南方滨湖小流域土地利用变化对生态系统服务权衡关系的影响

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作者 黄俊 丁倩 +1 位作者 叶英聪 张林 《安徽农业科学》 2025年第1期57-62,90,共7页

以鄱阳湖海昏江小流域为研究对象,基于遥感、气候、土壤、DEM和植被数据,对1984、2008和2022年的土地利用变化进行动态分析。利用InVEST和CASA模型量化分析水源涵养、土壤保持、生境质量、碳储存和净初级生产力5种主要生态系统服务及它... 以鄱阳湖海昏江小流域为研究对象,基于遥感、气候、土壤、DEM和植被数据,对1984、2008和2022年的土地利用变化进行动态分析。利用InVEST和CASA模型量化分析水源涵养、土壤保持、生境质量、碳储存和净初级生产力5种主要生态系统服务及它们之间的时空变化特征,运用相关性分析、权衡协同度等方法,研究区域内生态系统服务之间的权衡和协同作用。结果表明,1984—2022年流域内林地减少15.27 km^(2),建设用地增加17.06 km^(2),但土地利用结构总体相对稳定,呈现出由西向东“林地—耕地—建设用地”的地带性分布模式,1984—2008年土地利用变化整体偏缓慢,2008—2022年土地利用变化较为剧烈。水源涵养和净初级生产力服务对、土壤保持和净初级生产力服务对、生境质量和净初级生产力服务对、碳储量和净初级生产力服务对这4个服务对1984—2022年空间分布上均表现出以权衡关系为主。水源涵养和生境质量服务对、土壤保持和生境质量服务对1984—2008年空间分布上以权衡关系为主,2008—2022年以协同关系为主。从生态系统服务结构来看,耕地展现出“土壤保持—碳储量—净初级生产力”的复合型结构特征,林地呈现出“水源涵养—生境质量”的双层次结构特征。相比之下,其他土地类型主要表现为单一型结构。 展开更多

关键词 生态系统服务 土地利用变化 权衡与协同 海昏江小流域

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江西永修海昏江小流域土壤有机碳空间变异特征及其影响因素研究

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作者 黄俊 张林 +2 位作者 江雅萌 叶英聪 江叶枫 《江西农业学报》 2025年第1期92-98,共7页

以江西省永修县海昏江小流域为研究区域,通过采集180个表层土壤样点,结合地统计学、地理探测器和GIS技术,分析了土壤有机碳含量与土地利用方式、成土母质和土壤类型等环境变量的相关性。结果表明,海昏江小流域土壤有机碳含量表现出显著... 以江西省永修县海昏江小流域为研究区域,通过采集180个表层土壤样点,结合地统计学、地理探测器和GIS技术,分析了土壤有机碳含量与土地利用方式、成土母质和土壤类型等环境变量的相关性。结果表明,海昏江小流域土壤有机碳含量表现出显著的空间异质性,平均含量为12.65 g/kg,变异系数高达44.43%。土壤有机碳的空间分布受多种因素的影响,其中土地利用方式的影响最为显著,其次是土壤类型,而成土母质的影响相对较小。利用因子探测器和交互探测器模型进一步分析了这些因素对土壤有机碳含量的独立和交互影响,此研究结果可为土壤碳汇管理、区域环境质量和碳循环平衡提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤有机碳 地统计学 地理探测器 土地利用方式

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鄱阳湖平原耕地多功能时空演变及其驱动机制 被引量：11

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作者 张宇佳 蔡海生 +2 位作者 张学玲 陈理庭 何庆港 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2023年第3期245-253,共9页

