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福建省漳州市水稻物候特征对稻田土壤有机碳制图的影响 被引量:2
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作者 吴启航 姚园 +5 位作者 李一凡 曹文琦 蔡欣瑶 毋亭 张黎明 邢世和 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期385-397,共13页
高精度土壤有机碳制图是研究耕地土壤有机碳时空格局及其影响机制的基础,相关研究结果可为农田“固碳减排”措施的制定提供决策支持。农业管理活动是农田土壤有机碳发生变化的重要影响因子,但基于农业管理活动的土壤有机碳制图却较为少... 高精度土壤有机碳制图是研究耕地土壤有机碳时空格局及其影响机制的基础,相关研究结果可为农田“固碳减排”措施的制定提供决策支持。农业管理活动是农田土壤有机碳发生变化的重要影响因子,但基于农业管理活动的土壤有机碳制图却较为少见。基于遥感影像提取的物候参数是农业管理活动的直接反映,在研究农业管理活动对农田土壤有机碳的影响方面有较大应用潜力。基于此,本研究以福建省漳州市水稻田为研究对象,利用随机森林算法,基于5组不同的变量组合(A组:仅自然环境变量;B组:自然环境变量+早稻物候参数:C组:自然环境变量+晚稻物候参数;D组:自然环境变量+早稻物候参数+晚稻物候参数;E组:仅早稻物候参数+晚稻物候参数),分别构建土壤有机碳含量预测模型。通过对比5组模型的预测精度、预测值的空间分布特征和相关影响因子的重要性,分析物候参数对于土壤有机碳制图精度的影响作用,挖掘漳州市水田土壤有机碳制图的主要影响因子,解析对漳州市水田土壤有机碳有重要影响作用的农业管理活动。研究结果表明:物候参数的加入能够降低预测模型的误差和提升模型解释方差的能力;对漳州市水田土壤有机碳影响作用最大的物候参数依次为早稻季的NDVI增长速率(h1)、早稻生长季节开始的时间(a1)与早稻季NDVI下降速率(i1);三个最重要的物候参数与土壤有机碳含量分别呈正相关、负相关和负相关,因此,采取能够促使早稻苗早生快发、加快早稻分蘖速率和减缓早稻衰老速率的水肥管理措施可增加耕地土壤有机碳含量。基于物候参数构建预测模型能有效提高农田土壤有机碳制图精度,基于物候参数的农田土壤有机碳制图研究可为农田管理提供决策支持,此次研究结果可为相关研究提供理论依据。 展开更多
关键词 农田土壤有机碳含量 随机森林 物候参数 农田管理措施 数字土壤制图
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基于地理探测器模型的福建省耕地土壤有机碳影响因素研究
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作者 陈孟耀 刘啸歌 +2 位作者 黄达沧 张黎明 邢世和 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期738-751,共14页
【目的】探明福建省耕地土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)的空间分布及其影响因素。【方法】基于福建省3万多个耕地土壤调查样点数据,利用皮尔逊相关系数、随机森林模型计算SOC影响因素的重要性,并通过地理探测器模型分析影响全省... 【目的】探明福建省耕地土壤有机碳(Soil organic carbon, SOC)的空间分布及其影响因素。【方法】基于福建省3万多个耕地土壤调查样点数据,利用皮尔逊相关系数、随机森林模型计算SOC影响因素的重要性,并通过地理探测器模型分析影响全省耕地土壤有机碳空间分布的因素。【结果】2008年福建省耕地土壤有机碳样点数据的范围在0.12~67.28 g·kg^(-1),呈现东南部沿海低、西部和中部高的空间格局。3种模型中地理探测器模型的分析结果最全面和客观。地理探测器模型的因子探测器结果表明气候相关因素是福建省耕地土壤有机碳含量空间分异性的主要影响因子,各影响因子按解释程度前六名分别为:年降水量(0.168 5)>年均温(0.167 7)>海拔(0.149 9)>气候类型(0.135 9)>土壤类型(0.082 4)>地貌类型(0.073 1)。通过交互探测器进一步发现年降水量与年均温的交互作用对SOC空间分异的解释程度最大(0.194 1),其次为年降水量与土壤类型(0.192 3)、年降水量与耕地利用类型(0.191 8)。【结论】强烈的因子交互作用表明,福建省耕地土壤有机碳含量空间分异性是由多种因子共同作用影响而非单一因子决定,对SOC进行研究需要考虑其复杂的空间分异特征。本研究可为提高耕地土壤的空间使用效率、合理布局农业生产提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤有机碳 地理探测器 空间分布 影响因素 交互作用
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基于GIS技术的耕地有效磷富集与生态风险评价——以福建省泰宁县为例 被引量:9
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作者 张瑜 张黎明 +3 位作者 周碧青 沈金泉 徐福祥 邢世和 《农业环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期326-336,共11页
