近30a江西省农田土壤pH时空变化及其与酸雨和施肥量间关系

论文以1979—1986年(以下简称1980S)江西省第二次土壤普查时期和2005—2012年(以下简称2010S)江西省测土配方施肥阶段这两个时期的pH数据成果为基础,运用ArcGIS对比分析30 a间江西省农田土壤pH的时空变化。结果表明:江西省农田土壤pH总体呈酸化趋势,2010S江西省农田土壤pH平均值为5.24,较30 a前的5.77下降了0.53;全省酸化趋向西南,其中酸化最突出的地区为赣州市,其次是鄱阳湖周边,特别是南昌市、鹰潭市,pH降幅较大;赣北局部地区农田土壤pH有所上升。定量分析氮施用量与酸雨对农田土壤酸化的影响,结果显示:氮施用量、酸雨强度的差异和农田土壤酸化程度在空间上存在一定的相关性,长期过量施用氮肥是江西省农田土壤酸化的主要原因,地区土壤pH酸化程度同氮肥施用量呈显著正相关,且在30 a间,施肥量每增加50 kg/hm~2,农田土壤pH下降0.26个单位;地区土壤pH酸化程度同酸雨pH值呈显著负相关,且随着酸雨pH值越低,农田土壤酸化速率越快。     

近30年余干县耕地土壤碳氮比时空变异特征及其影响因素

基于1982年余干县第二次土壤普查200个样点数据和2012年测土配方施肥项目423个样点数据,运用方差分析、相关性分析、回归分析和普通克里格法,结合成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、pH、秸秆还田和氮肥施用量,探讨近30年来余干县耕地表层(0~20 cm)土壤碳氮比(C/N)时空变异特征及其影响因素.结果表明余干县1982年和2012年土壤C/N均值依次为10.05和11.18,变异系数分别为19.40%和25.04%,均呈中等程度的变异性.经半变异函数分析,块金效应值分别为15.91%和71.25%,表明土壤C/N由结构性因素和随机性因素共同作用变为更倾向于受随机性因素的主导作用.近30年来大部分区域土壤C/N增加明显,以东部区域增加最为显著.1982年土壤C/N空间变异主要受成土母质、土壤类型、地形因子和pH的影响,其影响程度依次为17.3%、14.2%、7.4%和2.3%.2012年土壤C/N空间变异受成土母质、土壤类型、耕地利用方式、地形因子、秸秆还田和氮肥施用量共同作用,其影响程度依次为8.7%、23.5%、28.2%、12.2%、12.6%和42.3%.     

基于时间可达性的土地整治道路布局研究

科学合理布局土地整治项目中的道路,能有效提高农户田间耕作出行便捷性和提升土地整治项目的满意度。以江西省樟树市阁山镇为研究区域,通过调研及数据收集,获取农户田间耕作出行方式数据,地形、地貌和土地利用现状数据,野外采样、室内化验得到耕地样点养分数据。借助ArcGIS 10.2软件平台,处理得到研究区时间可达性分布图;选取土地覆盖、地形、现状道路和耕地质量等4方面影响因素和8个影响因子,建立土地整治田间道路布局适宜性评价指标体系,生成土地整治田间道路布局适宜性分布图;最终形成土地整治田间道路布局优化方案。研究结果表明：基于农户田间耕作出行方式的调研数据得到的项目区可达性分布情况为土地整治田间道路布局优化方案提供了重要依据;GIS技术提高了土地整治道路布局优化方案的空间准确性;道路布局优化方案既方便了农户出行,又注重对耕地质量的保护。     

