Soil Organic Carbon Accumulation in Abandoned Croplands on the Loess Plateau

The Grain to Green Program in China which began in 1999 led to the conversion of 0.64 million ha of cropland to grassland on steep sloping landscapes. However, the pattern of natural vegetation succession following cropland has not been well represented in previous regional syntheses of land use change effects on soil organic carbon (SOC). A chronosequence study focusing on the vegetation succession and soil carbon stocks was conducted in the center of the Loess Plateau. The chronosequence included fields of 0, 2, 5, 8, 9, 10, 12, 15 and 25 years of self‐restoration after cropland abandonment, as well as a natural grassland reference. Plant coverage, species richness and plant biomass increased significantly with time of cropland abandonment. Over time, the species composition more nearly resembled a natural grasslands community. Cropland abandonment replenished SOC stocks by 3.6 kg C m⁻² during the 25‐year self‐restoration, but the SOC accumulation was restricted to the upper soil profiles (0–60 cm). SOC accumulation rate was 88 g C m⁻² y⁻¹ in 0–30 cm and 55 g C m⁻² y⁻¹ in 30–60 cm soil depth, respectively. These carbon stocks were still significantly lower than those found in the natural grassland soil. Our results suggest that the recovery of plant communities and SOC stocks appears to be slow in this semiarid environment without revegetation effort along with appropriate field management, although the post‐agricultural soils have a high potential for carbon sequestration. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄土高原地区土壤有机碳估算及其分布规律分析

黄土高原地区开展退耕还林还草,不仅会改变生态环境,也势必培育土壤,影响全球碳循环。要准确预测退耕还林对黄土高原乃至全球未来环境的影响作用,需要估算目前黄土高原地区土壤有机碳量。根据第二次土壤普查资料和土壤类型图,计算了黄土高原地区表层土壤有机碳密度和储量。结果表明,黄土高原地区0～20cm土壤有机碳密度变幅为0.66～12.18kgC/m2,其中大部分土壤有机碳密度集中在1～4kgC/m2,土壤有机碳面积平均加权值为2.49kgC/m2,总储量为1068Tg。此结果可为水土保持的环境效益评价提供背景资料,以便通过对比分析退耕还林前后的土壤碳密度,预测未来区域生态环境状况。     

黄土高原森林带植被群落下土壤活性有机碳研究

为了探讨植被类型对土壤活性有机碳的影响以及活性有机碳对植被类型的敏感程度,在黄土高原沟壑区安塞县洞子沟流域,选择森林带不同植被类型下0-10 cm和10-20 cm土壤为研究对象,测定了四种表征土壤活性有机碳的指标,并对活性有机碳与植被群落中优势植物的特征指标进行逐步回归分析.结果表明,土壤有机碳以及活性有机碳含量均随土层深度的增加而降低,且含量都以乔灌草群落最大,草本群落最小.微生物生物量碳和溶解性有机碳占有机碳的比例不随植被类型和土层深度的变化而变化,保持在一个比较稳定的水平上.易氧化有机碳和轻组有机碳占有机碳的比例则随不同植被而变化.轻组有机碳占有机碳的比例在上下两层也有明显差异.活性有机碳对优势植物生物量和碳含量的响应,均敏感于总有机碳.而在四种活性有机碳中,微生物生物量碳的响应最为敏感,其次分别为溶解性有机碳,易氧化有机碳,轻组有机碳.     

黄土高原坝地深层土壤有机碳稳定性研究

淤地坝作为黄土高原重要的碳储库,其深层土壤有机碳稳定性在很大程度上影响坝地土壤储碳能力和碳排放。以黄土丘陵区不同利用年限的坝地为对象,从坝地剖面土壤有机碳含量及其组分入手,研究不同利用年限、不同沉积深度下,土壤有机碳含量及其稳定性的变化特征和影响因素。结果表明：（1）坝地深层土壤有机碳（SOC）含量低于该区坡耕地表层土壤有机碳含量,并未呈现明显的有机碳富集现象。随利用年限增加,坝地SOC含量呈增加趋势。（2）不同利用年限坝地的SOC、易氧化碳（EOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性碳（DOC）含量呈现出明显的表聚现象。MBC、DOC和EOC含量在土壤0—60 cm内较高。（3）相较于坝地浅层土壤而言,坝地深层土壤有机碳具有较高的稳定性,长期耕作会降低坝地深层土壤有机碳稳定性。（4）坝地浅层和深层土壤有机碳稳定性变化的主导因素不同。浅层土壤有机碳稳定性主要受土层深度、有机碳含量和黏粒含量的影响,分别能解释其变异的50.4%,19.6%和11.8%;深层土壤有机碳稳定性主要受有机碳含量、土壤含水量和利用年限的影响,分别能解释其变异的38.9%,33.9%和11.8%。     

