农田尺度下影响土壤表层有机质空间分异性的因子研究

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1、农田尺度下影响土壤表层有机质空间分异性的因子研究　　摘要：为研究在农田尺度下，对土壤表层（0～25cm）有机质产生影响的空间分异性因子，通过对采样的土壤样本进行理化分析，运用ArcGIS10和GeoDa软件对土壤有机质数据进行地统计分析、普通克里金插值和空间相关性分析等研究，得出在研究区内土壤表层有机质的空间分异与地形因子呈现负相关性，并且护田林对土壤表层有机质的空间分异影响显著。原因是地形通过地表径流从而间接影响土壤表层有机质的空间分异，而护田林则通过根茎叶等直接影响其周围地带的土壤有机质的空间分异。　　关键词：数据采样；地统计分析；普通克里金插值；空间相关性；Mor

2、an指数　　中图分类号：S153.6+2文献标识码：A文章编号：0439-8114（2016）12-3036-06　　DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.12.012　　Abstract：Inordertostudythespatialdisparityfactorsofsoilsurface（0～25cm）organicmatterunderthefarmlandscale，thisarticleconductedthephysicalandchemicalanalysisforthesoilsamples.ArcGIS10a

3、ndGeoDasoftwarewereusedforgeostatisticalanalysis，ordinaryKriginginterpolationandspatialcorrelationanalysisofthesoilorganicmatters.The12resultsshowedthatthespatialdisparityofsoilorganicmatterinthestudiedareapresentsanegativecorrelationwithtopographicfactorsandissignificantlyinfluencedbyth

4、eprotectiveforest.Thereasonisthattheterrainindirectlyaffectedthespatialdifferentiationofsoilorganicmatterthroughsurfacerunoff，whileprotectiveforestdirectlyinfluenceditthroughrootleaf.　　Keywords：datasampling；geostatisticalanalyst；ordinaryKriginginterpolation；spatialcorrelation；Moranindex　

5、　土壤有机质作为土壤碳库，调节着土壤养分循环，与土壤肥力密切相关，不仅能为植物生长提供碳源，而且在很大程度上影响着土壤结构和团聚体的形成、土壤抵抗侵蚀的物理稳定性及土壤生物多样性等，被认为是衡量土壤质量和土壤生产力的重要指标之一[1-6]。土壤空间变异研究有利于探讨土壤景观格局与自然、生态过程和社会经济活动之间的关系和土壤变异规律，对于土壤调查、分类、制图、控制水土流失和土壤可持续利用均有重要意义[7]。12　　目前运用地统计学和GIS空间分析相结合的方法，一方面研究了小范围尺度下土壤有机质的空间变异性[8-11]，从随机性因素方面分析了土壤有机质变化的影响因素；另一方

6、面研究了区域尺度下（黄淮海平原区、黄土高原小流域、干旱荒漠区、东北平原区和丘陵红壤区）土壤有机质的空间分布特点及其变异规律[12-16]，揭示了结构性因素对有机质空间变异特征的影响。很多研究都是采用随机选点的方式选点采样，根据地理差异性研究影响因子。采用MSN软件在优化选点的基础上进行选点，同时利用尺度更小的农田格网进行研究，这使得在精准农业推广中更具可操作的现实意义。本研究利用地形高程数据和护田林分布范围的影响，对土壤表层有机质的空间分异性进行了研究，首先利用MSN软件对采样区进行优化选点，经过理化分析得到研究区土壤表层采样点的有机质数据。运用ArcGIS10和Geo

7、Da对数据进行探索分析，再进行克里金插值分析。对插值后的数据用ArcGIS10处理成GeoDa需要的格式类型，最后利用GeoDa空间分析软件进行空间相关性分析，研究地形和护田林这两个因子对土壤表层有机质空间分异性的影响，以期为农田有机质的保护提供一定的依据，从而为促进农业生产服务。　　1研究区概述及数据采样　　研究区位于黑龙江九三农垦局的双山农场（48.79571°-48.81454°N，125.47483°-125.48558°E），耕地面积4600多公顷。地貌类型为平原，由于地处纬度较高，全年气温偏低，年平均气温0℃左右。气候类型为中