基于BRT模型的南昌市城市扩展时空特征及驱动因素研究

分析城市扩展的时空特征以及其驱动因素,有助了解城镇化规律,为制定具有区域化特色的城市空间规划提供方案。研究以南昌市为例,基于多期Landsat遥感影像(2000、2008、2017年)获取南昌市城镇用地变化的时空信息,采用扩展强度指数、景观扩展指数、重心指数等方法分析了该地区城市扩展的时空特征,进而应用增强回归树模型(Boosted Regression Tree,BRT)探究影响城市扩展的驱动因素。结果表明:(1)2000～2017年,南昌市城镇用地面积增加了252.81 km~2,第一阶段(2000～2008年)增长的强度和速度大于第二阶段(2008～2017年);(2)两阶段南昌市城镇用地扩展模式均以边缘式扩展为主,以填充式及飞地式为辅,扩展方式缺乏集约性,存在"摊大饼"式问题;(3)从整个研究期来看,南昌城市发展重心总体上往西南方迁移了2.19 km,第一阶段南昌市城市扩展重心向西迁移了1.50 km,第二阶段又继续向西南方迁移了1.35 km;(4)南昌市城市扩展的16个方向中,以SW及SWW方向上较大,而在NW、N、NNE、SE、SSE方向上因受到梅岭山脉以及军山湖泊的阻隔导致扩展强度较小;(5)利用BRT分析邻域因素(距2000年城区距离,距河流距离,距路网距离),社会因素(土地利用类型,GDP,城镇人口),自然因素(高程,坡度,海拔)可知,南昌市城市扩展主要受邻域因素的影响,社会因素中仅土地利用类型对城市扩展影响较大,而自然因素的影响相对较小。     

基于MCR的建设用地扩展边界划定研究

在生态文明建设背景下,科学划定建设用地扩展边界是提高城镇化质量、协调人地关系、改善城市生态环境的关键。基于最小累计阻力模型(MCR),将建成区和生态保护用地作为两类扩展源,通过构建自然、区位、环境和政策4个阻力因子体系,采用层次分析法(AHP)获取各个因子阻力系数,得到两类用地扩展的最小累计阻力值,根据阻力差值划分适宜性分区,并利用Hydrology扩展模块确定建设用地适宜扩展路径和隔离带。结果表明：(1) 越靠近扩展源,其阻力值越小,建设用地源与生态用地源由于空间分布不一致,各阻力值之间差异较大;(2) 基于MCR模型对两类用地扩展的阻力面差值进行建设用地适宜性划分,可分为重点建设区(65 771.64 km²)、优化建设区(51 103.28 km²)、限制建设区(21 001.54 km²)、禁止建设区(17 150.01 km²)和生态恢复区(11 894.70 km²),不同适宜性分区对土地开发建设的要求不一样;(3) 应用Hydrology扩展模块得到的“谷线”可引导建设用地优化开发,避免盲目的“摊大饼”式蔓延格局; “脊线”可控制建设用地扩展的隔离带,从而打破适宜性区域集中连片的扩展态势。研究结果可为建设用地的科学规划和合理布局提供建议,促进城市建设和环境保护的协同发展。     

江西省耕地土壤有效态微量元素含量空间变异特征及其影响因素

采用Pearson相关性分析、Spearman相关性分析、偏相关性分析、方差分析和地统计学方法,对江西省耕地表层(0~20 cm)土壤有效态B、Cu、Fe、Mn和Zn等5种微量元素含量空间变异特征及其影响因素进行研究。结果表明：研究区土壤有效态B、Cu、Fe、Mn和Zn总体处于中等以上水平,B表现为强变异性,其他有效态元素均呈中等变异性。空间结构方面,B、Cu、Fe、Mn和Zn的块金效应值依次为15.68%、12.09%、87.63%、77.98%和25.27%,表明B和Cu具有强烈的空间相关性,Zn呈中等空间相关性,而Fe和Mn空间相关性较弱。空间分布方面,土壤有效B含量表现出“两边低、中间高”的空间分布趋势,Fe、Cu、Zn呈现出较为平滑的空间分布格局,Mn在空间分布上并无明显规律。Pearson相关性分析和偏相关性分析表明5种微量元素之间存在一定的耦合关系但并无直接相关性。Spearman相关性分析和方差分析结果表明,高程、坡度、pH、有机质、全氮、成土母质、地貌类型、土壤类型、灌溉能力、秸秆还田方式和常年耕作制度对5种微量元素含量的空间变异影响显著(P<0.05)。结果可为江西省测土配方施肥卡制定与耕地资源利用与管理及优质高产种植提供可靠参考依据。 关键词： 江西省;微量元素;空间变异;相关性分析;偏相关性分析;影响因素     

生态位适宜度法在园地多宜性评价中的应用

以江西省鄱阳湖及周边经济区的园地为研究对象,将生态位适宜度方法引入到多宜性评价研究中,采用加权平均模型对各评价单元的茶叶和雪梨两种作物的生态位适宜度值进行了定量分析。该研究结果能直接指导农业生产实践,促进园地的合理开发利用与管理。     