[目的]科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法]运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果]①2000—2020年鄱阳湖... [目的]科学认知耕地多功能时空演变规律及驱动机制,为保障粮食安全和促进区域耕地多功能水平与社会经济发展相协调提供支持。[方法]运用了熵权法、层次分析法、综合指数法、GIS空间可视化分析及地理探测器。[结果]①2000—2020年鄱阳湖平原各县区耕地综合功能总体呈上升趋势,受社会经济发展水平影响显著,具体表现为耕地综合功能的提高优先发展于社会经济发展较快地区,如南昌县、安义县等南昌市周边地区。②20 a间鄱阳湖平原耕地多功能变化趋势不同,其中生产和景观美学功能呈现增长趋势,生态维持和社会保障功能则出现下降趋势,说明鄱阳湖平原耕地生产功能虽有所提高,但难以保障日益增长的粮食、经济需求,同时第二、三产业的飞速发展使耕地所能提供的经济贡献比重逐渐下降。③鄱阳湖平原耕地多功能发展水平受社会和自然两方面影响,社会因素可通过实施改善农业生产基础条件,保障农村居民最低收入,提高农村居民医疗福利标准等政策调节,自然环境方面则需要人类共同保护、修复生态环境。[结论]多种因素共同影响鄱阳湖平原耕地多功能发展水平,合理制定耕地保护利用政策、保障农村居民生活水平对提高耕地多功能发展水平具有促进作用。 展开更多

关键词 耕地多功能 时空演变 地理探测器 驱动机制 鄱阳湖平原

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红壤地区原位反射光谱因素影响机理研究

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作者 杨梅花 刘媛 +4 位作者 何宏毅 黄靖文 吴靖 周星合 赵小敏 《江西农业大学学报》 北大核心 2025年第4期1142-1152,共11页

【目的】红壤是我国水热条件好、面积大的重要的土壤资源,其质量关系到国家粮食安全和生态安全。加强红壤质量监测是确保国家粮食安全的重要举措。原位可见-近红外反射光谱(vis-NIR)是红壤质量监测的流行技术手段,但监测过程原位反射光... 【目的】红壤是我国水热条件好、面积大的重要的土壤资源,其质量关系到国家粮食安全和生态安全。加强红壤质量监测是确保国家粮食安全的重要举措。原位可见-近红外反射光谱(vis-NIR)是红壤质量监测的流行技术手段,但监测过程原位反射光谱的影响因素作用机理尚不明确,这影响了监测的精准度。厘清原位条件下光谱的主要影响因素,明晰原位光谱的因素作用规律是红壤质量快速监测的关键一环。【方法】以地处红壤区的国家面积最大的江西省红壤区土壤为研究对象,选取来自梅岭花岗岩、扬子洲的河流沉积物、余江县的第四纪红色黏土和红砂岩发育的红壤、水稻土;获取不同土壤类型的耕作层、垫积层和犁底层的原位土壤、原位光谱风干土壤、风干磨碎土壤的可见-近红外光谱(vis-NIR),并对磨碎土壤的光谱烘干后加湿制成15%和25%2种水分后测量其光谱;对所有光谱进行连续统去除,刻画不同层不同成土母质来源的土壤光谱的特征吸收峰的位置关系,分析其特征吸收峰和水分含量、土壤有机质含量(SOM)、土壤质地之间的关系。【结果】4种成土母质来源的土壤其耕作层的原位光谱的水分特征吸收峰差异显著,原状湿土耕作层、犁底层和垫积层三层更易聚类,而磨碎土中,耕作层易聚类。相比于土壤水分含量和土壤质地以及土壤成土母质,耕作层对原位光谱的影响最大。磨碎处理中,水分含量对光谱的水分吸收特征峰的影响不受成土母质和质地的影响,水分含量和此处的特征吸收峰为线性关系。而在原位土壤中,1900 nm和水分含量时应考虑非线性关系,水分含量和质地均对光谱反射率有显著影响。红壤地区土壤有机质含量低的土壤,原位光谱中的水分含量能够提高特征吸收峰与SOM含量相关系。【结论】原位光谱的主要影响因素除了考虑水分含量外,质地是很重要的考虑因素。研究结果可为耕地质量快速准确监测中水分作用规律提供理论依据和支持,推进红壤地区光谱原位监测中水分与土壤属性耦合影响的土壤光谱学理论研究。 展开更多

关键词 原位可见-近红外光谱 水分 耕作层 质地 特征吸收峰

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高标准农田建设对耕地质量的影响——以鹰潭市余江区为例

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作者 廖通霖 叶英聪 匡丽花 《中国农机化学报》 北大核心 2025年第1期255-263,共9页