为了探讨丘陵山地区耕地土壤有效磷的富集特征及其生态风险,利用南方丘陵山地区——福建省泰宁县1982年6069个和2008年2221个样点实测数据建立的1∶5万耕地利用-土壤类型及属性数据库,借助GIS与数学模型集成技术,研究分析了区域耕地不... 为了探讨丘陵山地区耕地土壤有效磷的富集特征及其生态风险,利用南方丘陵山地区——福建省泰宁县1982年6069个和2008年2221个样点实测数据建立的1∶5万耕地利用-土壤类型及属性数据库,借助GIS与数学模型集成技术,研究分析了区域耕地不同土壤类型和利用类型有效磷富集状况、生态风险及其空间分异特征。研究结果表明,26年来泰宁县耕地土壤有效磷富集作用明显,有效磷含量平均提高24.32 mg·kg-1,有效磷含量极丰富、丰富等级的耕地面积显著增加,含量中等及以下的面积大幅下降。水稻土土类、潜育水稻土亚类的有效磷富集最明显,紫色土土类、酸性紫色土亚类有效磷富集作用较弱;望天田有效磷富集率最大,菜地有效磷富集率最小。泰宁县存在磷素富集生态风险的耕地面积占全县耕地总面积的31.89%,以中风险区面积最大;水稻土土类、渗育水稻土亚类存在磷素富集生态风险的面积最大。 展开更多
关键词 丘陵山地 耕地 有效磷 富集作用 生态风险
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福建省土壤有机碳储量估算的尺度效应研究 被引量:16
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作者 陈中星 张楠 +6 位作者 张黎明 袁平 姚彩燕 邢世和 邱龙霞 陈翰阅 范协裕 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期606-619,共14页
土壤有机碳储量的准确估算对于研究全球碳"源/汇"动态变化至关重要,但目前使用大、中、小系列比例尺土壤数据库对我国亚热带土壤有机碳储量估算的影响并不清楚。基于此,选择位于亚热带地区的福建省作为研究区,系统分析1∶5万... 土壤有机碳储量的准确估算对于研究全球碳"源/汇"动态变化至关重要,但目前使用大、中、小系列比例尺土壤数据库对我国亚热带土壤有机碳储量估算的影响并不清楚。基于此,选择位于亚热带地区的福建省作为研究区,系统分析1∶5万、1∶20万、1∶50万、1∶100万、1∶400万、1∶1 000万6种目前我国常用制图尺度土壤数据库对有机碳储量估算的影响。结果表明:6个制图尺度下表层土壤(0~20 cm)的有机碳储量为:552、637、573、573、614和549 Tg C;剖面土壤(0~100 cm)的有机碳储量为1 396、1 502、1 321、1 395、1 508和1 532 Tg C。不同土壤类型下受制图尺度影响最大的是粗骨土,表层和剖面的有机碳储量相对偏差分别达到8.88×10~5%和8.13×10~5%。不同行政区下表层和剖面受制图尺度影响最大的分别是厦门市和福州市,表层和剖面的有机碳储量相对偏差分别为26.44%和27.97%。总体而言,制图尺度的不同将会对福建省土壤有机碳储量估算造成很大影响,这也进一步说明了亚热带地区选择适宜的制图尺度是十分必要的。 展开更多
关键词 制图尺度 土壤有机碳密度 土壤有机碳储量 福建省
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基于大比例尺数据库的福建省耕地土壤固碳速率和潜力研究 被引量:8
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作者 吴世蓉 位佳 +5 位作者 邱龙霞 陈瀚阅 范协裕 毋亭 邢世和 张黎明 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1293-1305,共13页
明确土壤固碳速率和潜力是制定耕地固碳减排措施的基础。以我国典型亚热带地区—福建省不同地理位置的闽侯、浦城、同安、武平和永定5个县为研究区,运用生物地球化学过程模型DNDC(DeNitrification and Decomposition),模拟这5个县在目... 明确土壤固碳速率和潜力是制定耕地固碳减排措施的基础。以我国典型亚热带地区—福建省不同地理位置的闽侯、浦城、同安、武平和永定5个县为研究区,运用生物地球化学过程模型DNDC(DeNitrification and Decomposition),模拟这5个县在目前区域尺度最详细的1︰5万土壤数据库下1980—2009年和2010—2039年有机碳动态变化,并运用尺度上推的方法估算出全省耕地土壤固碳速率和潜力。结果表明,福建省耕地土壤1980—2009年的固碳总量为7.37 Tg,而2010—2039年的固碳潜力为7.04 Tg,两个时段的年均固碳速率分别为190 kg·hm^(–2)和176 kg·hm^(–2),说明目前的农田管理措施有利于研究区长期固碳。其中,水稻土和盐渍水稻土分别在土类和亚类级别中固碳速率最大,不同时段均大于175 kg·hm^(–2)·a^(–1);而红壤在土类和亚类级别中固碳速率皆最小,不同时段均小于3 kg·hm^(–2)·a^(–1)。总体来看,1980—2009年和2010—2039年水稻土的固碳总量均占全省耕地固碳总量的92%以上,是今后制定固碳减排措施的重点。 展开更多
关键词 大比例尺土壤数据库 土壤有机碳 DNDC模型 固碳速率 固碳潜力
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基于1∶5万土壤数据库的福建省耕地全氮储量动态变化研究 被引量:8
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作者 焦闪闪 张黎明 +4 位作者 蒋威 郑巧丽 龙军 陈翰阅 邢世和 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1107-1119,共13页
