中國土壤堿解氮含量與影響因子的空間關(guān)系研究

朱梓弘 ，朱同彬，楊霖 ，羅柳玲，謝銀財(cái)

1. 中國地質(zhì)科學(xué)院巖溶地質(zhì)研究所/國土資源部、廣西壯族自治區(qū)巖溶動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西 桂林 541004； 2. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京），北京 100083；3. 海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院，海南 海口 570228

土壤堿解氮主要包括礦質(zhì)無機(jī)態(tài)氮及分子結(jié)構(gòu)簡單的有機(jī)態(tài)氮，是土壤中能夠直接被植被吸收利用的氮素形式，也是衡量土壤供氮能力，反映土壤氮素有效性的重要指標(biāo)（中國科學(xué)院南京土壤研究所，1978）。土壤堿解氮含量受多種因子的影響，存在著明顯的空間分異。近年來，眾多學(xué)者針對(duì)土壤堿解氮含量的空間變異及其影響因子開展了大量研究（羅由林等，2015；袁知洋等，2015；張振明等，2009），但并未形成統(tǒng)一的結(jié)論。從地形影響上看，已有研究指出土壤堿解氮含量與海拔高度呈顯著正相關(guān)（李相盈等，2016；袁知洋等，2015；張振明等，2009），但有部分學(xué)者卻認(rèn)為海拔高度的增加并不利于堿解氮積累（胡玉福等，2008；唐杰等，2017）。從氣候因子來看，針對(duì)氣溫降水與堿解氮含量相互關(guān)系的研究中，同時(shí)也存在正相關(guān)（趙書軍等，2010）與負(fù)相關(guān)（施春健等，2007；明姣等，2013）兩種結(jié)論。從不同土地利用方式上看，林地受人為擾動(dòng)少，植被覆蓋度高，土壤堿解氮含量一般高于其他用地方式（胡玉福等，2008；許冬梅等，2007），但在耕地、果園等用地方式下土壤堿解氮含量超過林地的現(xiàn)象同樣也被報(bào)導(dǎo)過（羅由林等，2015）。實(shí)際自然環(huán)境中，各因子之間通常都是以復(fù)雜的方式共同作用于土壤（白軍紅等，2006；劉培靜等，2012），不同因子之間影響模式的不同與影響強(qiáng)弱的差異可能是導(dǎo)致研究結(jié)論相互矛盾的重要原因。

以往研究多局限于縣域尺度（羅由林等，2015）、小流域尺度（劉培靜等，2012；許冬梅等，2007）或單一的地貌類型（胡玉福等，2008；唐杰等，2017），不同地區(qū)之間存在明顯的地域差異，導(dǎo)致影響土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子可能會(huì)因?yàn)榄h(huán)境條件的不同而有差別，使得針對(duì)某一個(gè)地區(qū)的研究結(jié)論難以適用于其他地區(qū)。為比較不同環(huán)境條件下潛在主導(dǎo)因子的一致性與差異性，本研究進(jìn)一步引入綜合自然區(qū)劃帶的概念。綜合自然區(qū)劃是依據(jù)自然環(huán)境條件及其組成成分的相似性與差異性，將地表具有相似的自然過程與自然現(xiàn)象的地區(qū)劃分為同一個(gè)區(qū)域的分區(qū)方法（伍光和等，2008）。同一自然帶通常具有相類似的自然環(huán)境條件，如水熱組合、植被特征、水文過程等，以綜合自然區(qū)劃帶作為研究單位，可以有效反映不同地域之間環(huán)境條件的差異。在此基礎(chǔ)上，本研究利用現(xiàn)有的GIS 數(shù)據(jù)，采用地理探測器的分析方法（王勁峰等，2017），分析主導(dǎo)中國土壤堿解氮含量空間分異的影響因子，探討在不同自然區(qū)劃帶中潛在主導(dǎo)因子的差異，旨在為土壤肥力保持及土地生產(chǎn)力資源的合理利用提供理論依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)處理

