【摘要】：土壤有機(jī)質(zhì)(Soil Organic Matter,SOM)具有空間自相關(guān)性和異質(zhì)性,同時受到氣候、地形、母質(zhì)等多方面影響因素作用,探究影響因子對土壤有機(jī)質(zhì)的影響機(jī)制對田間決策和農(nóng)業(yè)措施具有重要的參考意義。平原丘陵過渡區(qū)是特殊的地形地貌交錯地帶,該區(qū)域的土壤有機(jī)質(zhì)分布有其特殊的規(guī)律,影響因素也較為復(fù)雜多變,研究過渡地帶土壤有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律對土壤碳儲備和全球碳循環(huán)具有重要意義�？臻g回歸模型是土壤有機(jī)質(zhì)預(yù)測和定量化信息管理的重要工具。為提高平原丘陵過渡地帶土壤有機(jī)質(zhì)預(yù)測精度,探究土壤有機(jī)質(zhì)影響因子的空間非平穩(wěn)性影響,進(jìn)一步指導(dǎo)田間農(nóng)業(yè)生產(chǎn),本文以土壤景觀定量化模型為理論基礎(chǔ),以地統(tǒng)計模型為工具,通過建立空間線性回歸模型,對平原丘陵過渡區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)含量進(jìn)行了預(yù)測,分析了土壤有機(jī)質(zhì)的空間變異規(guī)律及其影響因子的空間非平穩(wěn)性,并進(jìn)一步通過劃分地形地貌區(qū)的方法,為平原丘陵過渡區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)預(yù)測提供了方法參考,得到結(jié)論如下:(1)通過相關(guān)性分析和逐步線性回歸分析得到研究區(qū)模型最佳解釋變量為:高程、坡度、坡向、有效鐵、土壤容重、土壤礫石度、黏粒。在模型選擇上,地理加權(quán)回歸克里格(GWRK)由于其充分考慮了土壤有機(jī)質(zhì)及其影響因子的空間異質(zhì)性和局部非平穩(wěn)性,可根據(jù)自變量權(quán)重的不同選擇更適宜的影響因子作為輔助變量,允許對不同的環(huán)境變量選擇不同的帶寬和權(quán)重值,從而擁有更好的預(yù)測效果,較普通克里格(OK)和回歸克里格(RK)具有更好的預(yù)測精度。(2)地理加權(quán)回歸(GWR)模型可以計算各影響因素的權(quán)重,由此繪制影響因子系數(shù)分布圖,從中可以得到各影響因子在不同空間位置對土壤有機(jī)質(zhì)的影響大小和變化規(guī)律:高程對東北部影響程度最弱,平原丘陵過渡處所在區(qū)域是影響程度最高的區(qū)域;坡向朝向太陽輻射多的區(qū)域更有利于SOM積累,西部和東部受坡度影響作用最大,從兩側(cè)向中部逐漸減小;研究區(qū)中西部受有效鐵影響作用最大,從此處向南北兩側(cè)影響作用逐漸減弱;土壤容重和土壤礫石度影響作用變化規(guī)律相似,趨勢相反;黏粒對SOM影響作用顯著,自西北至東南影響作用逐漸減弱,最高值區(qū)位于中西部區(qū)域,最低值區(qū)位于東南部。由此規(guī)律可為針對性采取農(nóng)業(yè)改造措施,因地制宜地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供參考依據(jù)。(3)以地形起伏度和高程為綜合劃分標(biāo)準(zhǔn),通過計算多尺度計算窗口下的地形起伏度,探究地形起伏度的尺度依賴性,進(jìn)一步分析鄰域面積與地形起伏度之間的變化規(guī)律,將地形起伏度增加幅度由大到小的拐點(diǎn)作為最佳統(tǒng)計單元,運(yùn)用高差顯著性變化模型,計算得到最佳統(tǒng)計單元。以高程200m為劃分標(biāo)準(zhǔn)之一,開展地形起伏度劃分標(biāo)準(zhǔn)試驗,以不同層次地形起伏度為劃分標(biāo)準(zhǔn),最終選擇地形起伏度65m將研究區(qū)劃分為平原區(qū)、過渡區(qū)和丘陵區(qū)。對地形劃分后的子區(qū)域分別建立GWRK模型,精度評價結(jié)果顯示,與全區(qū)域預(yù)測相比,平原區(qū)預(yù)測精度有所上升,在平均誤差、均方根誤差、不精確度和相關(guān)系數(shù)方面都有更好的預(yù)測效果;過渡區(qū)預(yù)測精度稍有提高,提高幅度較平原區(qū)偏小;丘陵區(qū)預(yù)測精度與整個區(qū)域相比精度略有下降。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

本文研究區(qū)位于宜都市枝城鎮(zhèn)境內(nèi)（圖 2）。宜都市位于 30°05'—30°36'1°05'—111°36'E 之間，地處湖北省西南部，江漢平原西部。枝城鎮(zhèn)位于宜都北部，是江漢平原向鄂西山區(qū)的過渡地帶，亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，雨期，年平均降水量 1212 毫米，年平均氣溫 16.7℃，無霜期 273 天。境內(nèi)地貌以平原、丘陵為主，地勢西南高，，東北低，大部地區(qū)屬武陵山脈的丘陵地帶北部臨長江有部分沖積平原。結(jié)合枝城鎮(zhèn)地形地貌，在實地調(diào)查的基礎(chǔ)上選塊面積 100km2地形起伏較明顯的代表性區(qū)域作為研究區(qū)，研究區(qū)海拔分布到 483m 之間，高差和地形起伏變化大，區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)質(zhì)影響因子復(fù)雜多變?nèi)烙袡C(jī)質(zhì)在局部區(qū)域表現(xiàn)出很強(qiáng)的異質(zhì)性。土壤類型主要有黃棕壤土類、石性土、水稻土類、潮土類和紫色土類，土地利用類型主要有林地、水田、旱園地，水田的種植方式為水稻輪作，一年兩季，旱地多種植玉米、土豆等農(nóng)，園地主要種植柑橘和茶樹。
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S153.621

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2531603