基于福建省1982年第二次土壤普查2 021个剖面点和2008年测土配方施肥29 945个样点耕层(0~15 cm)土壤属性数据建立的1∶5万土壤数据库,研究了近30多年来全省耕地的全氮密度和储量动态变化。结果表明,1982年福建省耕地土壤的全氮密度和储... 基于福建省1982年第二次土壤普查2 021个剖面点和2008年测土配方施肥29 945个样点耕层(0~15 cm)土壤属性数据建立的1∶5万土壤数据库,研究了近30多年来全省耕地的全氮密度和储量动态变化。结果表明,1982年福建省耕地土壤的全氮密度和储量分别为0.258 kg m^(-2)和4.26 Tg;而2008年分别上升到0.262 kg m^(-2)和4.39 Tg,近30年来全省耕地土壤全氮呈富集趋势。从不同地级市来看,龙岩市全氮密度上升最多,增幅为0.036 kg m^(-2),而厦门市全氮密度下降最多,降幅为0.041 kg m^(-2)。从不同土壤类型来看,潮土土类和潜育水稻土亚类全氮密度上升最多,增幅均超过0.015 kg m^(-2),而石灰土土类和淹育水稻土亚类全氮密度下降最多,降幅均超过0.015 kg m^(-2)。总体来看,福建省耕地土壤近30年来的全氮密度空间动态变化差异很大,今后根据不同耕地土壤类型和地级市的氮素富集程度,制定氮肥优化管理措施是非常必要的。 展开更多
关键词 全氮密度 全氮储量 福建省 耕地 1∶5万土壤数据库
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基于时空扫描统计的耕地质量等级变化监测——以福建省闽侯县为例
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作者 邱达勇 范协裕 +4 位作者 蒋雪容 陈瀚阅 张黎明 邢世和 林鹏 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第5期128-140,147,共14页
[目的]分析福建省闽侯县多年耕地质量等级的时空变化及布局,为东南丘陵区复杂地貌地带耕地质量的时空格局演变研究提供新思路与新助力。[方法]将时空统计扫描法引入多时序耕地质量监测中,结合传统空间分析方法,对县域耕地质量的连续变... [目的]分析福建省闽侯县多年耕地质量等级的时空变化及布局,为东南丘陵区复杂地貌地带耕地质量的时空格局演变研究提供新思路与新助力。[方法]将时空统计扫描法引入多时序耕地质量监测中,结合传统空间分析方法,对县域耕地质量的连续变化趋势及空间分布进行研究。进一步地,将引入时空扫描模型产生的试验结果与运用传统空间自相关分析法中的局部自相关模型的试验结果进行比对。[结果](1)在挖掘高值的聚类特征上,时空扫描模型优于局部自相关模型;(2)2018—2019年闽侯县耕地质量等级在变化幅度和空间分布广度上均大于2019—2020年的耕地质量等级变化与分布状况;(3)2018—2020年闽侯县整体的耕地质量逐年稳定并呈现上升趋势。(4)根据闽侯县耕地质量的时空格局变异情况将耕地划分为高级优质提升区、低级优质提升区、首要重点整治区、次要重点整治区、适度改良区5个区。[结论]补足养分因子、兴建水利和平衡土壤pH值是防止并逆转耕地质量劣化和保持农田高质量、高产出的重要实施方案。此外建立耕地保护区,防范耕地非农化也有助于耕地质量的稳固和提升。 展开更多
关键词 耕地质量 时空扫描 Moran’s I 耕地保护 GIS
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基于1︰5万数据库的福建省土壤全氮密度及储量估算研究 被引量:2
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作者 陈中星 张楠 +5 位作者 黄凯 邱龙霞 陈瀚阅 邢世和 沈金泉 张黎明 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期688-698,共11页
土壤全氮对于全球温室效应和水体富营养化具有重要的调控作用。基于福建省第二次土壤普查3082个剖面数据和最新建立的1︰5万大比例尺矢量土壤图,对全省土壤全氮储量进行了估算。结果表明:福建省土壤总面积为12.08×10^(6) hm^(2),表... 土壤全氮对于全球温室效应和水体富营养化具有重要的调控作用。基于福建省第二次土壤普查3082个剖面数据和最新建立的1︰5万大比例尺矢量土壤图,对全省土壤全氮储量进行了估算。结果表明:福建省土壤总面积为12.08×10^(6) hm^(2),表层(0~20 cm)和剖面(0~100 cm)土壤的全氮密度分别为0.35 kg·m^(-2)和0.97 kg·m^(-2),储量为42.06 Tg和116.83 Tg。全省土壤全氮密度整体呈自北向南逐渐递减的趋势,且沿海低而内陆高。从不同土壤类型来看,山地草甸土的表层和剖面全氮密度最高,分别为0.85 kg·m^(-2)和2.09 kg·m^(-2);而风沙土的表层和剖面全氮密度最低,分别为0.11 kg·m^(-2)和0.27 kg·m^(-2)。从不同行政区来看,南平市和龙岩市的表层土壤全氮密度最高,分别为0.40 kg·m^(-2)和0.39 kg·m^(-2),而南平市和三明市的剖面土壤全氮密度最高,分别为1.19 kg·m^(-2)和1.11 kg·m^(-2)。总体而言,福建省土壤全氮密度和储量空间分布差异很大,今后可依据不同行政区和土壤类型的全氮分布制定合理的施肥管理措施。 展开更多
关键词 福建省 全氮密度 全氮储量 1︰5万土壤数据库
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生物炭对林地土壤团聚体稳定性与肥料氮分布的影响