研究高标准农田建设对耕地质量等级的影响情况,分析各项评价指标因素在高标准农田建设前后的变化情况和对耕地质量的贡献程度,为余江区合理规划建设高标准农田、提高耕地质量提供科学参考和技术依据。以余江区2015年和2020年期间建设的... 研究高标准农田建设对耕地质量等级的影响情况,分析各项评价指标因素在高标准农田建设前后的变化情况和对耕地质量的贡献程度,为余江区合理规划建设高标准农田、提高耕地质量提供科学参考和技术依据。以余江区2015年和2020年期间建设的高标准农田为例,通过RS技术和ArcGIS手段获取评价指标指数,从自然地理、土壤状况和人为管理3个角度构建评价指标体系,采用CRITIC法确定各指标权重,对高标准农田建设前后耕地质量进行评价,计算各指标贡献值。高标准农田建成后,总体耕地质量得到提升,Ⅰ级耕地面积增加1165.59 hm^(2),增加21个百分点,平均耕地质量等级提升0.79个等级;从各行政乡镇提升情况来看,各地区均有提升,其中平定乡提升最多,提升0.75个等级,变化率为32.61%。在建设过程中,土壤水分指数贡献程度最高,耕地等级提升贡献值(CG)为0.244,贡献程度达30.96%,变化率为31.91%。余江区耕地质量等级在高标准农田建成后有较大提升,其中水利设施的贡献程度最高,在建成前后代表该方面指数的提升程度也最为明显。 展开更多

关键词 余江区 高标准农田 耕地质量 等级评价 土壤水分

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基于流域面源污染过程的“源-汇”景观格局分析研究进展 被引量：5

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作者 王金亮 谭少军 +2 位作者 李梦冰 倪九派 周丙娟 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1657-1667,共11页

“源-汇”景观理论被推荐为耦合景观格局与面源污染过程的有效途径,合理的“源-汇”景观格局配置有助于减少面源污染物输出,从而降低面源污染风险。论文分别从“源-汇”景观识别、“源-汇”景观格局分析,以及“源-汇”景观对面源污染物... “源-汇”景观理论被推荐为耦合景观格局与面源污染过程的有效途径,合理的“源-汇”景观格局配置有助于减少面源污染物输出,从而降低面源污染风险。论文分别从“源-汇”景观识别、“源-汇”景观格局分析,以及“源-汇”景观对面源污染物的影响3个方面,系统论述了基于面源污染过程的“源-汇”景观格局分析的研究进展。分析认为,针对基于面源污染过程的“源-汇”景观识别,目前研究主要停留在传统景观格局的意义上,需要考虑多要素的空间耦合关系和综合作用,来更好地判别特定面源污染过程的“源-汇”景观归属及其权重贡献。同时,针对“源-汇”景观格局分析,经典的景观空间负荷比指数只适合于环境背景比较相似的流域或地区,因此需要考虑量化更多的景观因子,并构建适合跨流域且具有可比性的“源-汇”景观指数,进而优化“源-汇”景观格局配置,降低流域景观生态安全风险。最后,“源-汇”景观格局研究所针对的主要面源污染物主要是氮磷等传统面源污染物,因此需要扩大“源-汇”景观格局对更多新型面源污染物的指示研究,为更深层次地研究流域景观格局与面源污染过程的耦合关系提供参考。 展开更多

关键词 “源-汇”景观 景观指数 景观格局 面源污染

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基于物候与极端气候信息的耕地土壤有机碳空间分布预测研究 被引量：4

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作者 周琪清 赵小敏 +1 位作者 郭熙 周洋 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期648-661,共14页

