区域土壤有机碳空间分布特征与尺度效应

结合当前土壤属性空间分布特征及其尺度效应研究进展和不足,综合采用变异函数理论、空间自相关理论、多重分形理论等方法从土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）空间变异性、相关性和结构性等不同层面深入揭示不同尺度下SOC空间分布特征及其尺度效应。研究结果表明：除了15 km尺度外,基于变异函数分析的其他尺度块基比均小于50%,结构性因素占主导,结构性因素主要包括土壤亚类、土地质地、土地类型等,随机部分带来的空间变异性随着尺度的增加呈现减少趋势;不同尺度下的莫兰指数随着分离距离的增加由完全正值逐渐变小,过渡到正负交替出现的格局,最后完全变为负值,标准化统计量均大于1.96,每个尺度...

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Published in农业工程学报 Vol. 34; no. 2; pp. 159 - 168
Main Author 张世文;葛畅;陈晓辉;李贞;沈强;张兰兰;聂超甲;黄元仿
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 安徽理工大学地球与环境学院,淮南,232001%中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101%中国农业大学资源与环境学院,北京,100193%安徽理工大学测绘学院,淮南,232001%安徽科技学院农学院,蚌埠,230002 2018
Subjects
变异函数
土壤
尺度
有机碳
空间分布特征
自相关
空间分布特征
自相关
变异函数
尺度
scales
spatial distribution characteristics
soil
semivariance function
有机碳
organic carbon
土壤
autocorrelation
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.022

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Summary:结合当前土壤属性空间分布特征及其尺度效应研究进展和不足,综合采用变异函数理论、空间自相关理论、多重分形理论等方法从土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）空间变异性、相关性和结构性等不同层面深入揭示不同尺度下SOC空间分布特征及其尺度效应。研究结果表明：除了15 km尺度外,基于变异函数分析的其他尺度块基比均小于50%,结构性因素占主导,结构性因素主要包括土壤亚类、土地质地、土地类型等,随机部分带来的空间变异性随着尺度的增加呈现减少趋势;不同尺度下的莫兰指数随着分离距离的增加由完全正值逐渐变小,过渡到正负交替出现的格局,最后完全变为负值,标准化统计量均大于1.96,每个尺度均具有良好的空间结构;不论是瑞利谱图,还是多重分形谱,随着尺度的增加,图谱越来越接近,研究区不同尺度下的SOC在空间上的分布是典型的分维数体;无论何种尺度,基于多重分形克里格法的实测值与预测值特异值空间吻合程度较高,特异值覆盖比率均在85%以上。联合了变异函数、空间自相关、多重分形和多重分形克里格等方法能够从空间变异性、空间相关性、空间结构性等更加深入全面地揭示研究区SOC空间分布特征。研究成果可为相对平坦农业区域土壤有机碳空间分布特征研究提供方法支撑。
Bibliography:11-2047/S
Combined with the current research progress and shortcomings on spatial distribution characteristics and scale effects of soil properties,using a combination of variogram theory,spatial autocorrelation theory,multi-fractal theory and other methods from the aspects of the spatial variability of soil properties and the structure,the paper gradually revealed the spatial distribution characteristics of SOC（soil organic carbon） and its scale effects under 4 kinds of scales.The results showed that：Ratio of nugget to sill of SOC under 15,25,35 and 45 km scales were 61.78%,42.65%,49.98% and 39.34%,respectively,which showed a moderate spatial correlation.The spatial correlation from high to low was 45,25,35 and 15 km in turn.Except the 15 km scale,the spatial variability caused by random factors including representative measurement error and the micro-scale process,was less than the structure variance,namely the ratio of nugget to sill was less than 50%,the structural factors were dominant,and spatial variabi
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.2018.02.022