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作者 张伟婷 郭宇轩 +2 位作者 魏圆慧 贾广昊 毛艳玲 《福建农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期345-353,共9页
【目的】林地土壤抗侵蚀能力、渗透性及保水性与土壤团聚体结构稳定性紧密相关,氮素的固持与分布直接影响林下植被生长与林地土壤团聚体形成。研究生物炭添加对林地土壤结构稳定性与残留氮素分配的影响,可为增强林地土壤团聚体稳定性、... 【目的】林地土壤抗侵蚀能力、渗透性及保水性与土壤团聚体结构稳定性紧密相关,氮素的固持与分布直接影响林下植被生长与林地土壤团聚体形成。研究生物炭添加对林地土壤结构稳定性与残留氮素分配的影响,可为增强林地土壤团聚体稳定性、提高土壤氮素固持水平提供参考。【方法】利用福建省林地土壤进行盆栽试验(1年),设置4个处理:对照(CK)、化肥(F)、木炭+化肥(MC)、秸秆炭+化肥(JC),除CK外,化肥及生物炭处理均每盆施用尿素1 g、过磷酸钙2.19 g、氯化钾0.44 g,追肥^(15)N-尿素,共追施5 g,生物炭施用量为每盆140 g。测定不同处理土壤团聚体组成、团聚体稳定性指标、团聚体氮素含量与分布,结合^(15)N示踪技术分析肥料氮在土壤团聚体内的残留特点,揭示生物炭对林地土壤团聚体稳定性与氮素分配的影响。【结果】(1)与F处理相比,MC与JC处理显著提高了土壤大团聚体含量,其中>2 mm土壤团聚体增幅最大,分别增长了108.92%与119.11%;(2)施用生物炭增强了土壤团聚体稳定性,MC与JC处理平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)及>0.25 mm大团聚体含量(R>0.25 mm)较F处理均显著提升,分形维数值(D)显著下降,JC处理土壤团聚体稳定性优于MC处理;(3)施用生物炭提高了不同粒径土壤团聚体中全氮含量,MC处理土壤全氮总量高于JC处理,二者的>2 mm团聚体氮素贡献率较F处理分别显著增加了38.09%与69.10%;(4)施用生物炭使>0.25~2 mm粒级团聚体δ^(15)N富集,MC与JC处理土壤肥料氮残留量以>0.25 mm粒级最多,较F处理显著增加了2.25倍与3.89倍,土壤大团聚体中氮肥残留量与团聚体稳定性呈显著正相关。【结论】施用生物炭有利于增强林地土壤团聚体稳定性,减少土壤氮素与肥料淋失,肥料氮在大团聚体中的固持高于微团聚体,秸秆炭对土壤团聚体稳定性提升效果更显著,木炭施用更有利于土壤氮素含量增加。 展开更多
关键词 生物炭 团聚体稳定性 氮肥利用 15N标记 林地土壤结构
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不同类型纳米生物炭特征及对土壤镉污染修复效果的影响
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作者 刘东明 魏圆慧 +3 位作者 罗卿福 贾广昊 郭宇轩 毛艳玲 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1076-1085,共10页
【目的】生物炭在重金属污染土壤上有一定修复效果,然而未改性生物炭的修复潜力往往较低,生物炭改性可有效提高生物炭表面官能团的种类和数量,增加与重金属相互作用的位点数量,进而提高重金属的修复效率。【方法】对木炭、竹炭、秸秆炭... 【目的】生物炭在重金属污染土壤上有一定修复效果,然而未改性生物炭的修复潜力往往较低,生物炭改性可有效提高生物炭表面官能团的种类和数量,增加与重金属相互作用的位点数量,进而提高重金属的修复效率。【方法】对木炭、竹炭、秸秆炭3种类型生物炭进行纳米改性并用扫描电镜、傅里叶变换红外进行表征,采用培养试验,设置不添加生物炭对照、3种不同类型生物炭处理、3种纳米改性生物炭处理共7个处理。【结果】(1)不同类型生物炭纳米改性后表现出孔隙增多、孔径增大、粒径减小,丰富了官能团结构,使含氧官能团强度增加;(2)纳米生物炭可以提高土壤pH、有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)含量,其中纳米竹炭相较于未改性竹炭处理SOC提高了20.77%,纳米秸秆炭对土壤DOC、LOC、POC提升效果最好,相较于未改性秸秆炭分别提高了17.05、10.88%、63.36%;添加生物炭也增加了土壤蔗糖酶和纤维素酶活性。(3)添加生物炭使土壤重金属镉有效性降低,改性后增强了对土壤有效态镉的转化,促使可交换态镉和可还原态镉向可氧化态镉和残渣态镉转化迁移,其有效性与土壤pH和有机碳相关。【结论】生物炭纳米改性后其含氧官能团增加,在提高土壤有机碳及降解重金属镉有效性上具有很大潜力,且不同类型纳米生物炭对土壤有机碳及镉形态的影响不同,纳米秸秆炭效果最佳。 展开更多
关键词 纳米生物炭 生物炭表征 土壤有机碳 镉形态
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烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响
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作者 刘东明 郭宇轩 +3 位作者 童晨晓 魏圆慧 杨曦 毛艳玲 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期932-941,共10页
