摘要：【目的】探究廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳的分布特征及其影響因素，為推進區(qū)域的碳中和與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)?！痉椒ā恳詮V西南亞熱帶東部和西部自然地理地域特征典型縣域容縣和田東縣為樣本縣，實地采集土壤樣品，檢測獲得土壤有機碳相關(guān)數(shù)據(jù)，運用經(jīng)典統(tǒng)計學方法與空間自相關(guān)分析法分析土壤有機碳的空間分布特征，并揭示影響有機碳密度的重要因素。【結(jié)果】廣西南亞熱帶耕地表層土壤有機碳密度均值東部為64.20 t/ha，西部為36.75 t/ha，東部遠高于西部。有機碳密度莫蘭指數(shù)（Moran’s I指數(shù)）東部為-0.154，在空間上呈負相關(guān)性；西部為-0.002，更多表現(xiàn)為隨機分布。從耕地類型上看，東部水田有機碳密度為67.21 t/ha，旱地為51.15 t/ha；西部水田有機碳密度為36.18 t/ha，旱地為36.65 t/ha，總體上表現(xiàn)為東高西低的分布格局，且存在較大差異。在縱向分布上，東部與西部的土壤有機碳密度均在剖面0～30 cm達最高值。相關(guān)分析結(jié)果表明，耕地土壤有機碳密度與降水量、土壤含水量和全氮呈顯著（Plt;0.05，下同）或極顯著（Plt;0.01，下同）正相關(guān)，與海拔和土壤容重呈顯著負相關(guān)；地溫和坡度與耕地土壤有機碳密度的相關(guān)性不顯著（Pgt;0.05，下同），但與水田土壤有機碳密度分別表現(xiàn)為極顯著負相關(guān)和顯著正相關(guān)；土壤pH在東部與有機碳密度呈極顯著負相關(guān)，但在西部相關(guān)性不顯著。隨機森林回歸模型分析結(jié)果顯示，降水量（19.3%）及土壤含水量（17.0%）和全氮（15.8%）對有機碳密度的相對重要性較高?！窘Y(jié)論】廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳分布在橫向上表現(xiàn)為東高西低，在縱向上隨著土層深度的增加而下降，主要受地形、氣候、土壤理化性質(zhì)、耕地與作物類型等因素的影響。

關(guān)鍵詞：土壤有機碳；影響因素；耕地；南亞熱帶；廣西

中圖分類號：S153.6文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2024）11-3286-12

Distribution characteristics of soil organic carbon and its influencing factors in cultivated land in south subtropical region of Guangxi

LI Hai-yan1， ZHOU Hui-jie1，2*， ZHOU Yong-zhang3， HU Qi-peng3，WU Yu-dan1， ZHANG Xiao-jia1

（1School of Geography Science and Planning， Nanning Normal University， Nanning， Guangxi 530001， China；Key Laboratory of Environmental Evolution and Resource Utilization of Beibu Gulf， Ministry of Education， Nanning， Guangxi 530001， China； 3Center for Earth Environment amp; Resources， Sun Yat-sen University，Guangzhou， Guangdong 510275， China）

Abstract：【Objective】To explore the distribution characteristics and influencing factors of soil organic carbon in the south subtropical cultivated land of Guangxi， which could provide scientific basis for promoting regional carbon neu‐tralization and sustainable agricultural development. 【Method】Taking Rongxian County and Tiandong County， which were typical counties with eastern and western natural geographic features of south subtropical region in Guangxi， as sample counties， soil samples were collected in the field， soil organic carbon related data were obtained by testing， and classical statistical methods and spatial autocorrelation analysis were applied to analyze the spatial distribution characteris‐tics of soil organic carbon， and to reveal important factors affecting the density of organic carbon. 【Result】The average surface soil organic carbon density of cultivated land in the south subtropical region of Guangxi was 64.20 t/ha in the east and 36.75 t/ha in the west， which was much higher in the east than in the west. The Moran’s I index for organic carbon density in the east was -0.154， indicating a spatially negative correlation， whereas in the west， the Moran’s I index was -0.002， suggesting a more random distribution. From the perspective of land types， the organic carbon density of the paddy field in the east was 67.21 t/ha， and that of dry land was 51.15 t/ha. The organic carbon density of paddy field was 36.18 t/hain the west， and that of the dry land was 36.65 t/ha. The overall distribution pattern was high in the east and low in the west， and there was a big difference. In the vertical distribution， the soil organic carbon density in the east and west reached the highest value in the profile of 0-30 cm. Correlation analysis showed that soil organic carbon density was sig‐nificantly（ Plt;0.05， the same below） or extremely significantly（ Plt;0.01，the same below） positively correlated with pre‐cipitation， soil water content and total nitrogen， and significantly negatively correlated with altitude， soil bulk density. The correlation between ground temperature and slope and soil organic carbon density of arable land was not significant （Pgt;0.05， the same below）， but the two showed extremely significant negative correlation and significant positive correla‐tion with paddy soil organic carbon density respectively. Soil pH was extremely significantly and negatively correlated with organic carbon density in the east， but not significantly correlated in the west.The results of random forest regression model analysis showed that the relative importance of precipitation（ 19.3%）， soil water content（ 17.0%） and total nitro‐gen（ 15.8%） to organic carbon density was higher.【 Conclusion】The distribution of soil organic carbon in the south sub‐tropical cultivated land of Guangxi is high in the east and low in the west in the longitudinal direction， and decreases with the increase of soil depth in the vertical direction， which is mainly affected by topography， climate， soil physical and