1.1 研究方法

本研究采用王勁峰等（2017）研發(fā)的地理探測器，分析主導(dǎo)土壤堿解氮含量空間分異的影響因子。地理探測器是探究地物空間分異規(guī)律，揭示其潛在驅(qū)動(dòng)因子的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，該方法通過比較地物Y 與影響因子X 空間分布格局的一致性，以判斷影響因子對(duì)地物的影響程度大小。基本模型如下所示：

其中，q 為影響因子X 對(duì)地物Y 的影響程度大小，q 值介于0—1 之間，q 值越大表明影響因子對(duì)地物Y 的影響程度越大；L 為影響因子X 離散化處理后的分區(qū)；NL與N 分別為分區(qū)L 的樣本量與全區(qū)總樣本量；2hσ 與σ2分別為分區(qū)L 與全區(qū)的方差。

此外，考慮到不同影響因子之間存在兩兩交互作用，還需要評(píng)估影響因子X1與X2共同作用對(duì)堿解氮含量空間分異的影響程度，因此在模型（1）的基礎(chǔ)上，本文采用地理探測器中的“交互作用探測模型”研究方法，計(jì)算兩種因子交互時(shí)q 值大小，即q(X1∩X2)。地理探測器模型計(jì)算通過GeoDetector軟件完成（http://www.geodetector.org/）。

1.2 數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)處理

中國土壤堿解氮數(shù)據(jù)來源于寒區(qū)旱區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://westdc.westgis.ac.cn/）所提供的面向陸面模擬的中國土壤數(shù)據(jù)集（Wei et al.，2013）。該數(shù)據(jù)由二次土壤普查的1:100 萬中國土壤圖及8 595 個(gè)土壤剖面數(shù)據(jù)匯編而成，數(shù)據(jù)為柵格格式，空間分辨率1 km（圖1）。中國綜合自然區(qū)劃數(shù)據(jù)由黃秉維所編制的1:3 200 萬《中國綜合自然區(qū)劃圖》（黃秉維，1958），通過ArcGIS 軟件進(jìn)行空間校準(zhǔn)、坐標(biāo)投影定義與矢量化處理而獲得（圖2）。

海拔高度數(shù)據(jù)為地理空間數(shù)據(jù)云（http://www.gscloud.cn）所提供的SRTM DEM 數(shù)字高程模型，坡度與坡向數(shù)據(jù)由 SRTM DEM 經(jīng)ArcGIS 軟件換算得到。氣象數(shù)據(jù)由國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)（http://www.geodata.cn/）提供，其中氣溫?cái)?shù)據(jù)為空間分辨率1.00 km 的月平均氣溫?cái)?shù)據(jù)集，降水?dāng)?shù)據(jù)為空間分辨率10 km 的CGCM3模擬中國逐月降水量數(shù)據(jù)集。此外，土地利用數(shù)據(jù)來源于寒區(qū)科學(xué)數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)為分辨率1.00 km的中國地區(qū)土地覆蓋綜合數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)共包含6 種主要的用地模式，即森林、草地、耕地、水域、建設(shè)用地與未利用地。

圖1 中國土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)空間分布 Fig. 1 The distribution of soil alkeline-nitrogen mass fraction in China

1.3 數(shù)據(jù)處理

為提取柵格數(shù)據(jù)信息，本文借助ArcGIS 網(wǎng)格化功能（Fishnet），以5 km×5 km 網(wǎng)格為基本統(tǒng)計(jì)單元，在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)格化采樣提取土壤堿解氮含量，中國全區(qū)共計(jì)樣點(diǎn)總量42 613 個(gè)，并將其分別劃分至熱帶季雨林帶、亞熱帶常綠闊葉林帶、溫帶落葉闊葉林帶等12 個(gè)自然帶中。地理探測器適用于自變量為類型變量，因變量為數(shù)值變量的分析，因此在應(yīng)用模型前，需要借助ArcGIS 重分類功能（Reclassify）對(duì)海拔高度、坡度、坡向、氣溫、降水等連續(xù)型變量數(shù)據(jù)進(jìn)行離散化處理。離散化處理分別在全區(qū)及各自然區(qū)劃帶中進(jìn)行，處理采用分位數(shù)分類原則（Quantile），共分為6 類。最后，借助ArcGIS 的柵格信息提取功能（Extract）完成土壤堿解氮信息與環(huán)境指標(biāo)的匹配，并通過地理探測器Geodetector 軟件，分別計(jì)算各自然區(qū)劃帶q值與交互作用q 值，以評(píng)估不同環(huán)境條件下各因子對(duì)土壤堿解氮含量空間分異的影響程度。此外，數(shù)據(jù)的拼接、裁剪、投影變化、整合換算、重采樣等預(yù)處理過程也通過ArcGIS 軟件完成。