【目的】研究不同用量烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响,以期为烟秆炭基肥在农业生产中的应用及植烟土壤氮素固持提供科学依据。【方法】采用田间试验,设对照(CK,不施肥)、烟草专用肥(F,750 kg/ha)、低量烟秆炭基肥(LB... 【目的】研究不同用量烟秆炭基肥对植烟土壤氮组分及微生物群落结构的影响,以期为烟秆炭基肥在农业生产中的应用及植烟土壤氮素固持提供科学依据。【方法】采用田间试验,设对照(CK,不施肥)、烟草专用肥(F,750 kg/ha)、低量烟秆炭基肥(LBF,525 kg/ha)、中量烟秆炭基肥(MBF,1050 kg/ha)和高量烟秆炭基肥(HBF,1575kg/ha)共5个处理,其中MBF与F处理的氮(N)、磷(P)、钾(K)养分含量相同。烟叶成熟期采集表层土壤样品测定土壤氮含量、酶活性及微生物相关指标,分析不同用量烟秆炭基肥处理对土壤有机氮和无机氮含量、土壤氮循环酶活性及微生物群落结构的影响。【结果】与CK相比,施用烟秆炭基肥显著提高了土壤的全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮及铵态氮含量(P<0.05,下同),且各指标随烟秆炭基肥用量的增加而提高;同等肥力下,与F处理相比,MBF和HBF处理的全氮含量提高5.41%和7.43%、可溶性有机氮含量提高35.65%和62.45%,颗粒有机氮含量提高26.83%和37.71%,铵态氮含量提高109.59%和200.65%。与CK相比,LBF、MBF和HBF处理的过氧化氢酶活性分别显著提高22.13%、35.66%和48.43%,脲酶活性分别显著提高37.72%、45.50%和62.08%;与F处理相比,MBF和HBF处理的过氧化氢酶活性分别显著提高21.29%和32.70%,脲酶活性分别显著提高5.33%和17.33%。施用肥料后土壤微生物量氮含量显著提高,各处理由高到低排序为HBF>MBF>LBF>F>CK,LBF、MBF和HBF处理的微生物量氮含量较F处理分别提高31.83%、44.32%和59.84%。施用烟秆炭基肥增加了土壤细菌群落丰富度和多样性,且与施用量有关,其中HBF处理的Chao1指数和Shannon指数最高,较CK分别显著提高4.38%和5.92%,较F处理分别显著提高2.68%和3.46%。施用烟秆炭基肥也影响了细菌群落组成,与CK相比,LBF、MBF和HBF处理的变形菌门(Proteobacteria)相对丰度降低11.14%~15.16%,放线菌门(Actinobacteria)相对丰度提高6.50%~10.89%,根微菌属(Rhizomicrobium)相对丰度提高177.00%~203.00%。冗余分析结果表明,土壤全氮、可溶性有机氮、颗粒有机氮和铵态氮含量及脲酶和过氧化氢酶活性与放线菌门、单糖菌门(Saccharibacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)呈正相关,与变形菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)呈负相关。【结论】施用烟秆炭基肥可提高土壤氮组分含量,调节细菌群落结构,以中、高量烟秆炭基肥处理效果较优。同等肥力下,施用烟秆炭基肥的效果优于烟草专用肥。在实际生产中考虑到生产成本及施用效果,以中量烟秆炭基肥处理(1050 kg/ha)较适合。 展开更多
关键词 烟秆炭基肥 氮组分 酶活性 微生物群落结构
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驱动因子视域下耕地土壤碳源/汇模型的构建与应用
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作者 龙军 黄倩 朱丽霞 《闽南师范大学学报(自然科学版)》 2024年第3期102-113,共12页
以闽南地区的厦门市、漳州市和泉州市为研究区,首先利用灰色关联模型探究初选因子对1982—2018年耕地土壤有机碳变化的驱动作用,再基于筛选出的主要驱动因子构建BP神经网络模型模拟预测2019—2055年碳源/汇的变化趋势.研究结果表明:1)... 以闽南地区的厦门市、漳州市和泉州市为研究区,首先利用灰色关联模型探究初选因子对1982—2018年耕地土壤有机碳变化的驱动作用,再基于筛选出的主要驱动因子构建BP神经网络模型模拟预测2019—2055年碳源/汇的变化趋势.研究结果表明:1)土壤本身性质(砂粒含量、黏粒含量、初始有机碳密度等)、外在环境条件(道路通达度、年均温、年降水量等)和农业管理措施(秸秆还田量、耕作强度、有机肥和氮肥施用量等)是过去30多年耕地有机碳变化的主要驱动因子,碳源/汇与这些因素的关联度系数均达0.83以上;2)基于主要驱动因子构建的碳模型能较好地拟合研究区碳源/汇变化,模拟值相对误差和模拟效率分别为1.11%和0.48,均通过验证要求;3)未来30多年研究区耕地有机碳密度均值上升0.15 kg·m^(-2),总体表现为碳汇,但不同区域土壤具有“源”与“汇”双重效应,其中“碳源”土壤面积比例为30.33%,主要分布于平原台地区或为初始有机碳密度较高的耕地,“碳汇”土壤以有机碳密度上升幅度≤1 kg·m^(-2)为主,占“碳汇”土壤总面积的97.10%.因此,未来应重点关注“碳源”耕地,并针对性制定减排措施以期转“源”为“汇”,同时还需进一步提升土壤固碳增汇能力,防止高碳土壤发生碳损失而产生碳源效应. 展开更多
关键词 有机碳变化 驱动因子 模型模拟 BP神经网络模型 耕地土壤
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基于GIS技术的福建省豆科主要珍贵树种用地优化布局研究 被引量:1
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作者 郑巧丽 范协裕 +2 位作者 陈瀚阅 邱龙霞 邢世和 《广东农业科学》 CAS 2016年第6期90-97,共8页