黄土高原沟壑区小流域土壤有机碳空间变异

通过对砖窑沟流域不同地貌部位62个点的取样分析,运用地统计学方法研究了流域土壤有机碳的空间变异性特征,初步探讨了影响空间变异的复杂因素。结果表明:流域内土壤有机碳非常低,存在土壤养分贫瘠化现象。各层土壤有机碳含量的变异为中等程度,该变异主要是由空间自相关部分引起的。同层次内,沟坝地土壤有机碳含量比梁峁地高。垂直剖面上,土壤有机碳含量随深度增加而减少,表层含量值明显高于下部各层,60cm以上含量值随深度增加递减迅速,60cm以下含量值变化不大。不同地貌部位剖面土壤有机碳含量的变幅是:在80cm以上,沟坝地明显大于梁峁地;80cm以下,二者大体相当。土壤有机碳含量在空间上的分异主要受土壤动植物在土体中的分布、土壤含水量、水土流失及人类生产活动等因素的影响。     

黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系研究

为了探明黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系,在黄土高原纸坊沟小流域选取几种典型的植被群落(刺槐Robinia pseudoacacia、铁杆蒿Artemisia gmelinii、长芒草Stipa bungeana、狼牙刺Sophora davidii和柠条Caragana korshinskii),野外调查了植被多样性,同时室内测定0—100 cm土壤有机碳含量、密度以及相关土壤环境因子。结果显示:(1)不同植被群落多样性指数(Margalef丰富度、Mclntosh均匀度和Shannon-Wiener多样性)表现出相同的变化特征。柠条和刺槐群落差异不显著(p>0.05),二者显著低于其他植物群落(p<0.05),长芒草和狼牙刺群落最高,二者之间差异不显著(p>0.05),显著高于其他植物群落(p<0.05); 不同植物群落Simpson优势度指数呈现出相反的变化趋势,刺槐>柠条>铁杆蒿>狼牙刺>长芒草。(2)不同植物群落土壤全氮含量、微生物量碳、微生物量氮、速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷)大致表现为相同的变化特征,均表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他群落,而柠条和刺槐群落土壤养分含量低于其他植物群落,不同植物群落土壤pH值表现出相反的变化特征。(3)在垂直方向,土壤有机碳密度随土层深度的增加而逐渐减小,80—100 cm土层土壤有机碳密度最低(p<0.05),0—20 cm土层土壤有机碳密度最高,表现出明显的“表聚性”,相同土层土壤有机碳密度大致表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他植物群落。(4)相关性分析显示,不同植物群落多样性指数与有机碳和有机碳密度呈显著或极显著的正相关。冗余分析显示,土壤pH值和微生物量碳含量是主导植被多样性和土壤有机碳密度重要驱动因子; 双因素分析表明植被类型和土层深度对土壤有机碳含量和密度具有显著的影响(p<0.05)。     

