平原丘陵過渡地帶土壤有機質空間變異規(guī)律及其影響因素研究.pdf

1、土壤有機質（Soil Organic Matter，SOM）具有空間自相關性和異質性，同時受到氣候、地形、母質等多方面影響因素作用，探究影響因子對土壤有機質的影響機制對田間決策和農(nóng)業(yè)措施具有重要的參考意義。平原丘陵過渡區(qū)是特殊的地形地貌交錯地帶，該區(qū)域的土壤有機質分布有其特殊的規(guī)律，影響因素也較為復雜多變，研究過渡地帶土壤有機質變化規(guī)律對土壤碳儲備和全球碳循環(huán)具有重要意義。
　　空間回歸模型是土壤有機質預測和定量化信息管理的重要工

2、具。為提高平原丘陵過渡地帶土壤有機質預測精度，探究土壤有機質影響因子的空間非平穩(wěn)性影響，進一步指導田間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，本文以土壤景觀定量化模型為理論基礎，以地統(tǒng)計模型為工具，通過建立空間線性回歸模型，對平原丘陵過渡區(qū)土壤有機質含量進行了預測，分析了土壤有機質的空間變異規(guī)律及其影響因子的空間非平穩(wěn)性，并進一步通過劃分地形地貌區(qū)的方法，為平原丘陵過渡區(qū)土壤有機質預測提供了方法參考，得到結論如下:
　　(1)通過相關性分析和逐步線性回歸分析得

3、到研究區(qū)模型最佳解釋變量為:高程、坡度、坡向、有效鐵、土壤容重、土壤礫石度、黏粒。在模型選擇上，地理加權回歸克里格(GWRK)由于其充分考慮了土壤有機質及其影響因子的空間異質性和局部非平穩(wěn)性，可根據(jù)自變量權重的不同選擇更適宜的影響因子作為輔助變量，允許對不同的環(huán)境變量選擇不同的帶寬和權重值，從而擁有更好的預測效果，較普通克里格(OK)和回歸克里格(RK)具有更好的預測精度。
　　(2)地理加權回歸(GWR)模型可以計算各影響因素的

4、權重，由此繪制影響因子系數(shù)分布圖，從中可以得到各影響因子在不同空間位置對土壤有機質的影響大小和變化規(guī)律:高程對東北部影響程度最弱，平原丘陵過渡處所在區(qū)域是影響程度最高的區(qū)域;坡向朝向太陽輻射多的區(qū)域更有利于SOM積累，西部和東部受坡度影響作用最大，從兩側向中部逐漸減小;研究區(qū)中西部受有效鐵影響作用最大，從此處向南北兩側影響作用逐漸減弱;土壤容重和土壤礫石度影響作用變化規(guī)律相似，趨勢相反;黏粒對SOM影響作用顯著，自西北至東南影響作用逐漸

5、減弱，最高值區(qū)位于中西部區(qū)域，最低值區(qū)位于東南部。由此規(guī)律可為針對性采取農(nóng)業(yè)改造措施，因地制宜地進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。
　　(3)以地形起伏度和高程為綜合劃分標準，通過計算多尺度計算窗口下的地形起伏度，探究地形起伏度的尺度依賴性，進一步分析鄰域面積與地形起伏度之間的變化規(guī)律，將地形起伏度增加幅度由大到小的拐點作為最佳統(tǒng)計單元，運用高差顯著性變化模型，計算得到最佳統(tǒng)計單元。以高程200m為劃分標準之一，開展地形起伏度劃分標準試驗