以福建省现状林地、园地、草地和部分未利用地为研究对象,根据花榈木、红豆树、降香黄檀3个豆科珍贵树种生长的立地要求,从地形、气候、土壤和社会经济4个方面选取评价因子,借助GIS技术和修正的加权指数及模型对福建省豆科主要珍贵树种... 以福建省现状林地、园地、草地和部分未利用地为研究对象,根据花榈木、红豆树、降香黄檀3个豆科珍贵树种生长的立地要求,从地形、气候、土壤和社会经济4个方面选取评价因子,借助GIS技术和修正的加权指数及模型对福建省豆科主要珍贵树种进行用地适宜性评价。在此基础上,屏蔽不适宜用地,基于"适地适树"的用地优化布局理念,采用优势适宜性指数和K均值聚类分析相结合的方法,开展福建省豆科主要珍贵树种用地优化布局研究,将花榈木、红豆树和降香黄檀适宜用地分别划分为优先种植区、次优先种植区和一般种植区3个等级,制作福建省豆科主要珍贵树种用地优化布局图,并进行分区评述。 展开更多
关键词 GIS技术 豆科珍贵树种 用地适宜性 优化布局 福建省
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气候变化与作物物候响应对福建省耕地土壤有机碳的影响
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作者 李一凡 毋亭 +5 位作者 姚园 黎志强 沈金泉 翁怀楷 张黎明 邢世和 《环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期6012-6027,共16页
气候变化对耕地土壤有机碳的影响机制研究是气候变化背景下耕地质量管理的基础.气候变化下作物物候的响应对耕地土壤有机碳也有重要影响.但目前的研究主要关注气候变化或气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳的独立影响,鲜有研究分... 气候变化对耕地土壤有机碳的影响机制研究是气候变化背景下耕地质量管理的基础.气候变化下作物物候的响应对耕地土壤有机碳也有重要影响.但目前的研究主要关注气候变化或气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳的独立影响,鲜有研究分析气候变化与作物物候响应协同影响下耕地土壤有机碳的变化,以及区分量化二者对耕地土壤有机碳动态变化的贡献率.基于2008年和2021年耕地土壤表层样点数据、2008~2021年每年的季前和季中气候数据以及由2007~2022年增强植被指数时间序列提取的物候参数数据,利用随机森林算法构建土壤有机碳预测模型,通过模拟2008~2021年土壤有机碳的总变化、气候单独变化下的土壤有机碳变化、气候变化与作物物候响应协同影响下土壤有机碳的变化,区分量化了气候变化与气候变化下作物物候响应对耕地土壤有机碳变化的贡献率,并分析了福建省耕地土壤有机碳变化的优势影响因子及其空间分布.结果表明:①在气候变化与作物物候响应的协同影响下,2008~2021年福建省74.15%的耕地区域土壤有机碳呈减少态势,平均减少量为2.20 g·kg^(-1),25.85%的耕地区域土壤有机碳呈增加态势,平均增加量为1.48 g·kg^(-1);②季前气候、气候变化下物候响应、季中气候和品种改变等农业管理措施调整下物候变化对土壤有机碳变化的平均贡献率依次为34.08%、28.56%、22.75%和14.61%,整体而言,气候变化对福建省耕地土壤有机碳变化的影响大于气候变化下作物物候的响应;③气候变化与气候变化下物候响应共同为优势影响因子的区域面积最大,占全省耕地面积的47.06%,其次为气候变化为优势影响因子的区域,面积占比为28.64%;④季前气候因子与品种改变等农业措施调整下物候变化对土壤有机碳变化贡献率较高的区域倾向于分布在高海拔地区,而季中气候因子与气候变化下物候响应对土壤有机碳变化贡献率较高的区域则倾向于分布在低海拔地区.相关研究结果能够为应对气候变化的耕地质量管理与粮食安全保护等政策的制定提供理论依据. 展开更多
关键词 气候变暖 物候变化 作物生长 机器学习 数字土壤有机碳制图
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基于多变量与RF算法的耕地土壤有机碳空间预测研究--以福建亚热带复杂地貌区为例 被引量:18
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作者 袁玉琦 陈瀚阅 +3 位作者 张黎明 任必武 邢世和 童珺玥 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期887-899,共13页
耕地土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)含量不仅是土壤质量的重要表征,还是农业温室气体的重要源库,而基于环境变量建立的随机森林算法(Random Forest,RF)是当前提高土壤有机碳空间预测精度的方法,但不同组合环境变量对RF模型预测精... 耕地土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)含量不仅是土壤质量的重要表征,还是农业温室气体的重要源库,而基于环境变量建立的随机森林算法(Random Forest,RF)是当前提高土壤有机碳空间预测精度的方法,但不同组合环境变量对RF模型预测精度的影响仍需深入研究。本文以福建闽东南复杂地貌区为例,以两种环境变量组合(遥感变量+气候因子和遥感变量+气候因子+土壤属性)为输入数据集,利用RF算法对耕地表层SOC含量进行模拟预测和精度对比,并与普通克里格(Ordinary Kriging,OK)插值模型进行比较。结果表明,基于全部环境变量构建的RF模型表现最佳,其模型拟合度和预测精度相较于未加入土壤属性的模型有显著提高(r提高7.95%,为0.95,RMSE下降45.13%),且对SOC空间分异信息的捕获更精确,OK模型总体预测精度最弱。利用最优模型反演得到的研究区耕地SOC含量为14.70±2.95 g·kg^(-1),东部沿海低于西部内陆。变量贡献率分析显示,除了与土壤碳紧密相关的水解性氮(N),遥感变量中数字高程模型(Digital Elevation Modecs,DEM)也是影响闽东南地区SOC预测精度的重要变量,因此,遥感变量、气候因子和土壤属性共同驱动的随机森林模型可作为闽东南复杂地貌区耕地有机碳含量空间预测的有效方法。 展开更多
