基于GWR模型的秭归县柑橘园土壤有机碳空间异质性分析

研究柑橘园土壤有机碳空间异质性及其与土壤理化性质、地形特征和气候变量之间的关系,为提升经济林生态系统服务提供科学依据.在秭归县柑橘分布区内进行野外采样,基于随机森林和地理加权回归模型并结合8 个地形因子、2个气候因子和13 个土壤变量,建模分析了土壤有机碳的主要影响因素,并进行了土壤有机碳含量的空间分布预测.结果表明:研究区0～20 cm(表层)和20～40 cm(下层)土壤有机碳含量平均值分别为11.95 和9.01 g·kg-1,长江北岸(9.24 和7.56 g·kg-1)土壤有机碳含量低于长江南岸(14.48 和10.36 g·kg-1),但长江北岸(0.53 和0.66)变异系数高于长江南岸(0.45 和0.58).影响因素对土壤有机碳含量空间分布的相对贡献在土层间存在差异,表层为全氮(53.0％)＞全钾(11.9％)＞碱解氮(11.4％)＞年均降水量(7.6％)＞土壤含水量(7.3％)＞年均温度(5.1％)＞海拔(3.7％),下层为全氮(69.7％)＞碱解氮(14.2％)＞容重(7.5％)＞平面曲率(4.3％)＞全钾(3.8％)＞细砂(0.6％).地理加权回归模型预测柑橘园表层和下层土壤有机碳含量分别为6.92～16.85 和5.76～13.75 g·kg-1,土壤有机碳含量空间分布局部决定系数在0.662～0.692和0.596～0.642 之间,表现为表层北高南低、下层东高西低的特征.秭归县柑橘园实测和预测的土壤有机碳含量均存在明显的空间分异特征:长江南岸高于长江北岸,表层高于下层.土壤理化性质对区域有机碳含量空间分布的影响高于地形和气候因子,土壤全氮的相对贡献最大.因此,通过调控经济林土壤氮素等土壤理化性质有利于提高土壤有机碳储量.