2 結(jié)果與分析

土壤堿解氮含量受多種因子的共同影響。本研究選取海拔高度、坡度、坡向、氣溫、降水、土地利用方式等6 項(xiàng)影響因子指標(biāo)（圖3），以探究在不同環(huán)境條件下土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子。整體而言（圖4），各因子對(duì)土壤堿解氮的影響程度由大到小依次為土地利用方式（0.16）、坡度（0.09）、降水（0.09）、氣溫（0.08）、海拔高度（0.08）及坡向（0.00）；土地利用方式主導(dǎo)了中國土壤堿解氮含量的空間分異過程，基本表現(xiàn)為：林地 (147 mg·kg-1)＞草地 (113 mg·kg-1)＞耕地 (103 mg·kg-1)＞水域 (95 mg·kg-1)＞建設(shè)用地 (92 mg·kg-1)＞未利用地 (55 mg·kg-1)（圖5）。各因子交互作用中，影響程度最大的分別是土地利用∩氣溫（0.31）、土地利用∩降水（0.30）、海拔高度∩降水（0.27）、海拔高度∩氣溫（0.26）（圖6）。由此看出，從全國尺度上分析，土地利用方式及其與氣候因子的共同作用可能是主導(dǎo)中國土壤堿解氮含量的空間分異過程的重要因子。氣溫、降水與堿解氮含量的多元回歸分析結(jié)果表明，在6 種土地利用方式中，土壤堿解氮含量均表現(xiàn)為與氣溫呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，與降水呈顯著的正相關(guān)關(guān)系（表1）。這說明，氣候因子在土地利用的基礎(chǔ)上提高了土壤堿解氮含量的空間異質(zhì)性，使中國土壤堿解氮含量的空間分異過程進(jìn)一步復(fù)雜化。

表1 土壤堿解氮與氣溫及降水量的多元回歸分析 Table 1 The Multiple regression analysis of soil alkali-hydrolyzed nitrogen with temperature and precipitation

自然區(qū)劃帶下的探測結(jié)果表明（表2），土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子因其所處環(huán)境條件的不同而有明顯的差異。

在東部濕潤的季風(fēng)氣候區(qū)，氣溫主導(dǎo)了土壤堿解氮的空間分異過程，尤其在熱帶季雨林帶與溫帶混交林帶，氣溫對(duì)土壤堿解氮含量的影響程度分別達(dá)到了0.19 與0.12。其次為海拔高度，在亞熱帶常綠闊葉林帶與溫帶森林草原帶，海拔高度是土壤堿解氮含量變化的主導(dǎo)因子，影響力程度分別為0.12與0.28。從因子的交互作用上看，氣溫∩海拔、氣溫∩降水是主導(dǎo)中國東部濕潤地區(qū)土壤堿解氮含量的空間分異的重要因子。

在西北干旱半干旱地區(qū)，坡度及降水主導(dǎo)了土壤堿解氮的空間分異過程。在溫帶半荒漠帶與溫帶荒漠帶土壤堿解氮空間分異的潛在主導(dǎo)因子為坡度，其影響程度分別達(dá)到了0.39 與0.20；而在溫帶草原帶，土壤堿解氮空間分異的潛在主導(dǎo)因子為降水，其影響程度達(dá)0.27。從交互因子上看，降水∩氣溫及海拔高度∩氣溫對(duì)土壤堿解氮含量的影響程度最大。