黄土高原丘陵区地形和土地利用对土壤有机碳的影响

土壤有机碳(SOC)作为土壤中重要的组成部分及植物生长的主要元素,在地球生态系统中起着举足轻重的作用,是全球环境尤其是气候变化的重要影响因素。以黄土高原王茂沟小流域为研究对象,通过间隔为150m经纬网格分5层采集0～100cm土壤样品,采集土壤样品包括4种地形(坡顶、坡上、坡中、坡下)和5种土地利用类型(坡耕地、林地、草地、灌木、梯田),共采集土壤样品1 540个,探讨地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域SOC含量和分布影响,并通过Kriging插值计算流域内SOC空间分布。结果表明,黄土丘陵第一副区王茂沟小流域在0～100cm土层中,SOC平均含量坡上(4.49g·kg~(-1))和坡中(4.30 g·kg~(-1))含量最高,其次为坡下(3.97 g·kg~(-1)),坡顶SOC含量最低(3.34g·kg~(-1));坡耕地SOC含量最低。林地(4.31 g·kg~(-1))、梯田(4.25 g·kg~(-1))、草地(4.12 g·kg~(-1))和灌木(3.82 g·kg~(-1))分别较坡耕地(3.47 g·kg~(-1))SOC含量增加24.2%、22.4%、18.7%和10.1%。表层SOC更易受到环境因子的影响,梯田等水土保持措施可明显固存深层(20cm)SOC。方差成分估计表明,土地利用、地形、深度以及土地利用与地形的交互作用对流域剖面SOC含量空间分布有着极显著的影响(P0.01),其中地形对SOC含量的贡献率最高(32.50%)。土地利用与地形的交互作用在各因子的交互作用中表现出对SOC含量变异解释度最高(7.4%)。流域SOC在空间上呈斑块分布,随着深度的增加,流域SOC的空间分布向均一性发展。研究结果为黄土区水土保持措施规划及退耕还林的固碳效益评价提供了科学依据。     

黄土高原不同林型植被对土壤活性有机碳及腐殖质的影响

为了探讨植被恢复与重建措施对土壤有机碳作用机制的影响,选取延河流域森林区5种典型林型植被作为研究对象,研究黄土高原辽东栎(Quercus liaotungensis)、侧柏(Platycladus orientalis)、丁香(Syzygium aromaticum)、三角槭(Acer buergerianum)和人工刺槐林(Robinia pseudoacacia)植被0-10cm和10-20cm土层土壤活性有机碳组分和土壤腐殖质特征。结果表明,不同林型植被土壤微生物量碳(MBC)含量表现为辽东栎、丁香和侧柏人工刺槐林三角槭。5种林型植被下,丁香群落土壤表层微生物量碳/有机碳(MBC/SOC)最高(0.034 5),其余依次为人工刺槐林、侧柏、辽东栎,三角槭最低(0.003 5),相比于其他林型植被,丁香更有利于土壤碳积累和碳素的有效利用。土壤易氧化有机碳(EOC)含量表现为辽东栎、侧柏三角槭丁香人工刺槐林。土壤有机碳活度即EOC/(SOC-EOC)表现为侧柏、辽东栎三角槭、丁香人工刺槐林,表明人工刺槐林土壤有机碳稳定性较强。人工刺槐林土壤腐殖化度和聚合度显著高于其余4种植被,其0-10cm,10-20cm土层的(HA/SOC)分别是其他植被的4.75~5.7倍和2.57~3.6倍。     

黄土丘陵区植被恢复中不同粒级土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土丘陵区土壤有机碳在不同粒级团聚体中的分布特征及其对植被恢复的响应进行了研究。结果表明：（1）黄土丘陵区不同植被覆盖条件下,土壤有机碳的分布具有一定的表聚性,0～20 cm土层中有机碳的含量均高于20～40 cm中有机碳的含量,不同植被群落下有机碳的含量大小为：大针茅群落〉长芒草群落〉铁杆蒿群落〉百里香群落;（2）同一深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布特征是：0.5～0.25 mm与1～0.5 mm两个粒级中有机碳的含量最高,〉1 mm的团聚体中有机碳的含量有随粒级增大而减小的趋势;（3）恢复年限对不同粒级土壤团聚体中有机碳的含量影响很大,有机碳的含量随恢复年限的增加总体呈上升趋势。黄土高原沟壑区土壤有机碳的积累与土壤团聚体的粒级和植被恢复的类型、年限等有明显的关系。     

黄土丘陵区植被恢复中不同粒级土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土丘陵区土壤有机碳在不同粒级团聚体中的分布特征及其对植被恢复的响应进行了研究。结果表明:(1)黄土丘陵区不同植被覆盖条件下,土壤有机碳的分布具有一定的表聚性,0~20 cm土层中有机碳的含量均高于20~40 cm中有机碳的含量,不同植被群落下有机碳的含量大小为:大针茅群落>长芒草群落>铁杆蒿群落>百里香群落;(2)同一深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布特征是:0.5~0.25 mm与1~0.5 mm两个粒级中有机碳的含量最高,>1 mm的团聚体中有机碳的含量有随粒级增大而减小的趋势;(3)恢复年限对不同粒级土壤团聚体中有机碳的含量影响很大,有机碳的含量随恢复年限的增加总体呈上升趋势。黄土高原沟壑区土壤有机碳的积累与土壤团聚体的粒级和植被恢复的类型、年限等有明显的关系。     

