进行土壤质量评价前,必须先从大量土壤理化、生物学参数中严格选取对土壤质量敏感的评价参数最小数据集(MDS)。考虑到目前经济转型期我国剧烈的土地利用变化对各种土壤过程的深刻影响,通过以下3步选取土壤质量评价MDS:通过主成分分析(PCA)计算各土壤参数在所有特征值≥1的主成分上的综合荷载;通过多变量方差分析定量了土地利用变化对各土壤参数的贡献;通过均值多重比较确定了土地利用年限对土壤性质的定量影响。最后经过线性变换、分组、相关分析检验等过程,得到一个能最大限度的代表所有候选土壤参数而又尽可能少的损失这些候选参数所包含的土壤质量信息的最小数据集。该土壤质量评价MDS因子选取方法能很好地整合土地利用变化的综合定量影响,同时具有很好的灵活性、可扩展性并能外推到其它地区。通过将该方法分别应用在1985年及2004年采样分析的两套数据各12个土壤候选参数集上,得到了各包含6个因子的MDS及其在20a尺度上的变化规律,发现MDS因子略有不同,但变化不大。
为了有效对高速公路工程建设损毁临时用地进行复垦利用和生态重建,利用t检验和主成分分析法,对施工营地、施工便道、弃土场、拌和站和取土场5类临时用地土壤质量的变化,以及5类临时用地之间土壤质量差异进行研究。结果表明:取土场土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷质量分数和酶活性最低,土壤酸化严重；施工营地土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷质量分数和酶活性最高；拌和站土壤密度和紧实度最大,田间持水量最小；弃土场土壤密度和紧实度最小,速效钾养分质量分数最高；施工便道土壤各指标在5类用地中,均处于中间水平(P<0.05)。土壤有机质、速效磷以及氮素等养分缺乏,土壤酶活性降低,是引发弃土场、取土场的土壤质量下降的主要原因；土壤紧实度、密度增大,孔隙度减小及田间持水量的降低是导致施工便道、拌和站和施工营地土壤质量下降的主要因素。不同类型临时用地土壤质量差异极显著(P<0.001),在临时用地复垦和生态重建中,应采取针对性的土壤改良措施。主成分分析是损毁土地土壤综合质量诊断分析的有效研究方法。该研究可为工程建设损毁土地的复垦利用、生态重建及水土流失治理提供理论依据。
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