黄淮海农业区旱地土壤有机碳变异性的空间尺度效应

摘要

土壤有机碳(SOC)具有空间变异性,其变异程度依赖于空间尺度,多尺度研究SOC变异性特征及其对空间尺度拓展的响应对精确估算土壤碳储量具有重要意义.本研究以黄淮海农业区为研究区域,利用全国第二次土壤普查资料记录的1 875个土壤剖面,设定4级行政区尺度,即大区、省级、市级和县级,研究了不同土壤深度(0～ 20、20 ～ 30、30 ～ 50、50 ～ 70和70 ～ 100 cm)有机碳含量的变异性特征及其对行政区尺度拓展的响应.研究结果表明:黄淮海农业区SOC含量变异系数均值随着行政区尺度的增大和土壤深度的增加而增大,范围为县级尺度0～20 cm表层的33.68％到大区尺度70～ 100 cm底层的81.02％;两行政区尺度间的跨度越大,其变异度越大,尺度间变异度呈明显的阶梯状,表现为3个尺度等级(大区-县级)＞2个尺度等级(省级-县级和大区-市级)＞1个尺度等级(省级-市级,市级-县级和大区-省级);SOC含量变异系数均值与行政区面积为显著对数关系y=a+b×ln(x),随着土壤深度的增加,SOC变异性对尺度的响应也越快.实际采样过程中,研究区域越大,采样深度越深,所需要的采样点数目越多.