg·kg~(-1),全氮、有机质、有效磷含量为中等水平,中位数为1.35 g·kg~(-1)、20.30 g·kg~(-1)、10.30 mg·kg~(-1),土壤为微酸性土壤.(2)分形插值是解决复杂的非线性关系问题的模型方法,将其运用于土壤养分综合评价中既考虑了指标间的非线性关系又考虑了指标间的权重关系,通过与投影寻踪模型、熵权TOPSIS模型和数值化模型对比验证与分析,分形插值模型与其他三种模型方法的评价结果有较好的一致性,评价结果更加客观、合理,为土壤养分综合评价提供了一种较好的新方法.(3)土壤养分分形插值综合评价分布图显示,贵州农产品区北部地区较南部地区土壤养分较好,由中部向四周呈放射状递减的趋势,土壤养分各等级水平均有体现,其中等和缺乏水平分布面积占研究总面积的38.17%和36.99%,说明整个研究区土壤养分水平综合状况主要以中等和缺乏水平为主.     

天津市蓟州区土壤硒的有效性及影响因素

以天津市蓟州富硒区土壤为研究对象,对土壤中硒含量、有效硒含量及硒的形态特征进行分析,并对土壤有效硒的影响因素进行研究.结果表明,蓟州富硒区土壤总硒的含量范围0.14—0.65 mg·kg~(-1),均值为0.37 mg·kg~(-1),高于蓟州区环境背景值0.23 mg·kg~(-1)和全国土壤硒元素的平均值0.29 mg·kg~(-1).土壤有效硒的均值为0.021 mg·kg~(-1),有效度为5.63%.研究区土壤硒元素以强有机结合态和残渣态为主,两种形态的平均含量分别为0.14 mg·kg~(-1)和0.11 mg·kg~(-1),占总硒的比例分别为44%和35%,水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态的硒含量较少,仅占总硒含量的4.6%,1.7%和0.9%.土壤中有效硒的含量近似等于水溶态、离子交换态和碳酸盐结合态硒的含量之和,且两者的差异性检验结果显示并无显著性差异.土壤中有效硒与硒全量、pH和有机质均呈显著的正相关关系,偏分析结果表明有效硒主要受土壤硒含量和pH的影响.     

土壤硒含量显著影响黑小麦与普通小麦的硒吸收

为了解黑小麦(Triticum aestivum L.)与普通小麦养分含量和硒吸收差异特征,通过成熟期田间取样,研究了富硒土壤(马三村,土壤硒质量分数平均值0.874 mg·kg~(-1))和缺硒土壤(韩村,土壤硒质量分数平均值0.205 mg·kg~(-1))对小麦不同器官组织养分及硒含量的影响特征。结果表明,富硒土壤上种植的小麦籽粒样品平均硒质量分数为0.205mg·kg~(-1),变幅为0.138～0.241mg·kg~(-1),95%小麦籽粒达到富硒标准,其中黑小麦籽粒硒质量分数平均为0.239 mg·kg~(-1),全部达到富硒标准。缺硒土壤上种植的小麦籽粒平均硒质量分数为0.040 mg·kg~(-1),变幅为0.030～0.057 mg·kg~(-1),均未达到富硒标准。小麦籽粒富硒程度与土壤硒含量的相关系数为0.954,当土壤硒质量分数达到0.810 mg·kg~(-1)时,小麦籽粒才能达到富硒标准。在硒水平相当的土壤上,黑小麦比普通小麦对硒的积累量大,富硒程度较高。马三村和韩村黑小麦籽粒硒含量平均分别比普通小麦高38.9%和34.2%。此外,黑小麦籽粒中氮和磷元素含量较普通小麦高,但富硒和缺硒土壤对相同品种籽粒N、P、K含量影响不大。因此,黑小麦富含丰富的营养物质,可作为富硒食品源。该研究可为富硒小麦品种与土壤硒含量间的相关关系研究提供理论依据。     