关键词 土壤有机碳 随机森林 变量组合 空间分布 精度评价
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经济发达地区耕地利用系统健康空间差异与影响因素——以厦门市同安区为例 被引量:2
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作者 游碧君 林航 +2 位作者 周碧青 邱龙霞 邢世和 《福建农林大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2020年第1期124-131,共8页
以经济发达的福建省厦门市同安区为研究区域,从利用状态、肥力质量、环境质量和产出效益4个方面选取相关指标,构建区域耕地利用系统健康综合评价指标体系;借助GIS技术和物元模型,开展1∶50000比例尺区域耕地利用系统健康评价,分析区域... 以经济发达的福建省厦门市同安区为研究区域,从利用状态、肥力质量、环境质量和产出效益4个方面选取相关指标,构建区域耕地利用系统健康综合评价指标体系;借助GIS技术和物元模型,开展1∶50000比例尺区域耕地利用系统健康评价,分析区域耕地利用系统健康的空间差异及其影响因素.结果表明:研究区内超过50%的耕地处于健康水平,超过30%的耕地处于不健康水平,耕地利用系统健康状况空间差异明显.其中健康的耕地利用系统主要分布在研究区中部和南部,而研究区北部大部分耕地利用系统的健康状况处于临界状态和不健康水平;祥平街道、大同街道和凤南农场耕地利用系统的健康状况较好,而西柯镇耕地利用系统健康状况较差;旱地利用系统健康状况优于水田和水浇地;距离居民点和交通道路较近区域的耕地利用系统健康状况较好.研究区耕地利用系统健康状况除受有机质、土壤养分和坡度等自然因素影响外,还受区域经济发展、种植模式和结构以及经济区位等人为因素的影响. 展开更多
关键词 经济发达地区 耕地利用系统 健康状况 空间差异 影响因素
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基于土地适宜性和固碳需求的紫云英种植布局研究:以福建省浦城县为例 被引量:2
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作者 曹孟锦 周碧青 +3 位作者 张黎明 邱龙霞 陈容 邢世和 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期125-135,共11页
藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径,紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累,且培肥地力,但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区,借助GIS与修正的加权指数和... 藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径,紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累,且培肥地力,但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区,借助GIS与修正的加权指数和、动态聚类等数学模型集成技术,在基于1∶5万比例尺的区域紫云英用地适宜性评价和耕层土壤碳密度分析的基础上,以适宜性和耕层土壤有机碳密度为指标,遵循最适宜生长和耕层土壤碳密度较低的耕地优先安排为种植用地的原则,将研究区紫云英优化种植区划分为优先、次优先和一般种植区。结果表明,研究区81.82%的耕地不同程度地适宜种植紫云英,耕层有机碳密度介于2.50~5.74 kg×m^(-2),空间差异较为明显。经优化布局的研究区紫云英用地面积占耕地总面积的59.72%,以优先种植区和次优先种植区占优势,分别占研究区紫云英优化布局用地总面积的25.72%和50.34%;其中耕地土壤固碳培肥需求较为强烈的莲塘、水北、古楼、永兴和忠信等乡镇可作为紫云英重点种植区,富岭、仙阳、石陂和九牧等乡镇可作为紫云英种植的后备种植区。基于土地适宜性和固碳需求,择优选取紫云英适宜种植区域,对于其高效种植利用、区域耕地土壤有机质提升计划的科学实施以及耕地质量的有效提高具有重要指导意义。 展开更多
关键词 紫云英 固碳 适宜性 土壤有机碳密度 数学模型集成 优化布局
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基于GIS技术的福建省烟区烤烟产量估测与分区 被引量:2
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作者 梁伟 张黎明 +2 位作者 范协裕 周碧青 邢世和 《湖北农业科学》 2016年第10期2514-2520,共7页
