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1、地统计分析土壤有机碳含量分布土壤特性的空间变异研究一直是个被关注的热点，但对土壤物理性质、 土壤盐分变化问题的研究较多1,2，对土壤养分空间变异性的研究则相 对较少。90年代，随着发达国家精确农业技术的发展和GIS的广泛应 用3,4, 土壤特性的空间变异研究得到了众多学者的关注。邛海盆地是 凉山彝族自治州所在地，农业人口约占总人口的66.4%，土地肥沃，自 流灌溉便利，是国家和四川省农业综合开发重点区。因此，如何合理 利用土地和如何进行生态环境保护是该区经济发展面临的重大课题。 本研究通过分析该区土壤有机碳含量的影响因子，旨在为优化土地资 源管理措施和保护生态环境提供参考。1材料与方法1.1研
2、究区基本概况邛海盆地地处川西高原，属亚热带高原季风气候，年平均气温17.2C， 日照充足，雨量充沛；该区以红壤、黄红壤为主，局部地区的红壤达 海拔2100m以上。1.2数据来源与预处理数据源于西昌2006年测土配方施肥国家补贴项目土样化验分析汇总 表，共提取392个采样点。基于Arc-GIS9.3生成样点分布图如图1所 示。1.3常规统计分析利用ArcGIS9.3中地统计模块，统计出土壤有机碳含量的基本特征性 数据。1.4地统计学基本理论传统统计学理论是纯随机变量，但很多土壤性质在空间上并不完全独 立，而在一定范围内存有着空间相关性。地统计学方法以半方差函数 和Kriging插值为基本工具，能
3、对既具有随机性又具有结构性的各种 变量在空间上的分布进行研究5。半方差函数能较好地描述区域化变量 的空间分布结构性和随机性，其中一些重要参数，可反映区域化变量 在一定尺度上的空间变异和相关水准，是研究土壤特性空间变异性的 关键，同时也是进行精确Krigking插值的基础6,式中，r(h)为半方差 函数；h为样点空间间隔间距，即步长；N(h)为间隔距离为h时的所有 观察样点的成对数；Z(xi)和Z(xi+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位 置xi和xi+h的实测值。若h为横坐标，r(h)为纵坐标绘制函数曲线 图，称为半方差函数曲线图，它可直接展示Z(x )的空间变异特点。克 里格插值，是地统计
4、学的主要内容，它是通过对已知样本点赋权重来 求得未知点的值。式中，Z(x0)为未知采样点的值；Z(xi)为未知样点 周围的已知样本点的值；i为第i个已知样本点对位置样点的权重；n 为已知样本点的个数。1.5空间分布特征分析缓冲区分析是通过生成相关空间实体的缓冲区，以判断空间实体影响 范围的过程8。本研究以土壤质地、城镇、邛海和河流为影响源，建立 不同距离的缓冲区，以分析有机碳含量的变化情况。2结果与分析2.1常规统计分析基于ArcGIS9.3的地统计模块，对采样数据进行常规描述性统计(见 表1)。从偏度上看，呈右偏态分布。变异系数反映空间变异性水准， 通常认为变异系数CVW10%为弱变异性，1
5、0%CV 微碱性土壤 酸性土壤。经方差检验，其差异达极显著水平 （F=4.216, P=0.006）（见表4）。其中，中性条件下土壤有机碳含量明显 高于其他范围pH值的有机碳含量。主要是因为土壤pH值在7.0左右， 微生物较活跃，有利于分解有机质，促进了土壤碳素的释放。土壤pH 值过高或过低，都限制了微生物分解有机质的能力，从而土壤中有机 碳含量偏低。2.3.3西昌市影响分析为分析西昌市城市化进程对其城乡交错带土壤碳素含量的影响，选取 最具典型的西昌市主城区为例，采用GIS空间分析中的缓冲区分析方 法进行了研究。其具体做法是以西昌市主城区作为面实体影响源，分 别建立0.4km、0.8km、1.
6、2km、1.6km和2.0km的缓冲区，探讨主城区 对城乡交错带土壤碳素含量的影响。通常，相关系数在0.8-1.0为极 强相关，0.6-0.8为强相关，0.4-0.6为中等水准相关，0.2-0.4为弱 相关，0.0-0.2为极弱相关或无相关。分析显示城镇对土壤有机碳含量 影响属于强相关性（见图3）。这主要是因为在城市周边人为因素造成的， 如生活垃圾、工矿业废渣、污泥、塑料废弃物等，对土壤资源侵占、 污染，而使土壤养分遭到破坏。2.3.4邛海影响分析作为四川第二大淡水湖的邛海对西昌市的降雨、气温、土地利用等也 有较大的影响。以邛海作为面实体影响源，分别建立0.3km、0.6km、 0.9km、1
7、.2km和1.5km的缓冲区，分析显示呈现极强的相关性（见图 4）。总体水平上随着缓冲区距离的增加，其含量也增加。这主要是因 为大量侵蚀、搬运、沉积作用使得较大的土壤颗粒堆积在湖岸，一般 来说土壤颗粒越大保肥性越弱，从而土壤有机碳含量低。2.3.5河流影 响分析该区水系相对密集，为反映河流对土壤有机碳含量的影响，以 河流作为线实体影响源，分别建立0.1km、0.2km、0.3km、0.4km和 0.5km的缓冲区，分析显示其呈极强的正相关（见图5）。随着缓冲区距 离的增加，其含量也明显增加。这主要是因为河流流水搬运、沉积作用使得土壤表现近河岸粗远河岸细。一般来说颗粒大的土壤保水性差， 吸附、保持养分能力差，且土中有机养分分解迅速。3结语本研究从结构性因素和随机性因素两方面，分析了研究区域内土壤有 机碳含量变化的情况，表现其空间变异显著。运用GIS的地统计分析， 能够更直观地反映土壤有机碳的空间分布，为该区资源配置提供决策 支持。地统计分析土壤有机碳含量分布