江西省不同农田利用方式对土壤碳、氮和碳氮比的影响

基于江西省16582个农田耕层(0~20 cm)土壤样点数据,运用实地调查、数理统计与地统计学等分析方法,探讨了不同农田利用方式(水旱轮作、一季旱地、两季旱地、一季水田和两季水田)对土壤有机碳(SOC)、氮含量(TN)和碳氮比(C∶N)的影响.结果表明,江西省耕层土壤SOC、TN含量和C∶N比分别为5.22~34.56 g·kg~(-1)、0.26~3.06 g·kg~(-1)和2.98~52.67,均处于中等偏上水平.经半方差函数分析,江西省土壤SOC、TN和C∶N比的空间变异主要是由随机性因素引起的;方差分析显示,不同土地利用方式下耕地土壤中SOC、TN和C∶N比存在显著差异,土壤SOC和TN含量表现为两季水田水旱轮作一季水田一季旱地两季旱地,而土壤C∶N比则表现为两季水田两季旱地一季水田水旱轮作一季旱地,土壤C∶N比对估测区域土壤有机碳储量具有良好的指示作用,因此,从土壤C∶N比角度考虑,水田更有利于SOC的贮存,有利于增加土壤汇集碳氮的能力.Pearson相关性分析表明,5种利用方式下经度、纬度和海拔与土壤SOC、TN含量和C∶N比具有显著的相关关系.     

南方红壤区不同侵蚀程度下土壤有机质空间变异的影响因素研究

研究不同侵蚀程度下土壤有机质空间变异的影响因素对指导耕地利用和水土保持工作的开展具有重要意义。论文以江西省兴国县耕地土壤有机质为研究对象,分析了不同侵蚀程度下土壤有机质的空间变异及其影响因素。结果表明：随着侵蚀程度的加深,兴国县土壤有机质含量呈下降趋势。不同侵蚀程度下土壤有机质含量差异显著（P<0.001）,等级均为四级。变异系数由大到小依次为中度侵蚀（43.70%）>剧烈侵蚀（37.78%）>重度侵蚀（34.88%）>极强度侵蚀（34.44%）>无明显侵蚀（34.38%）>轻微侵蚀（28.91%）。在无明显侵蚀和轻微侵蚀时,高程和剖面构型是影响土壤有机质空间变异的主要因子。在中度侵蚀和重度侵蚀时,主要影响因素变为坡度。但在极强度侵蚀和剧烈侵蚀时,高程、坡度、坡向、成土母质和剖面构型对土壤有机质含量都影响显著（P<0.05）。因此,不同侵蚀程度下土壤有机质空间变异影响因素不尽相同。在不同侵蚀程度下合理开展耕地利用和水土保持工作有利于最大限度地节约资源。     

基于改进TOPSIS方法的耕地系统安全评价及障碍因子诊断

耕地系统安全评价及障碍因子诊断是改善耕地安全状况、促进耕地可持续利用的基础。论文在界定耕地数量、质量、生态安全关系的基础上,从耕地数量、质量、生态“三位一体”的系统角度出发,构建耕地系统安全指标体系,运用改进的TOPSIS模型和障碍度模型,以江西省鹰潭市为研究区域,研究2005—2015年耕地系统安全时空变化状况及进行障碍因子诊断。结果表明：1）2005—2015年间,鹰潭市耕地数量安全和耕地质量安全均整体呈上升趋势,耕地生态安全呈先上升后缓慢下降趋势,耕地系统安全水平整体呈上升趋势,2015年,安全状态耕地提升至90.44%,非常安全耕地占2%;2）不同县（市、区）因发展类型及特点不同,耕地系统安全变化特征不一,月湖区耕地系统安全水平最低并呈先下降后缓慢上升趋势,余江县耕地系统安全整体较高并呈上升趋势,贵溪市耕地系统安全处中上水平并呈先下降后上升趋势;3）土壤有机质含量、化肥负荷、耕地保有力度、pH、固定资产投资、灌溉保证率、人均耕地面积、城市化水平、环保投资占GDP比例和农药负荷是制约耕地系统安全的主要障碍因子。