Variations of Soil Organic Carbon Following Land Use Change on Deep‐Loess Hillsopes in China

Land use change is a key factor driving changes in soil organic carbon (SOC) around the world. However, the changes in SOC following land use changes have not been fully elucidated, especially for deep soils (>100 cm). Thus, we investigated the variations of SOC under different land uses (cropland, jujube orchard, 7‐year‐old grassland and 30‐year‐old grassland) on hillslopes in the Yuanzegou watershed of the Loess Plateau in China based on soil datasets related to soils within the 0–100 cm. Furthermore, we quantified the contribution of deep‐layer SOC (200–1,800 cm) to that of whole soil profiles based on soil datasets within the 0–1,800 cm. The results showed that in shallow profiles (0–100 cm), land uses significantly (p  < 0·05) influenced the distribution of SOC contents and stocks in surface layer (0–20 cm) but not subsurface layers (20–100 cm). Pearson correlation analysis indicated that soil texture fractions and total N were significantly (p  < 0·05 or 0·01) correlated with SOC content, which may have masked effects of land use change on SOC. In deep profiles (0–1,800 cm), SOC stock generally decreased with soil depth. But deep soils showed high SOC sequestration capacity. The SOC accumulated in the 100–1,800 m equalled 90·6%, 91·6%, 87·5% and 88·6% of amounts in the top 100 cm under cropland, 7‐year‐old grassland, 30‐year‐old grassland and jujube orchard, respectively. The results provide insights into SOC dynamics following land use changes and stressed the importance of deep‐layer SOC in estimating SOC inventory in deep loess soils. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄土高原人工沙棘林恢复阶段土壤黑碳、颗粒有机碳的积累

对黄土高原沟壑区人工沙棘林不同恢复阶段土壤中的黑碳(BC)、总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和颗粒有机碳(POC)、稳定性有机碳(SOC)、矿质结合态有机碳(MOC)的空间分布和积累进行研究.结果表明,不同恢复阶段人工沙棘林的土壤BC、POC、LOC、TOC由表层至下层均呈显著降低规律,SOC、MOC由表层至下层均呈显著上升规律.不同恢复阶段0-10 cm土层表现为MOC＞ SOC＞ BC＞POC＞ LOC,10-20 cm土层表现为SOC＞ MOC＞ BC＞ POC＞ LOC,20-30 cm土层表现为SOC＞ MOC＞BC＞ POC＞ LOC.不同恢复阶段人工沙棘林土壤BC/TOC以0-10 cm土层最低,随恢复阶段的延长而下降.不同恢复阶段LOC/TOC、POC/TOC由表层至下层呈明显降低规律.不同恢复阶段在0-10 cm,10一20 cm土层中,BC/TOC随恢复年限延长呈下降趋势,而POC/TOC呈上升趋势,恢复年限对LOC/TOC均无影响,且两土层呈现一致的规律.20-30 cm土层中,恢复年限对POC/TOC无影响.BC/TOC随恢复年限延长呈明显下降趋势,LOC/TOC则呈现凹形分布.     

黄土高原吕梁山不同撂荒年限土壤团聚体稳定性及有机碳分布特征

为探究不同撂荒年限土壤结构及有机碳分布特征,试验选取黄土高原吕梁山自然撂荒1、2、3、5、10、15、20a枣园土壤为研究对象,以清耕作业下的枣园土壤为对照(CK),利用干筛和湿筛法测定并分析各样地0～20 cm 土层中土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳与土壤总有机碳含量及其相关性.结果表明:撂荒初期,土壤团聚体含量呈波动...     