chemical properties， cultivated land and crop types.

Key words： soil organic carbon； influencing factors； cultivated land； south subtropics； Guangxi

Foundation items： Joint Project of National Natural Science Foundation of China（U1911202）； Natural Resources Digital Industry College Construction Projec（t Guijiaogaojiao〔2021〕50）

1. 引言

【研究意義】為應對全球氣候變化，我國明確提出碳達峰、碳中和行動目標。鞏固提升生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力是實現(xiàn)區(qū)域碳中和的重要途徑之一。農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有巨大的碳儲量與固碳潛力。前人研究顯示，固碳潛力主要集中在農(nóng)田土壤（姜勇等，2007），我國農(nóng)田表層土壤有機碳儲量的年均增速為140 kg/ha（Zhao et al.，2018）。此外，土壤有機碳直接影響土壤生產(chǎn)力，可增加作物產(chǎn)量（張維理等，2020；Arunrat et al.，2020）；土壤有機碳是影響耕地質(zhì)量和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素（孔祥斌等，2019；Adhikari et al.，2019）。通過分析不同地理地貌單元耕地土壤有機碳及其影響因素，揭示耕地固碳潛力，整體把握陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳匯能力，對實現(xiàn)雙碳目標，減緩全球氣候變化，以及促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展均具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】土壤有機碳是一個傳統(tǒng)的研究課題，前人對全國、省域、市域，以及農(nóng)作區(qū)等不同空間尺度的研究分析表明，不同區(qū)域的農(nóng)田土壤有機碳存在顯著差異，這種差異主要源于氣候、土壤類型、耕作方式等多種因素的綜合影響（張偉暢等，2015；王文俊，2019；李寶珍等，2022）。在全國尺度上，程琨等（2009）、李金全等（2016）基于耕地土壤采樣數(shù)據(jù)分析，結(jié)果表明我國農(nóng)田土壤有機碳含量整體呈上升趨勢，有機碳含量由高到低的區(qū)域排序為華南gt;西南gt;東北gt;華東gt;華北gt;西北，總體上呈從西到東、從北到南遞增的趨勢，與區(qū)域的氣候條件、土壤類型及種植制度差異有關(guān)。而在省域尺度上，南方的農(nóng)業(yè)大省土壤有機碳密度相對較高，主要受地形與氣候條件的影響。靳熙（2014）、代杰瑞等（2015）分別估算河南省和山東省的耕地表層土壤有機碳密度，結(jié)果分別為23.9和22.18 t/ha；Sun等（2022）、程金等（2023）分別對云南省和福建省的耕地土壤進行實地采樣，估算得到有機碳密度分別為48.4和40.6 t/ha，其中云南省有機碳密度的主要影響因素是海拔、溫度、降雨量等，福建省有機碳密度具有空間聚集性，氣候、海拔、土壤質(zhì)地及pH是主要影響因素。市域與農(nóng)作區(qū)尺度的分析顯示，不同種植制度與農(nóng)田管理水平的土壤有機碳存在顯著差異?？紫楸蟮龋?019）估算得到北京市耕地表層土壤平均有機碳密度為22.51 t/ha，非糧作物的土壤有機碳密度略高于糧食作物，地形、土壤條件和種植類型對土壤有機碳密度均有影響；張婧婷等（2022）對華北平原農(nóng)田有機碳進行研究，發(fā)現(xiàn)施用無機肥、有機肥及秸稈還田管理措施可有效提高22%～48%的土壤有機碳固定速率。綜合來看，影響有機碳分布的因素主要是自然環(huán)境與人為活動的作用；在大尺度上，有機碳密度的分布主要受氣候因素控制，而在小尺度上，人為因素的作用更為顯著（Wiesmeier et al.，2019；韓天富等，2022；趙明月等，2022）。不同耕作類型（田慎重，2014）、秸稈還田方式（郝小雨等，2022）、土地利用變化（陳其和魏媛，2023；孫欣欣等，2023）、施肥措施（劉欣宇等，2023）、植被修復（張穗粒等，2023）等是影響土壤有機碳密度的主要人為因素?！颈狙芯壳腥朦c】我國亞熱帶具有獨特的地理優(yōu)勢，由于季風環(huán)流和青藏高原的影響，雨熱同季，氣候適宜，以27%左右的國土面積承載著全國大約47%的耕地面積及78%的稻田分布（國家統(tǒng)計局，2022），固碳價值高，但目前針對亞熱帶耕地土壤有機碳的研究較少?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以廣西容縣和田東縣為研究區(qū)域，通過實地采樣與檢測，分析南亞熱帶耕地土壤有機碳密度的空間分布特征，并探討其影響因素，以期為評價自然資源固碳潛力，穩(wěn)步實現(xiàn)“雙碳”目標，促進農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