在青藏高原地區(qū)，海拔高度與降水量主導(dǎo)了高原區(qū)土壤堿解氮含量空間分異。在高原東部的森林草原帶，土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子為海拔高度，交互主導(dǎo)因子為海拔高度∩氣溫；在高原中部及西部的草原帶與荒漠帶，海拔高度與降水的共同主導(dǎo)了土壤堿解氮的空間分異過程。

3 討論

圖3 影響土壤堿解氮含量的潛在影響因子 Fig. 3 The potential environmental factors affecting soil alkeline-nitrogen conten

本研究旨在論證土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子是否會(huì)因其所處環(huán)境條件的不同而有差異。因此，本研究基于現(xiàn)有GIS 數(shù)據(jù)，采用地理探測器的研究方法，進(jìn)一步量化各影響因子與土壤堿解氮含量的空間關(guān)系，比較各因子之間影響程度的差異以及不同環(huán)境條件下堿解氮含量潛在主導(dǎo)因子的差別。

3.1 全國尺度下土壤堿解氮含量的潛在主導(dǎo)因子

圖4 各因子對(duì)土壤堿解氮含量的影響程度 Fig. 4 The influence of various factors on soil alkeline-nitrogen content

圖5 不同土地利用方式下土壤堿解氮質(zhì)量分?jǐn)?shù) Fig. 5 Soil alkeline-nitrogen mass fraction in different land use types

圖6 各影響因子及其交互作用對(duì)土壤堿解氮含量的影響程度 Fig. 6 The influence of factors and their interactions on soil alkeline-nitrogen content

從全國尺度上看，土地利用方式主導(dǎo)了中國土壤堿解氮的空間分異過程。基于全國范圍內(nèi)的基本統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)一步證明了不同土地利用方式下土壤堿解氮含量在明顯的差異。一般認(rèn)為，土壤堿解氮含量取決于土壤有機(jī)質(zhì)的數(shù)量與熟化程度（劉世全等，2004），有機(jī)質(zhì)含量高的土壤往往能夠保持較高的堿解氮含量（劉世全等，2004；Zhang et al.，2004）。在不同的土地利用方式下，由于其地表的覆被條件、生物量、凋落物數(shù)量及受人為擾動(dòng)程度的不同，土壤有機(jī)質(zhì)的豐缺狀況與熟化程度存在明顯的差異，因此不同土地利用 方式之間土壤堿解氮含量也具有一定的差別（張池等，2013；鄭杰炳等，2008）。林地與草地的覆被程度較高，且受人為擾動(dòng)的影響少，大量的植被凋落物與腐殖質(zhì)進(jìn)入土壤，使土壤的有機(jī)質(zhì)含量大幅度提高（吳樂知等，2007），因而林地與草地土壤可以維持充足的堿解氮含量以供應(yīng)植被生長。相比之下，耕地受人為擾動(dòng)較為頻繁，一方面，人為的開墾、除草等活動(dòng)破壞了地表植被，導(dǎo)致植被凋落物與腐殖質(zhì)數(shù)量大量減少（吳樂知等，2007）；另一方面，翻耕、松土等過程改變了土壤的微生物環(huán)境，加快了有機(jī)質(zhì)的分解，從而導(dǎo)致耕地土壤的有機(jī)質(zhì)含量下降（Gregorich et al.，1998；胡玉福等，2008），因此在有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較低的耕地土壤中堿解氮含量也比較低。與耕地土壤類似，地表植被的狀況同樣也限制了水域與建設(shè)用地土壤堿解氮的積累，并使其含量保持著較低的水平（艾尤爾等，2014；張宏偉等，2008）。此外，未利用地主要分布于西部及西北部地區(qū)，多為沙漠、戈壁等荒地，基本沒有植被覆蓋，其惡劣的環(huán)境條件與植被狀況極大地抑制了有機(jī)質(zhì)的積累過程（王紹強(qiáng)等，2000），因此在6 種土地利用方式中，未利用地的土壤堿解氮含量處于最低的水平。值得注意的是，不同土地利用方式下土壤堿解氮含量雖然存在顯著的差異，但僅以土地利用方式為線索仍然難以解釋中國土壤堿解氮復(fù)雜的空間分異規(guī)律。本研究還進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)了不同因子之間的交互作用對(duì)土壤堿解氮含量的影響程度。交互因子的分析結(jié)果表明，土地利用方式與氣溫及降水之間的共同作用對(duì)中國土壤堿解氮含量的空間變化有較為顯著的影響。氣溫、降水與堿解氮含量的多元回歸分析表明，氣溫的降低與降水量的增加會(huì)提高土壤的堿解氮含量（表1）。一般認(rèn)為，降水量的增加有利于植被的增長與土壤養(yǎng)分的積累，而溫度的升高則會(huì)促進(jìn)有機(jī)質(zhì)的分解，不利于養(yǎng)分保持（解憲麗等，2004）。因此，在降水充沛且年平均氣溫較低的地區(qū)，土壤通常具有較為豐富的堿解氮。事實(shí)上，由圖1 也可以發(fā)現(xiàn)，分布于東部濕潤地區(qū)的林地土壤，其堿解氮含量由南向北隨溫度的減少而呈現(xiàn)出逐漸上升的變化趨勢；而分布于北部及高原地區(qū)的草地土壤，其堿解氮含量由西向東隨著降水量的增加而逐漸增加，這種空間分異模式與以往針對(duì)中國土壤有機(jī)質(zhì)含量空間分異的研究結(jié)論相一致（解憲麗等，2004；王紹強(qiáng)等，2000）。本研究認(rèn)為，不同土地利用方式之間的差異確定了中國土壤堿解氮含量的空間分異的基本模式，而在此基礎(chǔ)上，氣候因子的空間變化進(jìn)一步影響了土壤堿解氮含量，并使其在大區(qū)尺度上發(fā)生更為復(fù)雜的變化。