土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)作为陆地生态系统中最大的碳库,在农田土壤质量和作物产量方面发挥着重要作用。准确预测耕地SOC的空间分布对于制定农业管理措施至关重要。在数字土壤制图(Digital Soil Mapping,DSM)框架下,选择有... 土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)作为陆地生态系统中最大的碳库,在农田土壤质量和作物产量方面发挥着重要作用。准确预测耕地SOC的空间分布对于制定农业管理措施至关重要。在数字土壤制图(Digital Soil Mapping,DSM)框架下,选择有效的环境协变量是提高SOC空间预测精度的重要方法。以往遥感指数和气候变量通常使用某个时段或时点的(平均)值作为输入变量,而很少有研究将时间特性和事件用于土壤有机碳预测。因此,引入物候变量、极端气候变量弥补部分损失的地物信息和气候特征,探讨其对研究区耕地SOC空间变异的响应特性及预测SOC空间分布的可行性。以江西省上高县为研究区域,采用随机森林模型,选取遥感数据、DEM衍生变量、物候参数、气候特征因子等作为环境协变量引入模型中,并用普通克里格(Ordinary Kriging,OK)对模型结果进行残差修正,最后对比不同类型变量组合下模型的预测效果及预测精度。结果表明,时序变量、物候变量及极端气候变量能够改善模型的预测性能,并且残差作为误差项还能进一步提升模型的精度。结合时序变量、物候变量、极端气候变量、地形变量和残差的组合拥有最高的预测精度,相较于地形变量、遥感变量和气候变量的组合,将R2、MAE和RMSE提升了90.00%、58.95%和57.14%。变量贡献率分析显示,SU、a3和TXx是影响研究区耕地SOC分布的重要变量。因此,物候变量和极端气候变量具有较好的应用前景,未来还需验证极端气候变量作为环境变量在不同土地利用、大尺度研究区下预测土壤属性的有效性。 展开更多

关键词 土壤有机碳 数字土壤制图 随机森林残差克里格 物候 极端气候

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基于改进地形分布指数的耕地土壤属性空间变异特性研究 被引量：1

8

作者 周琪清 赵小敏 +1 位作者 郭熙 曾学亮 《核农学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1595-1604,共10页

为解决现有地形位指数和地形位置指数因忽视地物在空间上的规律变化而造成的误差累积、异常值等问题,本研究基于地理学第一定律对地形分布指数模型进行加权修正,并利用改进后的地形位置指数进行半自动地形分类,从定性、定量角度分析地... 为解决现有地形位指数和地形位置指数因忽视地物在空间上的规律变化而造成的误差累积、异常值等问题,本研究基于地理学第一定律对地形分布指数模型进行加权修正,并利用改进后的地形位置指数进行半自动地形分类,从定性、定量角度分析地形因子对耕地土壤属性空间变异的影响特性。结果表明,改进后的地形分布指数可显著改善现有地形指数的多峰与偏态问题;在与土壤有机质、速效钾含量的相关性分析中,改进地形分布指数普遍优于传统地形指数,其中与土壤有机质、速效钾含量相关性最高的指数分别是TPI_IDW(0.367)、TPI_RBF(0.277);与地形位置指数相比,基于改进地形位置指数的地形分类对细部信息的刻画更符合实际。研究区土壤有机质含量表现为中坡>下坡>山谷>山脊>平坡,速效钾含量表现为山脊>山谷>平坡>下坡>中坡。综上,改进地形分布指数具有一定的科学合理性。本研究结果为地形分类等其他相关领域研究提供了新思路。 展开更多

关键词 土壤属性 地形位指数 地形位置指数 地理学第一定律 地形分类

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强化植物提取修复镉污染耕地的研究进展 被引量：1

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作者 李艳梅 刘士余 +3 位作者 曾珍英 涂向文 刘长征 张嵚 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期225-236,共12页

开展镉污染耕地治理与修复关乎国家生态安全、粮食安全、食品安全等重大战略需求。植物提取修复技术具有原位、彻底、绿色、成本低、环境扰动小等优点,但局限于修复效率低、周期长,强化植物提取修复技术被认为是解决这一问题的关键。文... 开展镉污染耕地治理与修复关乎国家生态安全、粮食安全、食品安全等重大战略需求。植物提取修复技术具有原位、彻底、绿色、成本低、环境扰动小等优点,但局限于修复效率低、周期长,强化植物提取修复技术被认为是解决这一问题的关键。文章从如何提高植物提取修复效率入手,概述了修复植物的筛选,系统阐述了化学强化、微生物强化、农艺调控强化以及联合强化措施等的辅助修复潜力。对强化植物提取修复镉污染耕地的未来研究方向进行了展望,包括拓展筛选适于中、轻度镉污染耕地修复的高生物量经济作物,开发更多环境友好、高效、低廉的新型强化材料,加强不同土壤-植物-强化措施修复效果的探索,关注联合强化措施的协同机理探究。 展开更多

关键词 强化 植物提取 镉 耕地 研究进展

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耕地质量与景观格局指数的关系研究——以江西省鹰潭市为例

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作者 邹恒宇 叶英聪 匡丽花 《农学学报》 2024年第1期44-52,共9页