廣西南亞熱帶地處廣西中部偏南，主體位于北回歸線以南，大致以武宣縣東部—貴港市—橫州市—上思縣東北部一線為界，東部多為平原丘陵，濕熱多雨，適宜水田開發(fā)；西部山地盆地廣布，地形復雜，干旱少雨，多為旱地作物。容縣和田東縣分別位于廣西東部和西部，自然地理地域特征典型。容縣地勢由南向東北傾斜，年均氣溫21.3 ℃，雨量較充沛，年均降水量1698.9 mm，年均蒸發(fā)量1772.1 mm，氣候濕潤；田東縣地勢南北高，中間低，地形起伏大，年均氣溫22.2 ℃，水量偏少，年均降水量1165.8 mm，年均蒸發(fā)量1681.7 mm，氣候干旱。容縣水田占比90.08%，田東縣旱地與水田的比例約為6∶4；二者土壤類型以紅壤、赤紅壤和水稻土為主，主要種植水稻、蔬果等。

1. 2 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的數(shù)據(jù)主要包括土壤數(shù)據(jù)、數(shù)字高程數(shù)據(jù)（DEM）和氣象數(shù)據(jù)。其中，土壤數(shù)據(jù)來源于耕地碳匯實地土壤采樣調(diào)查結(jié)果，包括土壤有機質(zhì)、耕地種植類型、土壤質(zhì)地等數(shù)據(jù)；DEM從中國科學院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺（https：//www.gscloud.cn/）下載，分辨率為30 m，海拔和坡度數(shù)據(jù)從DEM中提取；降水量和地溫數(shù)據(jù)來自中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)平臺（https：//www.resdc.cn/）（徐新良，2017；謝云東和蔣晨凱，2022）。

1. 3 研究方法

1. 3. 1 樣品采集與測定 土壤樣品采集于2022年7—8月當?shù)剞r(nóng)作物收獲后至下一季農(nóng)作物播種前的間隔。平行于經(jīng)緯度將區(qū)域劃分為4 km×4 km網(wǎng)格，按照面積優(yōu)先、兼顧耕地利用類型的原則，選取20年土地利用類型不變的耕地，進行水田、旱地與水澆地樣點的分配和布局，以保證樣點的代表性，降低估算結(jié)果的不確定性。樣點以表層樣點為主，采樣深度0～30 cm；剖面樣點約占20%，按0～15 cm、15～30 cm、30～60 cm和60～100 cm分層采樣。各縣布設(shè)表層樣點40個，剖面樣點12個（圖1），對應獲得表層樣數(shù)據(jù)40份，剖面樣數(shù)據(jù)48份，合計每縣獲得土壤數(shù)據(jù)88份。