富硒农业生产基地土壤硒资源空间分布特征及评价

以山东省淄博市博山区作为富硒产业基地的代表,在该区域网格化均匀布点采集表土样品,测定总硒含量,利用GIS技术分析土壤硒的空间分布特征并对其含量水平进行评价,提出富硒产业发展建议,以期为富硒农业发展提供支持.结果表明,博山区土壤全硒含量的范围为0.105—1.460 mg·kg~(-1),几何均值为0.305 mg·kg~(-1),与全国土壤硒元素平均水平(0.29 mg·kg~(-1))相当.土壤硒元素与地质构造密切相关,与土壤总有机碳、总氮呈极显著相关关系,且表土全硒浓度基本呈现出随海拔升高而降低的趋势.缺硒土壤(含缺硒7%和少硒13%)所占比例为20%,足硒土壤约占55%,富硒土壤所占比例为25%,博山南部农业规划区土壤主要是缺硒和足硒土壤,需添加外源硒肥才能实现发展富硒产业的目标.     

典型富硒农业基地土壤硒的生物有效性与剖面分布分析

以山东省淄博市博山区富硒农业用地作为研究区域,从典型农业用地中采取土壤剖面样品,测定土壤总硒、有效硒、土壤理化性质、土壤中重金属等指标,对土壤中总硒和有效硒的土壤剖面分布并结合空间差异和水系进行分析.结果表明,博山区表层土壤(0—10 cm)总硒范围为0.080—1.290 mg·kg~(-1),均值为0.360 mg·kg~(-1),略高于全国土壤硒元素的平均值(0.290 mg·kg~(-1)).土壤有效硒均值为0.033 mg·kg~(-1),占总硒比例为10.16%.土壤中全硒含量在剖面上的分布呈现出上高下低的规律,土壤中有效硒在土壤剖面表现出上高下低、上低下高、上下相近等3种趋势.土壤母质中硒含量的高低是影响区域富硒水平的一个重要因素.研究区内硒元素和重金属镉呈极显著相关,土壤硒可能与土壤中重金属存在伴生作用.目前关于有效硒含量分级标准仍需要探讨,发展富硒农业需要构建有效硒评价体系,全面综合考虑土壤中全硒和有效硒.     

四川省屏山县土壤硒地球化学特征及影响因素

通过对屏山县土壤、岩石和水稻样品的系统采集,测定了它们的硒含量,研究该地区硒的地球化学特征,探讨土壤富硒来源和影响因素,查明当地富硒水稻的开发利用前景.结果表明,表层土壤总硒量范围为0.046—1.270 mg·kg~(-1),平均含量为0.240 mg·kg~(-1).研究区为富硒和足硒土壤分别占总面积的15.95%和52.96%,主要分布在三叠系和侏罗系地层.垂向剖面上,土壤硒表层富集.成土母质、土壤p H值、有机质和Fe、Mn的含量对Se的地球化学行为有重要影响.超过51%的水稻硒含量已达到现有的富硒农产品含量标准要求,具有广阔的开发富硒农产品前景.     

贵阳中心区土壤重金属污染及其环境影响

利用1∶25万贵州省多目标区域地球化学调查(贵阳中心区)成果,采用单因子和尼梅罗综合指数法对贵阳中心区表层土壤(0—20 cm)重金属污染及其环境影响进行评价和研究.结果表明,重金属污染程度依次为CdAsHgZnNiCuCrPb.As、Cd、Hg、Zn等元素出现污染,其中Cd最重,污染区占总面积的6.15%,且72%的土壤为警戒区,其次是As,污染区占5.31%,Hg、Zn主要为轻微点状污染,Cr、Cu、Ni、Pb等元素土壤环境质量以清洁和安全区为主,未对土壤造成污染.尼梅罗综合污染指数为0.58—26.72,平均值2.27,表明研究区土壤整体污染已达警戒级别,且区域内污染程度变化范围较大;贵阳中心区表层土壤重金属污染比较严重,清洁区仅占总面积的3.5%,安全区占48.6%,警戒区占32.9%,污染区占15%,近50%土壤不适宜种植农作物.生态环境影响调查结果表明,土壤重金属元素异常区农作物已遭到一定程度的重金属污染,地下水也存在Pb2+超标现象.     