研究耕地质量与景观格局间的关系,可以为加强国家耕地质量保护和提升提供科学依据。利用江西省鹰潭市2022年耕地质量数据,在耕地质量评价的基础上综合分析鹰潭市的总体耕地质量状况。选取斑块面积、斑块占景观比例、边界密度、斑块密度... 研究耕地质量与景观格局间的关系,可以为加强国家耕地质量保护和提升提供科学依据。利用江西省鹰潭市2022年耕地质量数据,在耕地质量评价的基础上综合分析鹰潭市的总体耕地质量状况。选取斑块面积、斑块占景观比例、边界密度、斑块密度、景观形状指数、平均斑块大小、景观分离度、蔓延度指数和香农多样性指数等景观格局指数在Fragstats 4.2软件中进行计算,再将耕地面积加权平均国家自然等别、利用等别、经济等别指数分别与选取的耕地景观格局指数进行相关性分析。研究得出,耕地质量国家自然等指数与耕地边界密度呈极显著负相关,相关系数为-0.393(P<0.01);耕地质量国家利用等指数与耕地平均斑块大小和香农多样性指数呈极显著正相关,相关系数分别为0.343(P<0.01)和0.416(P<0.01);耕地质量国家经济等指数与耕地边界密度呈极显著负相关,相关系数为-0.381(P<0.01)。因此部分景观格局指数与耕地质量之间存在明显的相关性,可以在一定程度上反映该区域内耕地质量与景观格局指数间的关联。研究结果可为从景观格局角度实现耕地质量的提升与保护工作提供科学参考,对国家层面做出优化区域耕地空间布局决策也具有一定的现实意义。 展开更多

关键词 耕地质量 景观格局指数 相关性分析 空间异质性 鹰潭市

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秸秆及其生物炭还田对水稻养分吸收分配和产量的影响 被引量：11

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作者 李金烨 陈洁 +5 位作者 吴建富 倪国荣 谢凯柳 周春火 荣勤雷 赵小敏 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1118-1128,共11页

【目的】研究秸秆和秸秆生物炭还田对土壤肥力、水稻养分吸收分配以及产量构成因素的影响,以期揭示不同还田措施影响水稻养分吸收分配以及产量的主导因素,为科学合理施用秸秆和秸秆生物炭提供理论依据和技术指导。【方法】以第四纪红色... 【目的】研究秸秆和秸秆生物炭还田对土壤肥力、水稻养分吸收分配以及产量构成因素的影响,以期揭示不同还田措施影响水稻养分吸收分配以及产量的主导因素,为科学合理施用秸秆和秸秆生物炭提供理论依据和技术指导。【方法】以第四纪红色黏土母质发育而成的红壤性水稻土为供试土壤,盆栽试验设置3个处理:单施化肥(NPK);化肥配施秸秆(NPK+S);化肥配施生物炭(NPK+B)。在水稻成熟期,采集植株和土壤样品。分析土壤养分含量、水稻植株各部位干物质量以及其氮、磷、钾养分含量的变化,研究植株养分在各部位的分配规律,并通过PLS-PM模型揭示影响水稻产量的主导因素。【结果】秸秆和秸秆生物炭还田显著提高了土壤有机碳、全氮和速效钾含量,而且秸秆生物炭还田处理土壤有机碳和全氮含量显著高于秸秆还田处理(P<0.05),分别提高29.05%和8.95%。水稻分蘖前期NPK+B处理分蘖数高于NPK和NPK+S处理,但分蘖后期最大分蘖数呈NPK>NPK+B>NPK+S的趋势。较NPK处理,NPK+B和NPK+S处理均显著提高地上部干物质量,尤其是穗部干物质量(P<0.05),其中NPK+B处理效果较佳。NPK+B和NPK+S处理水稻植株叶、穗部氮、磷养分含量较NPK处理总体均呈增加趋势,且促进了氮、磷素向植株地上部转移以及钾素向茎叶的转移。较NPK处理,NPK+B和NPK+S处理显著提高了每穗粒数、结实率、成穗率(P<0.05),增幅分别为40.33%、19.38%、17.68%和42.32%、10.93%、17.24%。PLS-PM模型分析结果显示,植株氮、钾素的养分分配变化主要通过提高产量构成因素的每穗粒数、结实率、成穗率进而显著提高水稻产量(P<0.05)。【结论】秸秆和秸秆生物炭还田提高了土壤有机碳、全氮、速效钾含量,进而影响了植株各部氮、磷、钾养分含量以及其养分分配,而土壤肥力变化调控的植株氮、钾养分分配是影响水稻产量变化的主导因子。 展开更多