表2 不同自然區(qū)劃帶土壤堿解氮含量的潛在主導(dǎo)因子與交互主導(dǎo)因子 Table 2 The dominant factors and interactive dominant factors of soil alkeline-nitrogen in different natural regionalization

3.2 不同自然區(qū)劃帶土壤堿解氮含量的潛在主導(dǎo)因子分析

從自然區(qū)劃帶得尺度上看，土地利用方式對(duì)土壤堿解氮含量空間分異的影響程度明顯降低。這可能是由于研究尺度縮小，土地利用方式的空間異質(zhì)性也逐漸降低，即單一化，從而降低了土地利用方式對(duì)土壤堿解氮空間分異的影響程度。例如，亞熱帶常綠闊葉林帶與寒帶針葉林帶林地面積分別占區(qū)劃帶總面積的52.8%與80.7%，而在溫帶落葉闊葉林帶中耕地面積占比達(dá)到59.1%。這種單一化的土地利于方式難以解釋大尺度條件下土壤堿解氮復(fù)雜的變異形式，因此在很大程度上影響了地理探測器的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

在不同的自然區(qū)劃帶中，影響土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子既存在一致性，也存在明顯差別。在東部濕潤季風(fēng)區(qū)，氣溫及其與降水的交互作用主導(dǎo)了土壤堿解氮含量的空間分異過程。特別是在溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，土壤堿解氮含量的空間分異基本由氣溫主導(dǎo)，呈現(xiàn)出隨緯度的增加而不斷增加的變化趨勢。氣溫降低促進(jìn)有機(jī)質(zhì)積累，使土壤可以保持較高的堿解氮含量，這與以往針對(duì)東北地區(qū)土壤堿解氮的觀測結(jié)果相同（施春健等，2007）。與全國尺度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果不同，東部季風(fēng)區(qū)土壤堿解氮含量主要取決于氣溫，而降水對(duì)土壤堿解氮含量僅僅起到調(diào)節(jié)和控制的作用。這可能是由于東部地區(qū)氣候濕潤，植被數(shù)量多且類型豐富，充足的植被凋落物降低了土壤氮源的空間差異性，相反地，季風(fēng)區(qū)各自然帶的帶幅寬廣，氣溫南北差異顯著，有機(jī)質(zhì)的分解速率受氣溫的影響而有較大差異，因而土壤堿解氮含呈現(xiàn)出隨溫度的變化而變化的特征。不同的是，在亞熱帶常綠闊葉林帶與溫帶森林草原帶中，土壤堿解氮含量并非由氣溫主導(dǎo)，反而受海拔高度的影響較大。一般認(rèn)為，地形條件可以影響地表水熱條件的再分配過程從而影響土壤堿解氮含量（胡玉福等，2008；李相盈等，2016；羅由林等，2015）。