富硒土壤-蔬菜中硒、镉含量和镉形态的分布及其相关性

本文以海口富硒土壤及其主栽的芥菜、卷心菜为对象,同时与非富硒区对照,对富硒土壤-蔬菜系统中硒镉含量和镉形态及其相关性研究表明:系统中硒镉两种元素以不同的表现形式体现一定的相互影响效应.     

基于最小数据集的周至县猕猴桃园地土壤质量评价

周至县是陕西省猕猴桃种植的重要基地,也是我国猕猴桃之乡,其土壤质量的好坏严重制约着猕猴桃的质量与产量。在综合分析周至县猕猴桃产业带土壤理化性质基础上选取18个指标,建立最小数据集,对猕猴桃园地土壤质量进行评价,并分析不同种植年限园地土壤质量。结果表明,研究区土壤质量评价的最小数据集为总孔隙度、全磷、速效氮、Mg2+、全钾、有机质、含水量、速效磷和物理性黏粒9个指标。随着猕猴桃园地种植年限的增加,土壤质量呈先增长后稳定再增长的趋势。有机质、全氮、全钾、速效氮和速效磷等是制约研究区土壤质量的指标,在土壤质量评价中总权重占比达53%,而研究区土壤养分含量总体偏低;同时随种植年限的增加,土壤孔隙度和通气度逐渐降低,易形成土壤板结。因此提高猕猴桃产量与质量需要提高土壤养分质量,改变施肥结构,改善土壤结构。     

湖南省龙山县耕地土壤硒含量特征及其影响因素

硒是人体及动物必需的微量营养元素之一.在龙山县耕地区系统地采集了326件表层土壤样品进行分析测试,研究了区域内土壤硒含量空间分布特征、空间变异特性、垂向分布特点及其影响因素,分析了土壤有效态硒的影响因素.结果表明,研究区土壤硒平均含量为0.33 mg·kg^-1,土壤有机质平均含量为20.7 g·kg^-1,土壤呈酸性.土壤硒含量呈中等空间变异,垂向分布呈表层富集的规律.研究区内硒含量主要受成土母质与土地利用的双重影响,有机质含量与硒含量呈显著正相关关系(P<0.01).土壤硒形态以腐殖酸结合态与强有机结合态为主,有效硒组分占比较低,土壤硒的生物有效性受硒全量和酸碱度影响较大,可以通过人为方式适当调整土壤酸碱度,提高硒生物有效性,有效提升土地利用价值.     

基于熵权物元模型的土壤养分评价:以新疆干旱区艾比湖流域人工绿洲为例

调查新疆艾比湖流域人工绿洲并按不同土地利用类型分层采集土样,以土壤有机质(OM)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、速效氮(AN)和速效磷(AP)、速效钾(AK)含量这7项土壤肥力因素为土壤养分评价指标,建立熵权物元(EWME)模型评价人工绿洲15个不同样地59个土样的土壤养分等级。结果表明,人工绿洲土壤养分总体处于极贫乏等级,TK和AK为土壤肥力优势因子,OM、TN、TP、AN和AP为限制因子,农业施肥应具有针对性;不同土地利用类型土壤养分状况不同,耕地养分含量最高,林地次之,这与人工干扰程度有较大关联性;整体而言,不同土层的养分水平变化不明显。在自然状况下,深层土养分含量高于表层土。在人为种植利用状况下,表层土养分含量高于深层土。评价结果符合当地的生产实际状况,EWME模型在人工绿洲土壤养分评价中具有较好的适用性。     

皖南茶区土壤硒含量及其与茶叶中硒的关系

采集皖南泾县茶区7个主要茶园和安徽茶树良种场土壤和茶叶样品,分析土壤-茶叶间硒分配与分布的特点以及茶叶中硒含量与土壤和茶树品种的关系。结果表明,皖南泾县茶区土壤硒平均含量为( 0. 413±0. 146 )mg·kg-1,高于我国土壤表层硒平均含量背景值,在我国自然茶园中属正常偏高水平。硒在土壤剖面的分布受生物富集性、土壤pH值、土壤有机质含量等因素的影响。春茶含硒量高于秋茶,春茶含硒量为0. 096 ~0. 216mg·kg-1,多数属中等含硒水平。茶叶含硒量是土壤含硒量、茶叶采摘季节、茶树品种等因素共同影响的结果。因此通过选育硒富集力强的良种茶树、合理配施硒肥、调节土壤pH值及养分状况以及适时采摘茶叶等措施,可以实现富硒绿茶生产。     