关键词 秸秆还田 生物炭 土壤养分 植株养分分配 水稻产量

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南昌市近郊耕层土壤有机质空间格局及其影响因素分析 被引量：6

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作者 黎钰鑫 赵小敏 +1 位作者 郭熙 赵丽红 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期749-758,共10页

[目的]土壤有机质(SOM)含量是土壤肥力表征的重要指标之一,影响土壤结构、植物营养和土壤微生物活性,以及粮食的持续生产。随着城市发展,近郊耕地是最直接灭失的地方。因此分析近郊耕地土壤有机质空间格局及其影响因素,有利于认识近郊... [目的]土壤有机质(SOM)含量是土壤肥力表征的重要指标之一,影响土壤结构、植物营养和土壤微生物活性,以及粮食的持续生产。随着城市发展,近郊耕地是最直接灭失的地方。因此分析近郊耕地土壤有机质空间格局及其影响因素,有利于认识近郊耕地土壤有机质分布规律并合理布局农业生产,保护耕地。[方法]基于SPSS对南昌市近郊430个耕地样点数据进行描述性统计分析土壤有机质含量基本情况,运用GS+9.0软件对耕地土壤有机质进行半方差分析选择最优拟合函数,运用ArcGIS进行克里金插值研究南昌市近郊耕地土壤有机质空间布局,并利用地理探测器中因子探测和交互作用分析空间变异主导因素和各因子间交互作用对耕地土壤有机质空间变异的影响。[结果](1)南昌市近郊耕地土壤有机质平均值为26.658 g/kg,变异系数(CV)为46.64%,空间变异中等。指数(Exponential)模型为半变异函数最佳拟合,块金系数为0.549,为中等程度的空间自相关。在82.92 km范围内,土壤有机质具有相关性,整体呈现东西高,东北向西南向偏低的空间格局。(2)南昌市近郊耕地土壤有机质含量空间格局影响较强的单因子降序排列:年均降水量、排水能力、灌溉保证率、年均温、土壤类型、交通通达度、高程、归一化植被指数(NDVI);(3)影响土壤有机质空间格局较强的前5组交互因子为:年均温∩中心城市影响度,排水能力∩年降水,年均温∩交通通达度,年降水∩灌溉保证率,年降水∩中心城市影响度。耕层土壤有机质空间格局是由多种因子共同作用推进的,因子间的交互作用为双因子增强和非线性协同提高。[结论]南昌市近郊耕地土壤有机质总体较好,空间分异性较强。 展开更多

关键词 近郊耕地 土壤有机质 空间变异性 地理探测器 交互作用 南昌市

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不同种植年限红壤柑橘园土壤腐殖质化学组成和结构特征差异 被引量：3

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作者 张雅雯 刘灿 +1 位作者 郭新春 郑太辉 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1575-1587,共13页

