摘要
在全球气候变暖的背景下，土壤有机碳的空间分布及其影响因素对于维护地区的经济社会可持续发展至关重要。基于此，本文以西宁市为研究区域，基于世界土壤数据库获取的土壤数据，对西宁市土壤有机碳含量的空间分布从土壤类型和区县角度出发进行描述统计，并对各影响因素作用下土壤有机碳含量的分布情况做了分析探究，采用相关性分析探寻各影响因素与土壤有机碳含量之间的相关关系，基于主成分分析对主要因子进行提取，基于地理探测器中的分异及因子探测器和交互作用探测器，对影响西宁市表层土壤有机碳含量空间分布的影响因子进行空间分异性探测及定量归因，明确西宁市土壤有机碳含量空间变化的主控因素，最后利用多元回归分析构建影响因子与土壤有机碳含量之间的回归方程，探究其线性关系。开展工作与取得的主要结果如下： (1)西宁市不同土层土壤有机碳含量空间分布均呈现西北高东南低的变化规律，并随土层增加，土壤有机碳含量低值区由东南逐渐向外扩散。土壤有机碳含量范围主要在0~94.20g/kg，不同土层深度土壤有机碳含量变化差异均达到了中等变异水平。在0~15cm的土壤表层中，土壤有机碳含量表聚现象十分明显。 (2)选取9个影响因子对其与土壤有机碳含量之间的关系进行研究，研究结果表显示，土壤有机碳含量与气温呈显著负相关；随着年均降水量的增加，土壤有机碳含量逐渐升高；土壤有机碳含量随海拔的升高呈现先增加后减少的变化趋势；土壤有机碳含量均值随坡度的增加呈先升高后降低的变化规律；土壤有机碳含量在不同坡向上均表现为随土层深度增加呈先升高后降低的规律；归一化植被指数与土壤有机碳含量呈现显著正相关；不同土地利用类型的土壤有机碳平均含量随着土层深度的增加逐渐降低；各个土层土壤有机碳含量与土壤质地间均呈正相关关系，相关系数间差异不大；中性土壤的土壤有机碳含量明显高于酸性和碱性土壤。 (3)相关性分析结果表明：土壤有机碳含量与年均降水量、海拔、砂粒含量(不含60~100cm土层)、0~5cm土层坡度和地形粗糙指数呈显著正相关，与气温显著负相关，与粉粒含量、粘土含量、土壤pH值之间存在一定差异，但并不能使土壤有机碳含量产生显著变化。主成分分析结果表明：气温、降水和海拔在第一主成分方差贡献率中最高，土壤有机碳含量主要影响因子包括气温、降水、海拔、坡向和土壤理化性质。地理探测器分析结果表明：气温、土壤pH值和海拔对土壤有机碳含量空间分异性的解释度较强，坡向的解释度最弱；西宁市表层土壤有机碳含量空间分异性更多是由任意两个因子的交互作用所驱动，其解释度远高于单因子的解释度，此外所有交互作用均呈现出增强效应，土壤有机碳含量空间异质性关键影响因子为海拔、土壤pH值、年均气温及归一化植被指数。多元线性回归结果表明：6个自变量能解释土壤有机碳含量73.6%的变化，解释程度较好，回归方程为SOC=-96.897+0.229*年均降水量+0.352*坡度+31.551*NDVI，其中常量、年均降水量、坡度和归一化植被指数对土壤有机碳含量的影响具有显著影响(P＜0.05)。 (4)各种分析方法比较总结出：单个因子对土壤有机碳含量空间异质性的影响，相关性分析、主成分分析和分异及因子探测器均可全部提取；多个影响因子相互作用对土壤有机碳含量空间异质性的影响，交互作用探测器比多元回归分析效果更好。 综上，本研究分析了西宁市0~100cm土层土壤有机碳含量的空间分布特征，明确影响西宁市土壤有机碳含量空间变化的主控因素，影响土壤有机碳含量变化的关键因子主要为气温、降水和海拔。
NETL