中国土壤有机质含量变异性和空间尺度的关系.pdfVIP

第 2 1卷第 9期 地球科学进展 Vol. 2 1　No. 9 2006年 9 月 ADVANCES IN EAR TH SC IENCE Sep. , 2006 文章编号 : 100 18166 (2006) 中国土壤有机质含量变异性与空间尺度的关系 吴乐知1, 2 ,蔡祖聪1 ( 1土壤与农业可持续发展国家重点实验室 , 中国科学院南京土壤研究所 ,江苏 　南京 　2 10008; 2 中国科学院研究生院 ,北京 　100049) 摘 　要 : 以中国土种志资料为基础 ,分析了土壤有机质含量变异与空间尺度的关系及土类内和土类 间的变异程度 ,探讨了不同空间尺度单元下 ,土壤有机质平均含量与土壤性质的相关性 。结果表 明 , 以土壤剖面为单元 ,随着土壤剖面数的增加 ,土壤有机质含量的变异系数增大 ;行政区域尺度单 元内部土壤有机质变异程度大于单元间土壤有机质含量的变异程度 。以土壤分类单元为空间单 元 ,土类内的有机质含量变异程度小于土类间的变异程度 。随着统计单元空间尺度的增大 ,土壤有 机质含量与土壤性质之间的相关性减弱 。因此 ,采用网格法或行政区划分空间区域 ,获得空间区域 单元内土壤有机质含量或贮量的精确估算需要较多的剖面 ,但外推至数据不足的空间区域时 ,估算 的不确定较小 ;采用土壤分类单元为空间区域单元 ,结果则相反 。 关 　键 　词 :土壤有机质 ;尺度 ;变异系数 中图分类号 : S153. 6　　　文献标识码 : A 　　土壤有机质含量不仅是土壤肥力的重要指标 , 是 ,如果定义的区域内土壤有机碳含量变化很大 ,这 也是重要的碳库 ,全球土壤有机碳库约为 1 500 Pg, 样估算的结果可能具有很大的不确定性 。 是大气碳库的 2 倍 ,土壤有机碳库较小幅度的波动 , 空间尺度具有明确的地学含义 , L am 等 [ 14 ] 定义 将导致大气中 CO 浓度较大幅度的变动 ,进而影响 了 4 种与空间现象有关的尺度 :制图或地图尺度 、地 2 全球气候变化 [ 1～4 ] 。由于土壤是高度不均一的历史 理尺度 、分辨率和运行尺度 ,而通常提及的是后面 3 自然体 ,大尺度的土壤有机碳贮量估算仍然存在着 种 。尺度越大 ,空间范围越大 ,显示差异的主导因素 很大的不确定性 ,如我国 1 m 土壤深度的有机碳贮 也更概括抽象 。对于任何一个 自然环境的研究实 量估算值从 50 Pg到 180 Pg[ 5～9 ] 。为了估算大尺度 体 , 尺度 的变换都可能导致异质性 的出现和消 的土壤有机碳贮量 ,往往将空间网格化或根据行政 失 [ 15, 16 ] 。尺度效应是地理分异规律和地理综合规 区域划分成若干单元 ,并假定网格内或行政区域内 律在时间和空间上的表现 ,随着尺度变大 ,研究对象 的土壤有机碳含量或密度均一 ,或取其平均值 。网 内的综合性 、概括性增强 ,研究对象之间的主导分异 格或行政区域内的土壤有机碳含量或密度通常用实 因子级别提高 ; 随着尺度变小 ,研究对象内的分异 际测定数据 , 或用模型估算 , 比较成熟 的模型如 性 、多样性增强 ,研究对象之间的主导分异因子级别 DNDC、CEN TURY、RO THC、NCSO IL [ 10～13 ] 。影响土 降低 [ 17, 18 ] 。 壤有机质含量的因素很多 ,包括气候条件 、地形状 中国区域辽阔 ,空间跨度很大 ,本文以 《中国土