不同有机替代对黄土旱塬土壤碳、氮组分及冬小麦产量的影响

探讨黄土旱塬冬小麦区不同有机肥替代化肥氮对小麦产量及土壤碳氮组分的影响,为该区减施化学氮肥、促进小麦提质增效和农业绿色可持续发展提供理论依据。于2019年在山西黄土旱塬冬小麦种植区设置100%化肥N处理(HF)、10%腐殖酸N+90%化肥N (F1)、30%腐殖酸N+70%化肥N (F3)、50%腐殖酸N+50%化肥N (F5)、10%有机肥N+90%化肥N (Y1)、30%有机肥N+70%化肥N (Y3)、50%有机肥N+50%化肥N (Y5)7个试验处理,系统研究了不同比例腐殖酸、有机肥替代化肥对小麦产量及产量构成和土壤碳、氮组分含量的影响。结果表明:F3、F5、Y3和Y5处理,分别较HF显著提高9.7%,8.0%,9.2%和18.2%。同时,Y5对土壤中各种活性有机碳、氮组分含量的提高均有显著促进作用,提高幅度在36.8%~114.4%和27.8%~105.4%;Y3处理下可溶性、水溶性、微生物有机碳、氮和轻组有机碳、氮组分的含量较HF显著提高21.1%~156.8%;F3和F5处理下土壤中可溶性、微生物和轻组有机碳、氮组分含量较HF显著提高25.4%~119.3%。可溶性有机碳、微生物有机氮、轻组有机氮与籽粒产量呈极显著正相关;可溶性有机氮通过促进公顷穗数增加而提高冬小麦产量;总有机碳、水溶性有机碳和微生物有机氮则通过提高穗粒数达到增产效果。综上,在黄土旱塬冬小麦种植区进行30%~50%的有机肥和腐殖酸替代化肥后,可达到显著增产效果,同时提高土壤中活性碳、氮组分的作用。其中,50%有机肥替代处理的增产与培肥地力效果更为显著,适宜在当地推广应用。     

陇东黄土高原农田土壤微生物量碳和颗粒有机碳剖面分布特征

采用野外调查采样与室内分析相结合的方法,对陇东黄土高原农田黑垆土微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）的剖面分布特征进行了研究。结果表明:不同剖面土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量随土层变化差异显著或极显著,主要集中在0—20 cm和20—40 cm土层,呈明显的表聚现象;0—60 cm土层MBC含量随着土层深度增加而减小;随着海拔高度增加,0—20 cm土层MBC含量整体呈增加趋势,变化范围为180.92～282.53 mg/kg;POC含量在0—20 cm和20—40 cm土层的变化范围分别为1.02～1.68 g/kg和0.25～0.96 g/kg,40 cm以下土层颗粒有机碳含量较低;剖面中不同土层深度微生物量碳、颗粒有机碳占总有机碳（SOC）的比例在 0—20 cm和20—40 cm土层均显著或极显著高于其它土层,MBC/SOC变化范围分别为2.29%～3.70%和1.00%～2.11%,POC/SOC的变化范围分别为13.46%～19.13%和5.08%～16.16%,剖面MBC/SOC与MBC、POC/SOC与POC随土层的变化规律均一致,MBC/SOC和POC/SOC可以作为反映土壤剖面质量变化的指标。     

黄土高原生物土壤结皮发育过程中颗粒态和矿物结合态有机碳变化特征

土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是重要的土壤碳库,其比例的变化决定土壤有机碳的周转速率及稳定性。探讨沙地生物土壤结皮发育过程中颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的含量、分配比例和差异性特征,对于深刻认识初始土壤形成过程中有机碳库形成、稳定机制具有重要意义。选择神木市六道沟流域生物土壤结皮4个发育阶段(藻结皮、藻结皮+少量藓结皮、藓结皮+少量藻结皮、藓结皮)为研究对象,裸沙作为对照,研究生物结皮层及结皮层下层0—2 cm, 2—10 cm, 10—20 cm土层土壤颗粒态和矿物结合态有机碳的变化特征。结果表明：(1)在BSCs土层,POC的增加速率大于MAOC,MAOC处于饱和状态;(2)在BSCs和0—2 cm土层,以微生物源有机碳为主导的MAOC主要贡献有机碳积累,在2—10 cm和10—20 cm土层,以植物源有机碳为主导的POC主要贡献有机碳积累;(3) POC和MAOC含量随土层增加而降低,随着生物土壤结皮发育而增加;(4) POC和MAOC与SOC均有显著的正相关关系,表明结皮定殖和发育显著促进了土壤有机碳积累。这些结果表明生物土壤结皮的定殖和发育能够显著...     