與其他自然區(qū)劃帶相比，亞熱帶常綠闊葉林帶與溫帶森林草原帶地形起伏較大，區(qū)內(nèi)涵蓋了平原、丘陵、山地等多種地貌類型。復(fù)雜的地形條件使地表的水熱狀況進(jìn)一步復(fù)雜化，從而造成土壤堿解氮的積累與分解速率在不同的海拔高度下呈現(xiàn)明顯的空間分異。因此，在這兩個(gè)自然區(qū)劃帶中，海拔高度的變化可以更好地解釋土壤堿解氮含量的空間分異規(guī)律。此外，海拔高度還可能通過影響土地利用方式影響土壤堿解氮含量（趙越等，2018），例如高海拔山地森林廣泛分布且受人為擾動(dòng)少，土壤堿解氮含量高，而低海拔平原多被開墾為耕地并不利于堿解氮的積累。因此，在地形條件復(fù)雜的自然帶中，海拔高度的變化使得多種影響因子在較大的空間尺度上發(fā)生較為復(fù)雜分異，從而代替氣溫、降水成為主導(dǎo)土壤堿解氮含量空間分異過程的關(guān)鍵因素。

西部干旱、半干旱區(qū)，土壤堿解氮含量的空間分異主要受降水與坡度控制。水分是影響旱區(qū)土壤堿解氮來源的關(guān)鍵因素，一方面，降水量決定了旱區(qū)地表的植被狀況以及輸入土壤的凋落物量（王新源等，2013）；另一方面，充足降水可以改善旱區(qū)土壤的水分狀況，提高土壤微生物活性，從而控制凋落物分解與有機(jī)質(zhì)的積累（Jacobson et al.，1998）。因此，在溫帶草原帶，土壤有機(jī)質(zhì)含量隨著降水量的下降而下降，從而導(dǎo)致土壤堿解氮從總體上呈現(xiàn)出由東至西逐漸降低的變化特征。不同的是，在溫帶荒漠帶與溫帶半荒漠帶中，土壤堿解氮空間分異的主導(dǎo)因子為坡度，交互因子主要為海拔∩氣溫。地形因子對(duì)溫帶荒漠帶與溫帶半荒漠帶土壤堿解氮的空間分異起到了重要的作用，這與以往的研究結(jié)論相類似（塞牙熱木等，2017）。由圖1 可以發(fā)現(xiàn)，阿爾泰山、天山山脈、昆侖山脈及祁連山脈等高寒山區(qū)是溫帶荒漠與半荒漠帶土壤堿解氮的主要高值區(qū)域，相反在地形平坦的塔里木盆地、準(zhǔn)噶爾盆地中土壤的堿解氮含量較低，基本在 60 mg·kg-1以下。溫帶荒漠帶與半荒漠帶深處內(nèi)陸，氣候干燥，大部分地區(qū)的年降水量在50 mm 以下，地表植被狀況差，土壤保水保肥能力弱，土壤堿解氮量含量基本處于較低的水平。但在天山、阿爾泰山等地區(qū)，其絕對(duì)的海拔高度使得這些地區(qū)可以接收到東亞季風(fēng)與盛行西風(fēng)從高空攜帶而來的水汽，為植被的生長提供了充足的水源（伍光和等，2008）。豐富的植被狀況與高海拔條件下的低溫環(huán)境促進(jìn)了土壤有機(jī)質(zhì)的積累，使得堿解氮可以被有效保持。因此，在溫帶荒漠與半荒漠帶，地形條件決定了水分的空間再分配過程，從而主導(dǎo)土壤堿解氮含量的空間變化。

