基于土壤形态描述符的魁北克土壤结构评估新方法SSAPD的开发与验证

本文创新性地开发了基于标准化土壤形态描述符的土壤结构评估方法（SSAPD），通过专家赋权与大规模田间验证，实现了对魁北克农业土壤结构的量化评价。该方法与VESS评分高度吻合，能有效区分耕作与未扰动土壤，并通过GAMM模型揭示了与关键土壤性质的非线性关系，为土壤健康诊断提供了可校准的标准化工具。

　　

Highlight

Soil data

SSAPD方法开发所使用的土壤数据源自2017-2023年魁北克省大规模土壤健康研究（Gasser等，2023a,b）。该研究覆盖全省71个土壤系列，包含68种矿质土壤，从南部的肥沃布鲁尼溶土（Brunisols）和格莱溶土（Gleysols）到北方波兹溶土（Podzols）均有涉及。

Quality thresholds for SSAPD scores based on visual evaluation of soil structure using photos

通过对4751张土壤照片的视觉评估，将土壤结构质量划分为四个等级，并与SSAPD评分对应（图4）。2020-QSHI项目中以黏质和壤质土壤为主。SSAPD评分与视觉评估结果呈现显著一致性，但各类别内部存在一定变异性。广义加性混合模型（GAMM）解释了65.2%的SSAPD评分变异，表明该方法在不同质地和层次中具有稳定判别能力。

The SSAPD approach

SSAPD方法借鉴Mueller等（2009）的研究思路，依据FAO（2006）标准对土壤形态描述符类别进行1-5分评级（5分为最优结构）。创新之处在于该方法根据质地分组和土层深度对描述符进行差异化加权，为不同土壤条件生成定制化评分体系。

Conclusions

SSAPD基于土壤形态描述符构建，并通过专家知识校准。该方法适用于魁北克多种矿质土壤质地及Ap层与B层评估。其评分与广泛应用的VESS方法高度吻合，并能有效区分耕作土壤与物理状态更优的对照土壤。通过图像视觉评估与实验室数据的整合，SSAPD展现出对土壤结构质量的敏感响应和实际应用潜力。