土壤有機碳密度的空間分布特征及其影響因素探究.pdf

1、土壤有機質(zhì)是土壤肥力的主要來源，對促進植物生長發(fā)育和改善土壤的物理結(jié)構(gòu)起著重要的作用。而土壤有機碳作為土壤有機質(zhì)的重要組成部分，土壤碳庫作為全球生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫，對全球氣候的變化和生態(tài)環(huán)境的影響作用是顯著的。為此探討土壤有機碳的空間分布特征及其影響因素對于更進一步理解土壤有機碳的含量和變化規(guī)律具有重要意義。由于土壤有機碳在形成和發(fā)育的過程中受到自然和社會環(huán)境等因素的綜合作用與影響，在不同的尺度、區(qū)域其空間分布特征受影響因子作用機理和

2、作用大小均有所不同。
　　本文選擇位于鄂西山地和江漢平原過渡地帶，具有較復(fù)雜地形特征的宜都市作為研究區(qū)域，來綜合分析自然社會環(huán)境變量與土壤有機碳密度之間的關(guān)系。地形指數(shù)、土地利用類型和人類活動被認為是影響土壤有機碳密度分布的重要因素。本研究采用地統(tǒng)計分析、方差分析和疊加分析，分別探討各個影響因素對土壤有機碳密度的作用機制和作用大小。通過相應(yīng)數(shù)學(xué)方法對定性因子定量化，但由于環(huán)境變量的復(fù)雜性以及多變性，單純的將環(huán)境變量作為解釋變量參與

3、建立模型很容易產(chǎn)生多重性、冗余性以及共線性等問題，為此本文將結(jié)合通徑分析和主成分方法進行信息的提取與凝練選取代表性變量，從而為建立更為準確高精度的土壤有機碳密度模型服務(wù)，利用三種預(yù)測模型（普通克里格和兩種形式協(xié)同克里格），實現(xiàn)了對研究區(qū)土壤有機碳密度的空間插值預(yù)測，并比較了三種方法的精度。研究結(jié)果如下:
　　(1)土壤有機碳密度的分布范圍為0.560～9.250 kg m-2，變異系數(shù)為37.9％，這說明土壤有機碳密度表現(xiàn)出中等變

4、異程度，在不同的地理位置具有明顯的空間變異性。
　　(2)對本研究而言，不同地貌土壤有機碳密度的表現(xiàn)為:高丘(4.06±1.59kgm-2)＞中丘（3.75±1.54 kg m-2）＞低丘（3.52±1.12 kg m-2）;隨著坡度的增加，土壤有機碳密度先小范圍逐步降低再逐漸上升的趨勢，受該區(qū)域地形和植被類型的影響;SOCD偏高值區(qū)域多位在研究區(qū)的陰坡或半陰坡，因土地利用導(dǎo)致部分地區(qū)出現(xiàn)異常值;不同土地利用類型土壤有機碳密度的表

5、現(xiàn)為:城鎮(zhèn)聚落用地(3.848±1.16 kg m-2)＞林、草、水用地(3.82±1.59 kg m-2)＞農(nóng)業(yè)用地(3.70±1.28 kgm-2)＞未利用地(2.30±1.23 kg m-2);隨著道路網(wǎng)密度的增加，土壤有機碳密度先增加后減小。
　　(3)坡度與SOCD呈極顯著負相關(guān)關(guān)系（0.239**）且其對SOCD有極顯著的直接影響作用，而受到其他因素的干擾較少;粗糙度與SOCD呈極顯著正相關(guān)(0.236**)，但其主要