【目的】长时间序列尺度上监测果园土壤有机碳化学组成和分子结构,深入了解果园土壤固碳增汇功能对人类种植活动的响应规律,可以为农业固碳减排提供理论依据,助力双碳目标实现。【方法】以长期种植的红壤柑橘园为研究区,采集不同种植年... 【目的】长时间序列尺度上监测果园土壤有机碳化学组成和分子结构,深入了解果园土壤固碳增汇功能对人类种植活动的响应规律,可以为农业固碳减排提供理论依据,助力双碳目标实现。【方法】以长期种植的红壤柑橘园为研究区,采集不同种植年限(10年、30年、50年)土壤(0~20 cm)样品,分离纯化得到胡敏酸(HA)馏分(F1~F10)、低碳胡敏素(HuL)和高碳胡敏素(HuH)等腐殖质组分,利用元素分析、红外光谱、核磁共振3种手段,综合分析HA、HuL、HuH化学组成及结构变化。【结果】(1)化学组成:胡敏酸馏分与胡敏素元素组成以C、O为主,随种植年限延长C含量增大(除F9~F10),种植年限为50年的F1~F2、F3~F8、HuL、HuH C含量较种植年限为10年的增大36.1%、38.34%、61.69%、72.25%;HA的F1~F2、F3~F8馏分随种植年限的延长C/N分别下降40.84%、44.33%,HuH、HuL增大62.33%、42.55%,种植年限越长越有利于HA含氮基团的形成而不利于胡敏素含氮基团的形成;F1~F2、F3~F8、F9~F10脂化度分别增加12.8%、5.7%、6.6%,芳化度随之降低相应比例;HuH、HuL脂化度降低7.2%、0.9%,芳化度增大相应比例;芳香碳含量随种植年限延长HA馏分,分别下降10.9%、5.38%、3.83%、而HuL、HuH分别增加2.59%、5.68%。(2)结构特征:不同种植年限腐殖质组分红外光谱峰型、峰位相似,但吸收强度有差异,HuH的结构与HA结构相似,但HuL的结构更为简单,并且C骨架未发生变化;HA的H/C,F1~F2、F3~F8馏分随种植年限的延长下降30.03%、16.16%,随种植年限的延长HA的化学结构逐渐以芳香结构为主且不饱和程度和芳香性越高。【结论】柑橘果园土壤不同腐殖质组分化学组成、相对应的结构单元、官能团数量及各有机碳比例会因种植年限而改变,土壤有机碳含量逐年增加,柑橘的连年种植有利于土壤腐殖质结构稳定,进而增强土壤碳汇能力。 展开更多

关键词 种植年限 腐殖质组分 元素分析 红外光谱 固态13C核磁共振

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不同种植年限红壤果园土壤腐殖质结构变化对吡虫啉吸附的影响

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作者 张雅雯 张嵚 +6 位作者 刘灿 陈均权 周凯 涂书新 彭新华 郭新春 郑太辉 《土壤学报》 2025年第4期1083-1092,共10页

新烟碱类农药是南方丘陵区果园中最常用的杀虫剂之一,长期果园施肥会改变土壤有机质含量及结构,进而影响农药在土壤中的吸附行为。深入了解典型新烟碱类农药(吡虫啉)在果园土壤腐殖质上的吸附行为,有助于提高该类农药在土壤中环境行为... 新烟碱类农药是南方丘陵区果园中最常用的杀虫剂之一,长期果园施肥会改变土壤有机质含量及结构,进而影响农药在土壤中的吸附行为。深入了解典型新烟碱类农药(吡虫啉)在果园土壤腐殖质上的吸附行为,有助于提高该类农药在土壤中环境行为的认识,为农药面源污染源头防控提供理论依据。从不同种植年限(10 a、30 a、50 a)柑橘园土壤(0~20 cm)提取得到胡敏酸(HA)馏分(F1~F10)、低碳胡敏素(HuL)和高碳胡敏素(HuH),进行吡虫啉在这些腐殖质组分上的吸附等温线试验。结果表明,腐殖质组分对吡虫啉的吸附等温线均能很好地拟合Freundlich模型,R2大于0.9。胡敏酸对吡虫啉的吸附亲和力约为胡敏素的100倍,Ce为0.5、2.0、3.0 mg·L^(-1)时,吡虫啉的Kd值分别为523.1~5276 L·kg^(-1)、543.3~5717 L·kg^(-1)、520.2~5980 L·kg^(-1),随种植年限的延长,Kd值均略有增加;吡虫啉的KOC值与HA馏分(F1~F10)的芳香碳呈正相关关系、与烷基碳呈负相关关系,低碳胡敏素的羰基碳、羧基碳是控制吡虫啉吸附的关键碳官能团,高碳胡敏素的烷基碳是控制吡虫啉吸附的关键碳官能团。因此,长期种植可以在一定程度上提高腐殖质对吡虫啉的吸附,胡敏酸的芳香碳结构是调节吡虫啉吸附的关键结构,胡敏素的脂肪碳结构是调节吡虫啉吸附的关键结构。 展开更多

关键词 土壤腐殖质组分 吡虫啉 等温吸附 种植年限 柑橘园

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