[发明专利]一种土壤有机碳侵蚀动态变化诱因分析方法

说明书

本发明涉及一种土壤有机碳侵蚀动态变化诱因分析方法，包括S1～S6六个步骤。本发明的一种土壤有机碳侵蚀动态变化诱因分析方法，定量模拟了大范围区域内的土壤有机碳侵蚀的时空分布特征，回答了土壤有机碳侵蚀在复杂环境中的演变趋势，并且阐明了环境因素与土壤有机碳侵蚀变化速率之间的互作关系。为后续研究暖湿化趋势是否会加速土壤有机碳源汇变化过程这一问题提供科学依据。

技术领域

本发明涉及土壤有机碳侵蚀技术领域，具体为一种土壤有机碳侵蚀动态变化诱因分析方法。

背景技术

土壤有机碳是土壤质量和生态环境的重要指标，是陆地环境中影响全球碳循环的重要因素，承载着保持土壤肥力、平衡陆地生态系统物质和能量的重要作用。近年来影响陆地土壤碳动态的研究多集中在气候条件、植被状况、土地利用类型等方面，而基于土壤侵蚀对陆地土壤有机碳流失的影响研究相对薄弱，特别是国内相关研究少见报道。目前，在全球气候变化的背景下，由暖湿化特征造成的土壤侵蚀逐年增加，由此造成土壤有机碳侵蚀不容忽视。阐明由土壤侵蚀引起的土壤有机碳迁移过程对于准确预测土壤碳循环的碳源汇贡献及评估碳收支有重大意义。

土壤是非均匀的时空连续的变异体，在任何一个区域内，无论尺度大小，均具有高度的空间异质性。土壤有机碳侵蚀也不例外。区域内成土母质、气候、地形、植被等环境因子的不同，造成土壤有机碳侵蚀的分布及演变存在着时空异质性。此外，各环境因子之间存在和相互联系，比如气候因子中的温度和水分直接调节植被生长和有机碳分解；植被与土壤存在着互作效应；而气候和土壤的分布又受地形特征的调节。这些环境因素的时空异质性特征及互作关系机制则影响着后续对土壤有机碳侵蚀的模拟预测。

基于这些问题，很有必要探讨气候变化条件下土壤有机碳侵蚀过程及其与环境因素之间的驱动机制，为动态监测土壤有机碳侵蚀、科学评价和合理保护生态环境提供基础信息和科学依据。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤有机碳侵蚀动态变化诱因分析方法，为后续研究暖湿化趋势是否会加速土壤有机碳源汇变化过程这一问题提供科学依据。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种土壤有机碳侵蚀动态变化诱因分析方法，包括如下步骤：

S1，收集目标区域的地面降雨数据和土壤剖面数据，同时获取降雨栅格数据、植被栅格数据、土地利用类型栅格数据以及地形栅格数据；

S2，待收集完成后，结合多源时空数据挖掘及时空建模分析方法进行土壤侵蚀因子建模，得到各土壤侵蚀因子时空分布特征图；

S3，基于得到的所述土壤侵蚀因子时空分布特征图，计算得到土壤侵蚀空间分布图；

S4，基于所述的土壤侵蚀空间分布图，结合土壤有机碳栅格数据，得到土壤有机碳侵蚀空间分布特征图，并利用时间序列回归模型，分析土壤有机碳侵蚀动态变化速率；

S5，根据计算的土壤有机碳侵蚀动态变化速率结果，结合因子贡献分析，得到环境因子对土壤有机碳侵蚀动态变化速率的贡献程度；

S6，根据土壤有机碳侵蚀动态变化速率和环境因子之间的相互联系，得到环境因子对土壤有机碳侵蚀动态变化速率影响过程中的内部互作关系。

进一步，所述地面降雨数据来自于地面气象站，土壤剖面数据为人工采样所得，具体包括土壤类型数据、土壤粒径数据以及土壤有机碳数据；所述降雨栅格数据为TRMM提供的空间分辨率为0.25°，时间分辨率为1天的降雨数据；所述植被栅格数据包括MODIS卫星提供的空间分辨率为250米，时间分辨率为年的MOD44B产品，以及MODIS卫星提供的空间分辨率为500米，时间分辨率为年的MCD12Q1产品；所述土地利用栅格数据来自空间分辨率为1公里的中国多时期土地利用土地覆被遥感监测数据集；所述地形栅格数据来自SRTM提供的DEM数据，空间分辨率为90米。