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滇东喀斯特断陷盆地土壤有机碳空间分布特征及其关键影响因子
被引量：
1
1
作者
李建付
黄志霖
+4 位作者
和成忠
姜昕
宋琳
刘佳鑫
陈利顶
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期1339-1352,共14页
滇东喀斯特地区作为典型的生态脆弱区,土地石漠化和水土流失严重、景观空间异质性高,这些因素强烈影响着土壤性质和碳循环过程,为评估该地区土壤有机碳储量动态变化带来巨大困难。通过探究喀斯特地区土壤有机碳空间分布特征及其关键影...
滇东喀斯特地区作为典型的生态脆弱区,土地石漠化和水土流失严重、景观空间异质性高,这些因素强烈影响着土壤性质和碳循环过程,为评估该地区土壤有机碳储量动态变化带来巨大困难。通过探究喀斯特地区土壤有机碳空间分布特征及其关键影响因素,进而提升喀斯特土壤碳汇能力,对实现碳中和目标以及减缓全球气候变暖具有重要意义。基于滇东喀斯特地区典型区域土壤调查数据,利用地统计学方法、随机森林模型(RF)和SHAP解释方法(SHAP),分析了土壤有机碳空间分布特征和关键影响因子及其影响效应。结果表明,1)研究区表层土壤有机碳质量分数为1.45-56.0g·kg^(-1),变异系数为46.7%,空间变异较大。2)不同土地利用类型、土壤类型之间土壤有机碳含量差异显著(p<0.010),随着海拔上升,表层土壤有机碳含量呈现先下降后上升的趋势。3)土壤有机碳空间分布具有中等程度的空间自相关性(块金系数:48.4%),空间变异主要由总氮、总磷、降水量、海拔和pH主导,土壤氮、磷等关键因子解释了土壤有机碳88.5%的空间变异。4)关键影响因子对土壤有机碳的影响存在阈值或峰值效应。当总氮超过阈值点1.75g·kg^(-1)后,其对土壤有机碳的影响由负转正;总磷对土壤有机碳的正向贡献在1.50g·kg^(-1)左右时达到峰值,侧面证明了过度施磷肥并不能起到增加土壤肥力的作用,而可能会造成资源浪费和土地生态污染问题;海拔对土壤有机碳的正向贡献在1750 m左右时达到最大值;pH对土壤有机碳的正向贡献在4.45左右达到峰值。研究表明需要考虑关键因子的阈值或峰值效应,以便了解土壤有机碳积累的潜在过程。
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关键词
喀斯特断陷盆地
土壤有机碳
空间变异
随机森林模型
SHAP
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职称材料
题名
滇东喀斯特断陷盆地土壤有机碳空间分布特征及其关键影响因子
被引量：
1
1
作者
李建付
黄志霖
和成忠
姜昕
宋琳
刘佳鑫
陈利顶
机构
云南大学
生态
与
环境
学院
中国
林业
科学
研究
院森林
生态环境
与自然保护
研究
所
中国
地质调查局昆明自然资源综合调查
中心
西南联合
研究
院
西南跨境
生态
安全教育部
重点
实验室
中国科学院生态环境研究/中心城市与区域生态国家重点实验室
出处
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024年第9期1339-1352,共14页
基金
云南省西南联合研究生院科技专项(202302AO370012)
中国科技部科技基础资源调查专项(2021FY100800)。
文摘
滇东喀斯特地区作为典型的生态脆弱区,土地石漠化和水土流失严重、景观空间异质性高,这些因素强烈影响着土壤性质和碳循环过程,为评估该地区土壤有机碳储量动态变化带来巨大困难。通过探究喀斯特地区土壤有机碳空间分布特征及其关键影响因素,进而提升喀斯特土壤碳汇能力,对实现碳中和目标以及减缓全球气候变暖具有重要意义。基于滇东喀斯特地区典型区域土壤调查数据,利用地统计学方法、随机森林模型(RF)和SHAP解释方法(SHAP),分析了土壤有机碳空间分布特征和关键影响因子及其影响效应。结果表明,1)研究区表层土壤有机碳质量分数为1.45-56.0g·kg^(-1),变异系数为46.7%,空间变异较大。2)不同土地利用类型、土壤类型之间土壤有机碳含量差异显著(p<0.010),随着海拔上升,表层土壤有机碳含量呈现先下降后上升的趋势。3)土壤有机碳空间分布具有中等程度的空间自相关性(块金系数:48.4%),空间变异主要由总氮、总磷、降水量、海拔和pH主导,土壤氮、磷等关键因子解释了土壤有机碳88.5%的空间变异。4)关键影响因子对土壤有机碳的影响存在阈值或峰值效应。当总氮超过阈值点1.75g·kg^(-1)后,其对土壤有机碳的影响由负转正;总磷对土壤有机碳的正向贡献在1.50g·kg^(-1)左右时达到峰值,侧面证明了过度施磷肥并不能起到增加土壤肥力的作用,而可能会造成资源浪费和土地生态污染问题;海拔对土壤有机碳的正向贡献在1750 m左右时达到最大值;pH对土壤有机碳的正向贡献在4.45左右达到峰值。研究表明需要考虑关键因子的阈值或峰值效应,以便了解土壤有机碳积累的潜在过程。
关键词
喀斯特断陷盆地
土壤有机碳
空间变异
随机森林模型
SHAP
Keywords
karst fault basin
soil organic carbon(SOC)
spatial variation
random forest model
SHapley Additive exPlanations(SHAP)
分类号
X144 [环境科学与工程—环境科学]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
滇东喀斯特断陷盆地土壤有机碳空间分布特征及其关键影响因子
李建付
黄志霖
和成忠
姜昕
宋琳
刘佳鑫
陈利顶
《生态环境学报》
CSCD
北大核心
2024
1
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