基于改进遥感生态指数的宁夏生态环境质量时空变化

在遥感生态指数(Remote Sensing Ecological Index,RSEI)的基础上引入PM₁₀作为大气环境质量指标,提出了改进的遥感生态指数(Improved remote sensing ecological index,IRSEI),并基于IRSEI分析了宁夏2000-2020年的生态环境质量时空分布格局与演变,以及宁夏生态环境质量的变化趋势,此外还深入讨论了不同的指标归一化方式对IRSEI结果的影响。结果表明,1)2000-2020年,宁夏生态环境质量呈现“先上升,后下降,又上升”的趋势,21年间IRSEI从0.329上升至0.426,总体上升了约29.48%;空间分布上,生态环境质量等级为“优”和“良”的地区主要分布在宁夏北部、南部以及黄河流域沿岸,生态环境质量等级为“差”和“较差”的区域主要分布在宁夏中部。2)宁夏生态环境质量改善面积远大于退化面积,21年间改善面积占比达到54.42%,且极强改善区域集中在宁夏南部,中部以较强改善为主,退化面积占比为14.98%,主要分布在北部城市区域。3)趋势分析结果表明,宁夏生态环境质量呈改善趋势的区...     

广东省热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险评价(Ⅱ)

自然灾害生态风险评价对环境保护和防灾减灾有重要意义。选取广东省区域内热带气旋、雨涝灾害和地质灾害为风险源,以植被覆盖度、干燥度、人口密度、单位面积GDP和重要生态功能区为指标构建生态环境脆弱性评价体系,以生态系统服务功能表征风险受体并计算其生态资产,对广东省热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险进行评价,在此基础上进行风险类型组合分析,制订区域风险防范措施。结果表明,广东省生态环境高脆弱区主要分布在珠江三角洲地区,低脆弱区集中分布在粤东北山区。生态资产与生态环境脆弱性空间分布表现为生态资产高值区对应生态环境低脆弱区,生态资产低值区对应生态环境高脆弱区。不同类型自然灾害生态风险的空间分布具有差异性,沿海地区以热带气旋和雨涝灾害高等级生态风险区为主,内陆地区以地质灾害高等级生态风险区为主。广东省自然灾害综合生态风险总体上表现为沿海高于内陆,南部高于北部,西部高于东部。热带气旋、雨涝灾害和地质灾害各等级生态风险在全省均有分布,总体上以低生态风险区为主,3种自然灾害低生态风险区分别占全省面积的58.57%、66.54%和58.13%,综合生态风险低风险区占全省面积的59.94%。相应地,在热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险及其综合生态风险防范分区中,自适调控区分别占全省面积的68.09%、80.17%、70.59%和71.92%。总体上,广东省大部分地区生态环境优良,自然灾害生态风险较低。     

基于GIS技术及模糊物元分析法的南京市仙林新市区生态安全评价

运用压力-状态-响应模型和层次分析法构建生态安全评价指标体系,综合运用GIS技术及模糊物元分析方法对南京市仙林新市区建设前后(2003和2007年)的生态安全状况进行评价。结果表明,2003—2007年,仙林生态安全状况主要向2个方向发展,生态安全和不安全区域面积均有所增加,占区域总面积比例分别由9.6%和12.9%增加至22.3%和15.0%。由于各区域发展模式不同,生态安全状况区域差异明显。具体表现为仙鹤片区与白象片区生态安全区域面积明显增加,占研究区总面积比例分别由2.6%和3.9%增加至10.1%和9.3%;麒麟片区生态安全状况以临界安全为主,部分片区由临界安全状态向较安全状态转化;青龙片区生态安全状况变化不大。     