黄土高原典型植被根系对土壤团聚体及其有机碳组分的影响

为探究植被根系作用下不同粒径团聚体内碳组分含量的相对变化及其主要影响因素,以黄土高原地区自然生长的直根系植物铁杆蒿(Artemisia gmelinii Web.)和须根系植物长芒草(Stipa bungeana Trin.)典型植被为研究对象,以退耕1年撂荒地为对照样地(CK),测定各粒径团聚体质量占比及其土壤有机碳(SOC)、颗粒态有机碳(POC)、矿物结合态有机碳(MAOC)含量,分析土壤基本理化性质和根系特征参数与不同粒径团聚体碳组分特征间的相互关系。结果表明:(1)与撂荒地相比,铁杆蒿和长芒草样地均显著提高POC和MAOC含量,POC含量变化幅度均大于MAOC。铁杆蒿和长芒草样地显著提高各粒径团聚体碳组分含量,＞0.25 mm大团聚体中POC和MAOC含量增幅较微团聚体更大,分别为7.44~8.26倍和3.76~4.37倍。(2)大团聚体有机碳含量与POC、MAOC均为极显著相关,小团聚体有机碳含量与POC显著相关,微团聚体有机碳含量与MAOC显著相关。团聚体对POC的包裹和对MAOC的结合作用共同存在,同时二者以不同的影响方式作用于团聚体有机碳变化,继而影响土壤总有机碳,其中,小团聚体有机碳含量是最主要的影响因素。(3)土壤团聚体碳组分与植被根系参数显著相关,根表面积密度(RSAD)和根生物量密度(RWD)是影响团聚体碳组分的主要因素,其解释方差分别为50.5%,17.0%。通过碳组分对各粒径土壤团聚体有机碳的影响,植物根系能够有效提升土壤有机碳含量并改善土壤质量。该研究结果为黄土高原地区土壤固碳与植被恢复提供参考。     

The Effects of Long‐term Fertiliser Applications on Soil Organic Carbon and Hydraulic Properties of a Loess Soil in China

Based on a 28‐year in situ experiment, this paper investigated the impacts of organic and inorganic fertiliser applications on soil organic carbon (SOC) content and soil hydraulic properties of the silt loam (Eumorthic Anthrosols) soils derived from loess soil in the Guanzhong Plain of China. There were two crop (winter wheat and summer maize) rotations with conventional tillage. The treatments included control without fertiliser application, organic manure application (M), chemical fertiliser application (NP), and the application of organic manure with chemical fertiliser (MNP). The results showed that the 28‐year organic manure applications (M and MNP) significantly (p < 0·05) increased SOC content at surface layer (0–10 cm), but the effect of chemical fertilisers alone on SOC was not significant. Organic manure treatments (M and MNP) apparently improved soil hydraulic properties. Compared with control, field capacity and total porosity significantly (p < 0·05) increased while soil bulk density significantly (p < 0·05) decreased for organic manure applications. The M and MNP treatments increased soil water retentions by 3·2–10·8%, which was dependent of suction tensions. However, the NP treatment had no significantly impact on soil water retention compared with control. Neither organic nor inorganic fertiliser applications significantly changed saturated hydraulic conductivity. However, a clear difference was observed for unsaturated hydraulic conductivity between the M and the control at 0–5 cm. Overall, long‐term applications of organic manuring increased SOC content and amended soil hydraulic properties. However, the effects of chemical fertilisers on these soil properties were limited. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于最大似然法与矩法的黄土高原小流域土壤碳氮空间变异分析

以黄土高原寺底沟小流域为研究对象,根据不同土地利用方式采集46个样点的土壤样品,通过地统计方法对土壤有机碳和全氮的空间变异特征进行了分析。采用受限最大似然法(REML)和矩法(MOM)两种方法分别对变异函数进行了估计,通过交叉检验选择克里金预测效果较好的变异函数进行地统计插值。(1)与矩法(MOM)相比,在多数情况下受限最大似然法(REML)估计的变异函数进行克里金插值更加准确。(2)土层深度对土壤全氮空间变异影响较小,对土壤有机碳影响较大,表层土壤有机碳含量及变异程度明显高于下层土壤。(3)土地利用方式对土壤有机碳和全氮的空间分布有重要影响,灌木林和天然草地土壤有机碳和全氮水平最高,弃耕地其次,梯田、果园、人工草地最低,表明退耕还林对提高土壤碳氮水平有重要贡献。