1.2 研究进展 1

1.3 研究内容 2

2 材料与方法 3

2.1 研究区概况 3

2.2 数据来源 4

2.3 样点布设模式 4

2.4 点面拓展方法 5

2.5 不确定性评价 7

2.6 所用软件 7

3 结果与讨论 8

3.1 SOM 含量描述性统计 8

3.2  地统计分析特征 9

3.3  预测精度的对比分析 10

3.4  基于不同布点模式与方法组合的 SOM 空间分布 13

4 结论 15

参考文献 16

致谢 18

图清单

图序号 图名称 页码

图 2-1 研究区地理位置图 3

图 2-2 土壤样点分布 4

图 2-3 土壤采样点 SOM 含量值与土壤或土地利用图斑连接示意图 7

图 3-1 SOM 含量数据的半方差函数 10

图 3-2 SOM 预测值与实测值散点图 11

图 3-3 不同采样模式下验证点的 SOM 预测 RMSE 和 MAE 对比图 12

图 3-4 不同采样模式下 SOM 含量空间分布图 13

表清单

表序号 表名称 页码

表 3-1 各采样模式 SOM 含量描述性统计 8

1 绪论

1.1 研究意义

土壤有机质（Soil organic matter, SOM）是评价土壤质量或土壤健康的重要 指标，在保持土壤肥力、提高作物产量和控制温室气体排放等方面发挥着重要作 用[1,2]。一方面，SOM 为植物生长提供养分，改良土壤的物理结构和化学性质， 影响土壤肥力和农业增产；另一方面，SOM 是陆地最大的碳库，是全球碳循环 中的关键环节，对温室效应与全球气候变化具有重要影响[3]。论文网

由于受到多种因素的影响，SOM 通常表现出较强的空间变异性。准确揭示 区域 SOM 空间变异特征，是 SOM 研究的基础，可为碳库储量的估算以及农业 管理措施的制定提供科学依据。

1.2 研究进展

目前，国内外很多学者对不同区域 SOM 空间变异特征开展了大量研究，在 土壤采样布设和 SOM 空间预测方法方面取得了不少重要的研究成果。

土壤野外采样是研究的重要环节，采样点的代表性是调查结果高效反映 SOM 空间变异信息的前提，如何布设样点是采样前首先要解决的问题。样点布 设方法主要有基于统计学原理的简单随机采样、基于传统地学知识的按类型采样 和基于规则网格取样的方法，不同的样点布设模式各有优劣，存在一定适应性。 当前，应用最多的样点布设模式为规则网格采样，如 Bellamy 基于规则网格采集 样点计算了英格兰有机碳含量变化速率[4]；李玲等通过网格在河南西北部地区采 集样点分析了区域土壤质量状况[5]。另外按类型采样也被广泛应用，研究发现土 壤类型对 SOM 变异性影响较大[6,7]，基于土壤类型分区进行布设样点使用较多， 如 Sankey 等在美国某州南部基于土壤类型分区采集样点预测了研究区土壤有机 碳含量[8]；此外由于人类活动的影响愈加强烈，土地利用方式发生了明显变化， 不同土地利用方式间 SOM 差异较大，因此根据土地利用分区布设样点也是主要 方法之一，如 Wei 等在中国东北黑土区基于不同土地利用方式采集样点，预测了 不同土地利用有机碳含量及其分布[9]。在地形复杂地区，SOM 空间变异性较强， 给准确预测其 SOM 空间分布特征带来了困难，然而少有研究提及在该区何种样 点布设模式能够高效地揭示区域 SOM 空间分布特征，至于如何确定各土壤类型 以及各土地利用样点数量以提高区域 SOM 预测精度的研究也较少，且在确定各 类型样点数量时其变异系数及分布面积的分配权重仍需要进一步深入研究。