海南島土壤有機(jī)質(zhì)時空變異特征及驅(qū)動因素研究.pdf

1、土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)含量是評價土壤肥力和土壤碳庫的重要指標(biāo)。由于復(fù)雜的成土過程及人類活動的影響，一方面，SOM通常存在較強(qiáng)的空間變異性。另一方面，各地研究也顯示出不同地區(qū)SOM時空變異的差異。目前對海南島SOM空間變異特征的描述多采用地統(tǒng)計學(xué)方法，而結(jié)合土地利用類型、土壤類型等信息對不同模型（如地統(tǒng)計學(xué)模型、機(jī)器學(xué)習(xí)方法）的模擬結(jié)果進(jìn)行對比，從而選出適合該區(qū)SOM含量空間變異模型的研究相對較少。我國目前關(guān)于SOM時空變異研究多集中在處于

2、農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)的溫帶和亞熱帶地區(qū)，而對于海南島這樣的熱帶地區(qū)則僅涉及一、兩類農(nóng)田，對時空變異驅(qū)動因素的研究也不全面。
　　因此，本文以海南島為研究區(qū)域，采用普通克里格(OK)、回歸克里格(RK)和隨機(jī)森林模型(RF)三種方法，結(jié)合地形因子、歸一化植被指數(shù)、土地利用類型和土壤類型等輔助變量對該區(qū)2012年128個樣點0～5、0～20、20～40、40～60cm四個土層SOM含量的空間分布規(guī)律進(jìn)行預(yù)測，并以32個驗證點進(jìn)行精度評價，選擇適

3、合該區(qū)不同土層最優(yōu)擬合模型;通過實地采樣數(shù)據(jù)(2012年)與歷史數(shù)據(jù)(1980s)對比，結(jié)合農(nóng)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，研究該區(qū)SOM時空變異特征及其驅(qū)動因素，從而為地處熱帶、較大區(qū)域尺度地形復(fù)雜區(qū)SOM空間預(yù)測制圖模型的選取及該區(qū)農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整提供參考依據(jù)。所得結(jié)論如下:
　　(1)0～5、0～20和20～40cm土層的最優(yōu)擬合模型均為RF，而40～60cm土層的最優(yōu)擬合模型為OK;RK和RF較OK能更好地描述SOM含量局部變異的細(xì)節(jié)信息;

4、
　　(2)2012年四個土層SOM含量整體呈現(xiàn)出西南、東北高，西部、東南沿海地區(qū)低的空間分布趨勢;
　　(3)時隔近30年，全島0～20cm土層SOM含量整體呈減少趨勢，2012年SOM含量較1980s減少了4.68g kg-1，減少22.75％。其中水田減少最為明顯，減少了6.42g kg-1，減少27.34％;其次為園地，減少了2.65g kg-1，減少14.25％;而旱地減少量最小，為1.28g kg-1，減少8.8

5、4％;
　　(4)SOM含量呈下降趨勢的面積占全島的60.23％,下降幅度在-5～-10和-5～-1g kg-1范圍內(nèi)，主要分布在海南島除東部、東北部以外大部分地區(qū);SOM含量呈上升趨勢的面積占全島的19.47％，增加幅度在1～5和5～10g kg-1范圍內(nèi)，主要分布在海南島東北部和東部沿海地區(qū);SOM含量變化在-1～1gkg-1之間，即基本保持不變的面積占全島的11.30％，在島內(nèi)各地均有分布;
　　(5)水稻連作改為稻菜