青海三江源区植被退化对土壤养分和微生物区系的影响

采用化学分析法、微生物平皿分离计数和形态鉴定技术研究了青海三江源地区天然与退化植被下的土壤养分和微生物生态特征。结果表明,随着三江源地区天然草地植被退化,土壤有机质含量急剧下降,退化高山草甸土的有机质平均含量为14.85gkg-1,较天然高山草甸土的平均含量降低54.3%,较高山草原土和沼泽化草甸土分别降低74.5%和90.7%,其他养分含量也有不同程度的降低,土壤养分状况明显恶化.不同类型植被下土壤微生物区系特征变化显著,退化高山草甸土的细菌、真菌、放线菌(GA)平均数量分别为8.8×106、9.5×103、8.1×105cfug-1,较天然高山草甸土降低65.8%、46.6%、57.3%,较高山草原土降低37.1%、23.3%、62.6%,较沼泽化草甸土降低90.3%、48.1%、69.6%;退化草地土壤微生物组成较天然草地更为简单,退化高山草甸土的真菌种类数明显降低,土壤放线菌组成趋于简单化,其小单孢菌和其他菌属所占比例明显低于天然草地.三江源高寒湿地生态系统中土壤养分与微生物数量之间存在密切关系,土壤全磷对微生物数量影响最大.     

天津市区域土壤Cd污染及其对农产品影响

研究了天津市土壤Cd元素区域分布特征,依据本次土壤调查背景参数特征和国家环境质量标准对农田土壤Cd污染进行了分级评价,天津市农田土壤存在不同级别的Cd污染。其中中-重度污染区面积约116km2,占调查面积的1.07%,主要集中在东丽区大毕庄、荒草坨,津南区双港,西青区邓店、楼家院等。在不同污染程度区农产品的调查结果表明,Cd在中-重度污染地区蔬菜中有富集和超标现象,应加强污染区土壤监测和治理工作。     

渍水土壤中硒迁移行为的研究

用土柱模拟4种加硒处理的土壤还原淋溶过程，研究了硒在土壤中的迁移和积累。结果表明，未加硒处理（土壤背景硒）的溶液中硒的迁移以有机硒占优势，Se(Ⅵ）及Se（Ⅳ）占的比例很小；土壤富野酸硒由上层向下层迁移。外源蛋白硒的处理的溶液中硒迁移为有机硒，部分外源硒以富里酸硒积累在下层土壤。外源Se(Ⅵ）和Se（Ⅳ）处理的溶液中硒迁移量只占加入量的0．2％和0．4％，硒迁移的主要形态前者为有机硒，后者为Se(Ⅳ）和有机硒；外源Se（Ⅵ）和Se(Ⅳ）的绝大部分以富里酸硒的形态积累于土壤，其积累量Se（Ⅵ）处理高于Se(Ⅳ）处理，上层土壤高于下层土壤。     

株州市清水塘地区农田土壤动物群落的研究

作者在株州市清水塘工业区对农田生态系统土壤动物的群落组成进行了研究。研究结果表明,接近污染源和污染物富集的农田土壤动物量的消长,主要受污染物质的控制,与土壤肥力的高低和养分的丰缺关系不甚密切。因此作者认为,进行污染地区土壤动物群落的研究,可以作为环境质量评价和监测的有效手段。     

广州市城市森林土壤重金属污染状况及其评价

城市森林土壤能储淤城市环境中的重金属污染元素,影响土壤环境质量.文章对广州市的城市森林区域中土壤重金属的污染状况进行研究,应用单项污染元素指数和综合污染指数对广州市城市森林土壤进行环境质量评价,结果表明:广州市机场高速林带林区土壤中As、Pb、Cd三重金属污染元素超标,广深铁路林带林区土壤中Cd重金属元素超标, 其他各林区严格控制环境重金属污染物未超标;帽峰山森林公园土壤重金属综合污染指数最低,表明森林群落对重金属污染元素的消减作用明显.土壤酶活性可以表征森林土壤中重金属污染状况,森林土壤中As、Cu、Zn含量与过氧化氢酶活性呈显著负相关性;对可能影响城市森林土壤重金属含量因素的10个因子进行主成分分析,建立了城市森林土壤环境质量评价综合模型.