江淮丘陵区农田表层土壤有机碳空间分布及其影响因子

江淮丘陵区农田表层土壤有机碳空间分布及其影响因子

土壤有机碳（si）是近年来世界变化研究的三大热点之一。表面（0.20cm）是评估耕地慈济性的重要指标之一。关于农田表层土壤SOC方面已开展的研究,一是更多关注区域性大的尺度,基于全面土壤调查对比分析的县域尺度的研究还较少安徽省是我国华东地区的一个农业大省1材料和方法1.1地理位置及地理位置定远县隶属滁州市,位于安徽省东部,地理位置117°13′~118°16′E,32°13′~32°42′N,面积2998km1.2学习方法1.2.1田间调查采样2011年,在与定远县土壤肥料工作站一起进行实地调查研究的基础上,综合考虑了第二次土壤普查的土种类型、土壤利用、地形地貌、种植模式、管理措施和产量高低等各种因素,在GoogleEarth卫星影像上确定了70个典型调查田块,均为水田,并提取样点GPS经纬度信息,用于田间调查采样定位。采样时间为2011年6—7月。另外通过对定远县2008年以来开展的测土配方施肥工作调查采集的近1500个田块综合分析,最后选择了916个田块作为补充,合计调查的农田样点986个(图1),采样深度均为0~20cm。土样采集方法为在一块田内进行随机多点取样,混匀后按四分法取1.5~2kg用于分析测定。1.2.2重铬酸钾研磨法样品在实验室自然风干后,用木棍或塑料棍压碎,同时将土样中的植物残根、侵入体和新生体剔除干净,研磨过10目筛。采用重铬酸钾(K式中:γ(h)是间距为h的半方差,该值随h的增加而增加。采用ARCGIS9.3软件的Geostatistics模块进行普通Kriging插值,绘制SOC空间分布图,分析空间变异特征。2结果与讨论2.1中等变异程度空间分析由表1可知,研究区2011年SOC含量1.10~33.72g/kg,平均值10.96g/kg,变异系数为33.12%,属于中等变异程度对区域化变量进行空间分析必须以空间数据的正态分布为前提,用SPSS17.0软件对原始数据进行分析后发现其不符合正态分布,经对数转换后符合正态分布,满足地统计学的要求。2.2土壤中有机碳含量的空间变异特征运用地统计学和GIS技术相结合的方法分析了SOC的空间变异表2中C从表2可以看出,研究区SOC含量半方差理论模型的C2.3邻近样soc含量的空间分布根据半方差理论模型参数,以lnSOC为变量,采用普通Kriging方法,对定远县土壤样点数据进行插值,选取影响估计值的邻近样点数为12,得到SOC含量的预测图,通过图形计算,转换为实际的SOC含量,得到SOC含量的空间分布图(图3)。从图3可以看出,SOC含量由东至西先递减后递增,大致呈带状分布。高值区出现在西部经济较为发达的炉桥镇,综合加工工业园区境内以及东部的拂晓乡和界牌集镇。低值区出现在地势起伏较大、经济相对落后的北部范岗乡。2.4影响土壤碳含量的空间变换的因素分析2.4.1秸秆还田对土壤soc含量的影响有研究表明,地势起伏较大的地区,由于海拔梯度大,气温、大气湿度、土壤湿度等差异也大,SOC含量与海拔之间一般会呈现显著的正相关定远县海拔高度低于348m,海拔梯度较小。地势上由北向南至池河沿岸逐渐降低,但东西方向变化不大,而其SOC含量在空间上分布为由东至西先递减后递增,与海拔高度之间并没有相关性(图4)。研究表明:SOC含量与土壤黏粒含量之间有很好的正相关性(2)秸秆还田。秸秆还田是农业生产中重要的技术措施在定远县调查了79个典型田块的秸秆还田情况,轮作制度均为小麦–水稻。调查结果表明,小麦秸秆几乎是100%田间直接焚烧,对SOC含量的影响主要是地上部的留茬和地下部的根系;而水稻秸秆还田比例则为70%左右,因此水稻对SOC含量的影响最大,除了留茬和根系外,还有秸秆。从图5可以看出,定远县东部和西部地区水稻秸秆还田比例较高,这与农业生产示范基地多、公路多有关,秸秆还田工作抓得比较紧,从而导致东部和西部SOC含量较高。3soc空间变异模型(1)定远县农田表层SOC含量为(10.96±3.63)g/kg,变异系数为33.12%,属于中等变异程度。SOC的半方差变异函数模型以指数模型为最佳拟合模型,空间自相关性强烈,相关距离为6.3km,区域特殊的结构性因素对SOC空间变异影响较明显。(2)普通Kriging插值的结果显示,SOC空间分布格局为由东至西先递减后递增,大致呈片状分布。SOC的空间变异主要受土壤机械组成和秸秆还田的影响。1.2.3统计分析方法采用SPSS17.0软件对SOC含量进行描述性统计、K-S检验以及相关性分析。采用GS+9.0软件进行地统