采用烟区代表性样点的烤烟产量和相关影响因素调查资料,在筛选出烤烟K326、云烟87(85)品种产量最佳估测模型的基础上,借助GIS与烤烟产量最佳估测模型集成技术开展福建烟区不同烤烟品种产量的估测与空间分区,揭示福建省烟区耕地不同烤烟... 采用烟区代表性样点的烤烟产量和相关影响因素调查资料,在筛选出烤烟K326、云烟87(85)品种产量最佳估测模型的基础上,借助GIS与烤烟产量最佳估测模型集成技术开展福建烟区不同烤烟品种产量的估测与空间分区,揭示福建省烟区耕地不同烤烟品种产量的空间差异。结果表明,人工神经网络模型对K326和云烟87(85)产量的估测精度最高,分别高达99.48%和99.51%,可作为福建烟区烤烟产量预测的最佳模型。福建烟区K326、云烟87(85)高产量区面积分别为96 695.67和208 683.58 hm^2,集中分布于浦城、建阳、建瓯等县市;中产量区面积分别为121 879.70 hm^2和91 803.92 hm^2;低产量区面积分别为296 096.70 hm^2和214 184.60 hm^2,中产区主要分布于永定、宁化和上杭等县(市),表明福建省烟区种植云烟系列烤烟品种可获得更高的产量。 展开更多
关键词 GIS(Geographic INFORMATION System) 福建省 烤烟 产量 估测模型 空间分区
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福建耕地土壤磷素富集空间差异及其影响因素 被引量:15
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作者 詹秋丽 张黎明 +2 位作者 周碧青 巫顺金 邢世和 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期274-283,共10页
利用1∶250 000福建省耕地土壤类型空间数据库以及1982年1 676个和2008年200 322个耕地土壤调查样点数据资料,借助GIS技术与灰色关联分析模型,探讨了26年间研究区耕地耕层土壤有效磷富集程度空间差异及其影响因素。结果表明:26年来福建... 利用1∶250 000福建省耕地土壤类型空间数据库以及1982年1 676个和2008年200 322个耕地土壤调查样点数据资料,借助GIS技术与灰色关联分析模型,探讨了26年间研究区耕地耕层土壤有效磷富集程度空间差异及其影响因素。结果表明:26年来福建省耕地土壤有效磷呈明显富集趋势,全省92.81%的耕地有效磷处于不同程度富集状态,有效磷平均富集量和年均富集率分别高达24.38 mg?kg-1和10.01%,并呈较明显的空间差异。地处南亚热带的厦门市耕地有效磷富集程度最大,中亚热带的南平市富集程度最小;有效磷富集程度较高的土类为紫色土、潮土、水稻土和赤红壤,较小的土类为滨海盐土和石灰土;富集程度较大的亚类包括淹育水稻土、灰潮土和漂洗水稻土,较小的亚类包括棕色石灰土和滨海盐土。研究区耕地土壤磷素富集及其空间差异主要受年均磷肥施用量、p H、年均气温和土壤黏粒含量显著影响,灰色关联系数>0.722。根据研究区耕地土壤磷素富集程度及其空间差异制定磷肥优化管理措施是十分必要的。 展开更多
关键词 耕层土壤 有效磷 富集量 富集率 灰色关联分析 GIS
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炭基肥对酸化茶园土壤细菌和真菌数量及群落结构的影响 被引量:6
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作者 张毅 杨文浩 +2 位作者 周碧青 杨静 邢世和 《福建农林大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2023年第2期247-257,共11页
以废菌棒炭基肥为材料,设置不施肥(CK)、低量炭基肥(BF1)、中量炭基肥(BF2)和高量炭基肥(BF3)4个处理,在种植7 a以上的酸化茶园开展大田试验,研究不同用量炭基肥对酸化茶园土壤细菌和真菌数量、多样性及群落结构的影响.结果显示,施用炭... 以废菌棒炭基肥为材料,设置不施肥(CK)、低量炭基肥(BF1)、中量炭基肥(BF2)和高量炭基肥(BF3)4个处理,在种植7 a以上的酸化茶园开展大田试验,研究不同用量炭基肥对酸化茶园土壤细菌和真菌数量、多样性及群落结构的影响.结果显示,施用炭基肥显著提高了土壤脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖转化酶的活性,BF2和BF3处理的脲酶活性显著高于BF1处理.施用炭基肥显著提高了土壤细菌和真菌数量及多样性,细菌数量、多样性指数及真菌数量均随着炭基肥施用量的增加而增大,且BF3处理显著高于BF1处理;不同用量炭基肥对真菌多样性指数的影响不大;BF3处理对土壤细菌和真菌群落结构的影响最为显著.与BF1处理相比,BF3处理显著提高了细菌拟杆菌门及真菌子囊菌门、被孢霉菌门的相对丰度,但显著降低了细菌酸杆菌门的相对丰度;显著提高了细菌产黄杆菌属、水恒杆菌属及真菌被孢霉属、树粉孢属的相对丰度,但显著降低了细菌酸杆菌属、伯克氏菌属及真菌粗糙孔菌属、伞形霉属、镰刀菌属的相对丰度.冗余分析表明,土壤速效钾、有效磷含量及pH是影响土壤细菌群落的主要驱动因子,土壤硝态氮、总氮、铵态氮含量及pH是影响土壤真菌群落的主要驱动因子.综上所述,施用高量炭基肥可显著改善酸化茶园土壤的化学性质,进而提高土壤细菌和真菌数量及多样性,改变土壤细菌和真菌的群落结构. 展开更多
关键词 炭基肥 施用量 酸化茶园 土壤细菌 土壤真菌 群落结构
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