平原丘陵過渡地帶土壤有機質(zhì)空間變異規(guī)律及其影響因素研究.pdf

1、土壤有機質(zhì)（Soil Organic Matter，SOM）具有空間自相關(guān)性和異質(zhì)性，同時受到氣候、地形、母質(zhì)等多方面影響因素作用，探究影響因子對土壤有機質(zhì)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(zhì)分布有其特殊的規(guī)律，影響因素也較為復(fù)雜多變，研究過渡地帶土壤有機質(zhì)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(zhì)預(yù)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(zhì)預(yù)測精度，探究土壤有機質(zhì)影響因子的空間非平穩(wěn)性影響，進一步指導(dǎo)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(chǔ)，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(zhì)含量進行了預(yù)測，分析了土壤有機質(zhì)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(zhì)預(yù)測提供了方法參考，得到結(jié)論如下:
　　(1)通過相關(guān)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(quán)回歸克里格(GWRK)由于其充分考慮了土壤有機質(zhì)及其影響因子的空間異質(zhì)性和局部非平穩(wěn)性，可根據(jù)自變量權(quán)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(quán)重值，從而擁有更好的預(yù)測效果，較普通克里格(OK)和回歸克里格(RK)具有更好的預(yù)測精度。
　　(2)地理加權(quán)回歸(GWR)模型可以計算各影響因素的

4、權(quán)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(zhì)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(cè)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)之一，開展地形起伏度劃分標(biāo)準(zhǔn)試驗