[口头报告]喀斯特地区土壤团聚体粒径分布的环境因子驱动研究

喀斯特地区土壤团聚体粒径分布的环境因子驱动研究
编号:2458 稿件编号:1468 访问权限:私有 更新:2023-04-25 17:14:07 浏览:325次 口头报告

报告开始:2023年05月08日 11:09 (Asia/Shanghai)

报告时间:10min

所在会议:[12] 12、地表过程与地貌 » [12-4] 12-4 地表过程与地貌

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摘要
       中国西南喀斯特地区作为传统的湿润地区,近年来干旱事件频发,对水土资源的可持续利用提出了考验。此外,该地区人口密度是全国平均水平的1.6倍,全球平均水平的3.9倍,高密度人口和剧烈的农业活动使得当地农业发展和环境保护面临着巨大压力。土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,其粒径分布(soil aggregate-size fractions,SASF)在协调水肥气热的平衡和维持土壤微生物和酶的活性等方面发挥着重要的作用。全面了解各种因素对SASF的影响模式,对于科学指导区域农业生产和生态保护至关重要。
尽管有很多学者对土壤团聚体的影响因素进行了研究,但是,他们大多关注单一类型的环境变量对喀斯特地区土壤团聚体的影响,缺乏对多种环境因子综合影响的比较。同时,很少有学者探讨大尺度下环境因子对土壤团聚体的驱动模式。这些不足极大地阻碍了人们对土壤团聚体及其环境驱动因素之间定量关系的理解,同时也限制了区域性农业建议的提出。
       以中国西南喀斯特地区烟田为研究对象,基于2238个表层土壤样本,探究了17个环境因子(如非生长季总降水量[NGP],生长季节总降水量[GP]和有机质等)对三种粒级的团聚体(LMA [>2 mm], SMA [2–0.25 mm] 和MIA [<0.25 mm])的影响。这些烟田广泛分布在面积约为43,700 km2的区域内。描述性统计分析结果显示MIA和SMA在土壤中占主导,平均值±标准差分别为51.21±10.62%和37.86±8.28%。MIA, SMA和LMA具有中等的空间自相关性,块金效应分别为30.94%、42.22%和34.46%,并表现出相似的空间变异规律。随机森林模型确定NGP、GP、海拔、有机质、碱解氮和有效磷是控制SASF空间变异的关键环境因素,且NGP是起决定性作用的指标。通过非线性阈值检测发现,NGP、GP、海拔和碱解氮以非线性模式影响SASF。在超过一定的阈值后,NGP和GP对团聚体的形成和破碎的影响分别减弱和加强。相反,在超过一定的阈值后,海拔和碱解氮对SASF的影响在方向上发生改变。此外,NGP对团聚体形成的积极贡献在低肥力土壤中表现更明显。
       基于这些结果,我们给出了保护土壤团聚体的农业建议:(1)当地农民应该在非烟草生长季节向烟田供给水分,该措施在肥力较低的烟田更有效;(2)减少氮肥的施用,过量氮肥施用带来的高土壤碱解氮含量会对大聚集体的形成有消极影响;(3)将低海拔地区的烟田迁移到高海拔地区。总的来说,我们在喀斯特地区的区域尺度工作明确了环境因素对SASF的驱动模式,并提出了相应的农业建议,可为土壤侵蚀建模和地方农业政策调整提供有价值的信息。
 
关键字
随机森林;非生长季;降水;农业建议;非线性;区域尺度
报告人
张卫春
西南大学

稿件作者
张卫春 西南大学资源环境学院
武伟 西南大学计算机与信息科学学院
刘洪斌 西南大学资源环境学院
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