峰丛洼地土壤有机碳空间预测方法研究.doc

峰丛洼地土壤有机碳空间预测方法研究土壤有机碳是影响土壤肥力和作物产量的重要因素之一。独特的岩溶作用使得土壤有机碳在岩溶区地表生态系统碳循环过程中扮演着重要角色。峰丛洼地地区地形复杂多变,土壤空间分布不连续,野外调查难度大,给土壤有机碳密度和储量估算研究带来了巨大挑战。因此,探索新方法来提高土壤有机碳密度空间预测精度至关重要。本文选取广西果化基地典型峰丛洼地为研究区,通过土壤面上调查获得135个表层土壤(0-10cm)有机碳数据,利用10m分辨率DEM提取地形起伏度(AL)、海拔(h)和样点到山脊线的距离(DTR)等11个地形因子,在分析土壤有机碳与地形因子关系的基础上,分别利用克里格法、多元线性回归法、地理加权回归法、多元线性回归与克里格复合法以及地理加权回归与克里格复合法进行土壤有机碳密度空间预测。通过预测精度对比分析,确定最佳预测模型。最后利用基岩裸露率对土壤有机碳密度进行修正,估算出研究区表层土壤有机碳总储量。主要取得以下研究结果:(1)土壤有机碳与AL(0.404)、slope(0.379)和LS(0.233)等地形因子呈显著的正相关,与DTR(-0.389)呈显著的负相关。多元逐步回归分析表明,AL、h和DTR能较好地反映土壤有机碳的空间异质性,可作为辅助变量进行土壤有机碳密度空间预测。(2)不同方法的土壤有机碳密度预测精度大小依次为:地理加权回归与克里格复合模型>多元线性回归与克里格复合模型>地理加权回归模型>克里格模型>多元线性回归模型。因此,地理加权回归与克里格复合模型为峰丛洼地土壤有机碳密度空间分布的最佳预测方法。利用基岩裸露率对土壤有机碳密度进行修正,并估算出研究区表层土壤有机碳储量约为3.19×10~7kg。(3)研究区表层土壤有机碳密度具有较强的空间异质性,高值区呈插花状分布于研究区的西部,低值区呈块状或片状分布于研究区的南部和东北部。土壤有机碳密度和储量均随着石漠化等级的增大而减小,在无石漠化区域最大。