论文摘要
太湖地区是我国主要的水稻产区,水稻土有机碳变化与全球气候变化息息相关,因此研究该地区水稻土肥力指标空间分异特征和不同尺度下水稻土有机碳储量变化及其影响因素,不仅对改善田间管理措施和提高农田水肥利用率具有重要意义,而且为大气碳收支的准确评估提供参考依据。本文基于太湖地区1:50,000土壤数据库,从行政区划（整个区域、市级和县级）尺度、土壤类型等方面研究了太湖地区水稻土养分空间分异,水稻土有机碳密度和储量变异的特征及其主要影响因素。基于土壤空间数据和土壤属性数据,建立了太湖地区1:50,000土壤数据库。土壤空间数据主要由太湖地区37个县（市）土壤图进行矢量化、图幅接边而成,属性数据为全国第二次土壤普查37个县的土种志,通过PKB法（Pedological Knowledge Basedmethod,PKB）将空间数据与属性数据集成,得到太湖地区1:50,000数据库。其基本单元为土种,土壤类型包括48个亚类,12个土类,1670个典型剖面,而内容则包括土壤机械组成（砂粒、粉粒、粘粒）、土壤pH、有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾等。空间数据库共有71763个图斑,其中主要是水稻土图斑,共计52034个,约占图斑总数的73%;其次是潮土和红壤,分别占图斑总数的14%和4%。基于太湖地区1:50,000土壤数据库研究结果如下:1、利用变异系数分析pH值、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷和速效钾的空间变异性。研究表明,速效磷变幅近100 mg kg-1,变异系数大于100%,属强变异性;而其他指标变异系数在10-100%之间,均属中等变异性。太湖地区水稻土pH值大多在5.5-7.5之间。平原地区有机质、全氮、全磷、全钾和速效磷含量均属于养分含量丰富地区;而低山丘陵地区全磷、速效磷及速效钾含量均在低值范围,属于缺磷、缺钾水平。2、太湖地区剖面（0-100 cm）有机碳总储量为251.66Tg,密度为127.1 t C ha-1;表层（0-20 cm）为80.96 Tg,密度为38.5 t C ha-1,表层储量占剖面总储量近1/3。不同类型水稻土有机碳密度差异很大,剖面（0-100 cm）有机碳密度最大的是潜育型水稻土,为200.0 t C ha-1,其次为脱潜型水稻土,186.4 t C ha-1,有机碳密度最小的是漂洗型水稻土,为73.9 t C ha-1,其余四种类型水稻土有机碳密度介于75-105 t C ha-1之间;脱潜型水稻土表层有机碳密度最大,漂洗型水稻土最小,分别为48.3 t C ha-1和25.8 t C ha-1,其他类型水稻土有机碳密度介于27-40 t C ha-1之间。就土壤性质和环境因素对水稻土有机碳的影响而言,土壤粘粒可以解释剖面（0-100 cm）和表层（0-20 cm）土壤有机碳变异的12.7%和10.2%。土壤pH值与有机碳变异的相关性很差,而有机碳与全氮的相关性很稳定,呈极显著正相关,全磷、全钾与有机碳的相关性则不显著。气候作用分别可以解释整个剖面水稻土和表层水稻土有机碳变异的4.2%和2.4%,但随着区域尺度的逐渐减小,气候对土壤有机碳的影响也越来越小;而母质和地形对土壤有机碳的影响因土壤类型不同而有很大差别。3、在砂粒、粉粒、粘粒、pH值、全氮、全磷和全钾及年降水量、年均温、地形和母质的综合作用下可分别解释水稻土整个剖面和表层水稻土有机碳变异的28.8%和72.4%。各因素对整个剖面（0-100 cm）水稻土有机碳影响的解释程度依次为全氮＞粘粒＞地形＞母质＞全钾＞pH值,而表层（0-20 cm）则为全氮＞母质＞地形＞全钾＞粘粒。通过幅度效应分析表明,随着区域的细化,进入水稻土有机碳回归方程的因素减少,说明小尺度影响有机碳变异的因素较为单一,原因是环境因素变异性相对减弱,例如地形、母质、气候条件趋于相同;而区域变大时,影响土壤有机碳变异的因素越来越多,也越复杂,因素的共同作用增强,而单因素的影响相对减弱。