在西南部青藏高原地區(qū)，影響土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子同樣也因其所處環(huán)境條件的不同而表現(xiàn)出明顯差異。在高原東部濕潤的森林草原帶，海拔與氣溫共同主導(dǎo)了土壤堿解氮的空間分異過程，但在氣候干旱的高原草甸草原帶與高原荒漠帶，海拔與降水的共同作用對(duì)土壤堿解氮含量的影響較大。土壤堿解氮的積累主要受地表水熱條件與植被狀況的制約。但在青高原地區(qū)，其絕對(duì)的海拔高度使氣溫、降水及植被等因素隨高度發(fā)生有規(guī)律的變化，從而導(dǎo)致高原土壤堿解氮含量在垂直方向上發(fā)生明顯的分異（劉世全等，2004；馬和平等，2013）。事實(shí)上，劉世全等（2004）的研究也已經(jīng)證明了高原地區(qū)土壤堿解氮含量確實(shí)存在著明顯的垂直地帶性變化，具體表現(xiàn)為隨海拔高度的增加呈先增后減的垂直地帶性變化特征。高海拔條件下的低溫環(huán)境在一定程度有利于土壤堿解氮的積累（馬和平等，2013），但在海拔超過5 000 m的地區(qū)，由于氣候酷寒，土壤凍融交替頻繁，部分地區(qū)甚至被冰雪覆蓋，這種嚴(yán)酷的環(huán)境極大地限制了植被的生長（顧國安，1993），使得土壤堿解氮含量無法得到充分的積累。因此，在青藏高原的部分極高山區(qū)，土壤堿解氮含量呈出隨海拔高度的增加而不斷降低的變化趨勢。

4 結(jié)論

整體而言，土地利用方式主導(dǎo)中國土壤堿解氮含量的空間分異過程，主要表現(xiàn)為：林地 (147.5 mg·kg-1)＞草地 (113.4 mg·kg-1)＞耕地 (103 mg·kg-1)＞水域 (95.2 mg·kg-1)＞建設(shè)用地 (92.5 mg·kg-1)＞未利用地 (55.2 mg·kg-1)。在土地利用方式的基礎(chǔ)上，土壤堿解氮含量還受到氣溫與降水量的調(diào)控，具體表現(xiàn)為土壤堿解氮含量隨著氣溫的增加而降低，同時(shí)隨著降水量的增加而增加。

在東部濕潤季風(fēng)區(qū)，土壤堿解氮含量的潛在主導(dǎo)因子主要為氣溫，但在地形復(fù)雜、地貌類型多樣的亞熱帶常綠闊葉林帶及溫帶森林草原帶中，海拔高度代替氣溫成為影響土壤堿解氮空間分異的潛在主導(dǎo)因子。在西部干旱半干旱區(qū)，降水與坡度對(duì)土壤堿解氮含量的空間分異起到了重要的作用。其中，降水主導(dǎo)了溫帶森林草原帶土壤堿解氮含量的空間變化。同時(shí)，坡度與海拔通過改變地表的水熱條件，控制著溫帶荒漠與溫帶半荒漠帶土壤堿解氮含量的變化。在青藏高原東部森林草原帶，溫度對(duì)土壤堿解氮含量的影響較大，而在高原中部及西部干旱地區(qū)，海拔與降水的共同作用主導(dǎo)了土壤堿解氮含量的空間分異。

本研究認(rèn)為影響土壤堿解氮含量空間分異的潛在主導(dǎo)因子會(huì)因其所處環(huán)境條件的不同而有所差異，但這些主導(dǎo)因子在一定程度上能夠反映各自然區(qū)劃帶的基本環(huán)境特征，這為解釋土壤養(yǎng)分狀況對(duì)影響因子的響應(yīng)模式存在明顯的地域差異提供了強(qiáng)有力的支持。