红壤丘陵景观土地利用变化对稻田土壤有机碳储量的影响

为研究区域景观尺度土地利用方式变化对稻田土壤有机碳储量的影响,利用野外实地采样中1264个土壤样点有机碳含量的调查,采用遥感和GIS手段,分析红壤丘陵景观1933-2005年的土地利用变化引起的稻田表层土壤有机碳储量的动态变化。结果表明:研究区稻田与林地、茶园呈双向演替机制,以林地转变为稻田为最主要的土地利用变化方式,集中在高程50m-150 m内。稻田表层土壤有机碳含量为14.3 g/kg,显著大于林地(13.0 g/kg)和茶园(9.5 g/kg)(p<0.01);且稻田土壤有机碳的变异系数仅为26.0%,明显低于林地(55.5%)和茶园(50.9%)。1933-2005年间,由稻田转变为其他利用方式(主要为林地和茶园)的面积为1233.53 hm2,共损失碳10015 t,而由其他利用方式转变为稻田的面积为1598.90 hm2,共增加碳15372 t。总体而言,1933-2005年间稻田土壤表层碳库呈增加的趋势,表现为碳增汇;土壤有机碳储量在高程50m-150 m内受土地利用变化影响的方向和程度最为显著。因此,保护和增加50m-150 m高程内的稻田面积对于提升亚热带红壤丘陵区的固碳潜力具有重要的意义。     

基于BME-GWR法的景观单元土壤有机碳密度空间预测

【目的】在预测土壤有机碳密度(SOCD)空间分布时,充分利用相关具有不确定性的或先验分布的多源数据,以提高其预测精度。【方法】在亚热带红壤丘陵区选取具有代表性的农业生态景观单元为研究区,以环境因子作为辅助变量,利用地理加权回归模型(GWR)、贝叶斯最大熵结合地理加权回归模型(BME-GWR)、按土地利用类型估算的贝叶斯最大熵结合地理加权回归模型(BME-GWRL)三种方法,计算并比较其对SOCD的空间预测结果的影响。【结果】BME-GWR和BME-GWRL模型方法对SOCD的空间异质性有更强的解释能力。BME-GWR和BME-GWRL模型的交叉验证结果的决定系数(R~2)分别为0.81、0.79,均方根误差(RMSE)分别为0.35、0.33,平均绝对拟合误差(MAE)分别为0.21、0.19,模拟精度高于GWR模型。结合辅助变量的软数据可以更好地体现SOCD的空间局部特征,尤其是BME-GWRL模型采用了各土地利用类型的空间范围内拟合的软数据,比不划分土地利用类型直接以整个研究范围模拟(BME-GWR模型)的结果更准确。【结论】BME-GWRL考虑了软数据的估算单元的不确定性,可为合理利用多源辅助数据、提高模拟精度提供有效方法。