土壤质量评价中少量样本最小数据集的构建-以内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块为例 &nbsh1; 土壤质量评价中少量样本最小数据集的构建 以内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块为例 周文涛 兰 天,2 潘 岳 公衍丽 高云悦 李品芳,4* (1.中国农业大学 土地科学与技术学院，北京 100193； 2.清华大学 环境学院，北京 100084； 3.中国农业大学 资源与环境学院，北京 100193； 4.农业农村部华北耕地保育重点实验室，北京 1001...
以内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区典型地块为例
周文涛 兰 天,2 潘 岳 公衍丽 高云悦 李品芳,4*
(1.中国农业大学 土地科学与技术学院，北京 100193； 2.清华大学 环境学院，北京 100084； 3.中国农业大学 资源与环境学院，北京 100193； 4.农业农村部华北耕地保育重点实验室，北京 100193)
除水资源质量和空气质量之外，土壤质量是又一重要的环境质量参数。土壤质量体现了土壤在生态系统和土地利用中维持生物生产力、环境质量和促进动植物健康的能力。开展土壤质量评价工作，对种植模式优化和产业结构调整具有重要意义。自美国农业部土壤保护局于1961年发布土地能力分类系统以来，已开发出多种土壤质量评估方法，如：土壤质量检测卡、土壤质量指数法、空间插值法和土壤质量动态变化模型。其中，土壤质量指数法在进行土壤质量评价的工作中应用较为广泛，可以反应自然条件下土壤能力的复杂性。利用数理统计的方法通过定量模型对指标进行综合评估，能够更直接的代 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 土壤的质量情况。已经建立的定量模型有综合质量指数(IQI)和Nemoro质量指数(NQI)等，这些质量指数是通过数学方法来评估某些土壤因素与土地生产力之间的关系。
在土壤质量评价的过程中，常运用最小数据集理论，通过聚类分析、相关分析、主成分分析等统计方法对冗余指标进行筛选后，构建土壤质量评价的最小数据集来评价土壤质量。土壤质量的评价工作由于研究尺度的不同，土壤样品的采集数量有所差异，选择测定的指标也有所不同。如：在对南方地区冷浸田土壤质量进行评价的研究中，采集了7个省份的36个土壤样品，使用主成分分析法对测定的18项指标进行了筛选；北方地区土默川平原不同利用类型土壤质量评价采集了20个土壤剖面的土壤样品，测定了32项分析指标，使用主成分分析法构建最小数据集；在探讨伊朗干旱区将原生牧场转化为农田后土壤质量变化的研究中，同样采用主成分分析法建立土壤质量评价的最小数据集。主成分分析法是构建最小数据集广泛应用的统计方法，但评价指标是否适合采用主成分分析法需要经过KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)与Bartlett’s(Bartlett test of sphericity)检验。采用聚类分析或是其他分析方法也可以进行最小数据集的构建，但需要足够多的研究样本及一定量的测定指标。如：在使用聚类分析和主成分分析对红壤坡耕地耕层土壤质量进行评价的研究中，采集了4个省份不同耕作方式的41个样点，测定了11项理化指标；在对黄河三角洲地区土壤质量评价的工作中，利用模糊逻辑的数学方法对98个样点的10项土壤理化指标进行分析，构建了最小数据集对土壤质量进行评估。应用聚类分析构建最小数据集一般是在聚类分析的结果上结合相关分析对指标进行筛选，但是，仅依靠聚类分析方法无法完成对评价指标的精简，而大量的样点结合多个不同的评价指标意味着工作量成倍增加，耗费更长时间和增加更多成本。因此，如何在少量样本的情况下，通过分析方法的结合成功的构建土壤质量评价的少量样本最小数据集是有待深入探讨的研究课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。
内蒙古杭锦旗黄河南岸灌区位于河套平原黄河“几”字湾南岸，灌区内耕地面积广阔，土壤物理性质均一，但灌区内土壤质量状况尚未探明。因此，本研究拟以黄河南岸灌区单一地块少量土壤样本的12个理化指标的测定结果为基础，采用聚类分析对评价指标进行初筛，并且进行主成分分析的前提检验，在满足检验的条件下对冗余指标通过主成分分析进一步筛选，探讨土壤质量评价中基于少量样本最小数据集的构建方法，并与全体数据集进行了自相关的精度检验，以期为土壤质量评价工作中少量样本最小数据集的构建方法提供参考。
试验区域位于内蒙古鄂尔多斯市杭锦旗吉日嘎朗图镇，40°76′～40°81′ N，107°65′～108°11′ E，地处黄河“几”字湾南岸，杭锦旗北部，东接独贵塔拉镇，西邻呼和木独镇，南连库布其沙漠，北与巴彦淖尔市隔黄河相望。全镇东西长90 km、总面积2 747 km。研究区域北靠黄河南临沙漠，引用黄河水进行农业灌溉，故称为黄河南岸灌区。南岸灌区属于中温带半干旱大陆性气候，平均海拔1 006 m，年降水量150 mm左右，60%的降水集中在7—9月。平均气温8.1 ℃，昼夜温差大，日照时间长，年日照时间约为3 200 h，无霜期130 d左右，适宜农作物和牧草生长。粮食作物以玉米、小麦为主，经济作物以葵花为主。灌区内土壤质地较为黏重，透水性差，降雨后极易在地表形成积水，在作物生长初期频繁造成幼苗死亡。由于研究区域紧邻沙漠边缘，当地对质地黏重的土壤普遍采用掺沙的改良措施。
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土样采集
通过对黄河南岸灌区的野外调查，确定本次试验选择的研究地块为灌区内典型的黏土质地，研究地块位于40°77′ N,107°50′ E，面积为4 236.31 m。于2019年在地表进行30 cm的掺沙后与原有耕层土壤进行翻耕，改良后耕层土壤质地经测定为壤质砂土。在2020年7月对所选地块耕层土壤样品进行采集后测定基本理化性质。如图1所示，使用基于网格的小规模土壤采样 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 确定研究地块采样点的位置，共选取24个采样点，采集0～20 cm深土壤样品，每个样点3次重复采样，混合均匀后四分法留取约1 kg土壤样品，实验室内风干后过2 mm筛用于土壤基本理化指标的测定与分析。共测定以下12项土壤理化指标：田间持水量(FMC)、饱和含水量(SMC)、土壤容重(BD)、有机质(OM)、速效钾(AK)、速效磷(AP)、铵态氮硝态氮土壤pH、电导率值(EC)以及阳离子交换量(CEC)和钠吸附比(SAR)。
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土壤理化指标的测定方法具体测定指标为：田间持水量、饱和含水量和土壤容重采用环刀法；土壤有机质采用重铬酸钾容量法；速效钾采用乙酸铵浸提-火焰光度计法；速效磷采用碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法；铵态氮用2 mol/L KCl浸提-靛酚蓝比色法；硝态氮用双波长紫外分光光度法；阳离子交换量采用乙酸铵-火焰光度法；pH采用
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=2.5∶1浸提电位法；电导率采用
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=5∶1浸提电导法；土壤盐基离子Na、Ca、Mg采用
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=5∶1浸提液相离子色谱仪测定；
钠吸附比(SAR)表征土壤的碱化程度，计算公式如下：
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式中：
C
Na、
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Ca和
C
Mg分别为土壤溶液中Na、Ca、Mg的相对浓度，mmol/L。
浙公网安备 33021202002483