采樣時利用GPS進行空間定位，取樣時記錄土地利用類型、土壤類型及耕作管理信息等；遠離人為活動范圍100 m以上，避開堆肥邊、灌水口邊等對土壤性質(zhì)產(chǎn)生影響的地方。在樣品檢測中，參考鮑士旦（2000）的方法測定土壤理化指標，其中土壤有機質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀氧化—外加熱法，土壤容重測定采用環(huán)刀法，pH測定采用玻璃電極法，全氮測定采用凱氏定氮法，全磷測定采用堿熔—鉬銻抗分光光度法，機械組成測定采用比重計法，含水量測定采用重量法。為保證樣品采集及檢測質(zhì)量，對檢測的樣品實行質(zhì)量監(jiān)控測試，以減少系統(tǒng)分析誤差。1. 3. 2 土壤有機碳密度計算 土壤有機碳密度是指單位面積內(nèi)一定深度土層中碳元素的質(zhì)量。分別計算表層0～30 cm，剖面0～30 cm、30～60 cm、60～100 cm等不同層位土壤的有機碳密度，計算公式（徐艷等，2005）如下：

式中，DSOC

為土壤有機碳密度（t/ha）；SOC為第ii層土壤有機碳含量（g/kg），由有機質(zhì)含量除以1.724

轉(zhuǎn)換得到；γi為樣地第i層土壤平均容重（g/cm）；Hi為第i層土層厚度（cm）；δi為第i層土壤粒徑大于2 mm顆粒的比例（%）。

1. 3. 3 空間自相關(guān)分析 全局空間自相關(guān)莫蘭指數(shù)（Moran’s I指數(shù)）用于分析在一定空間內(nèi)變量之間的依賴關(guān)系（楊靜涵等，2020）。通過全局Moran’s I指數(shù)衡量土壤有機碳密度的空間集聚特征，取值范圍是［-1，1］，Moran’s I指數(shù)lt;0表示空間負相關(guān)，Moran’s I指數(shù)趨近于0表示空間不相關(guān)，Moran’s I指數(shù)gt;0表示空間正相關(guān)；指數(shù)越接近1，表明區(qū)域存在越強的空間相關(guān)性，越接近0表明相關(guān)性越弱。Moran’s I指數(shù)計算公式如下：

式中，n為研究區(qū)樣本量；wij為第i、j區(qū)域的空間權(quán)重系數(shù)，若i、j區(qū)域相鄰，則w 1，否則等于0；xiji和xj分別為i、j處的有機碳密度，x為平均值。

1. 4 統(tǒng)計分析

利用SPSS 25.0分析各因素的土壤有機碳密度差異，采用隨機森林回歸模型分析各因素對土壤有機碳密度影響的重要性?？臻g自相關(guān)分析在GeoDa 1.20中完成，運用ArcGIS 10.5完成土壤采樣點空間分布的可視化，以O(shè)rigin 2023制圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 土壤有機碳密度橫向分布特征

廣西南亞熱帶的耕地表層（距地表30 cm）土壤有機碳密度估算結(jié)果如表1所示。東部的耕地表層土壤有機碳密度均值為64.20 t/ha，主要分布范圍為60.00～90.00 t/ha，占比44.23%；整體的變異系數(shù)為38.67%，各級的有機碳密度變異系數(shù)均小于25.00%，表明變化幅度較小。

西部的耕地表層土壤有機碳密度均值為36.75 t/ha，主要分布范圍為25.00～50.00 t/ha，占比34.62%；整體的變異系數(shù)為56.50%，土壤有機碳密度的變化幅度為中等變異，其他級的有機碳密度變化幅度較小?？傮w而言，西部的土壤有機碳密度小于東部，但變化幅度大于東部。

對表層土壤有機碳密度進行空間自相關(guān)分析，如圖2-A所示，廣西南亞熱帶東部耕地表層土壤有機碳密度的全局Moran’s I指數(shù)為-0.154，|Z|為1.46，P為0.048，表明有機碳密度的分布在空間上呈負相關(guān)性，有機碳密度高低對周圍的有機碳存在負向集聚效應；如圖2-B所示，西部耕地表層土壤有機碳密度的全局Moran’s I指數(shù)為-0.002，|Z|為0.16，P為0.390，表明有機碳密度在空間上整體呈隨機分布，有機碳密度的分布更多受結(jié)構(gòu)性因素的影響。

2. 2 土壤有機碳密度縱向分布特征

由圖3-A可知，廣西南亞熱帶東部水田土壤有機碳密度范圍為4.49～137.19 t/ha，隨著土層的加深，有機碳密度均值呈先下降后上升的變化趨勢，0～30 cm土層的有機碳密度均值最高，達69.54 t/ha；旱地土壤有機碳密度分布在18.43～110.46 t/ha，隨著土層的加深，土壤有機碳密度的差異變大，有機碳密度均值逐漸減小。由圖3-B可知，西部旱地土壤有機碳密度分布在4.26～99.83 t/ha，有機碳密度隨土層的加深呈下降趨勢，0～30 cm土層的有機碳密度均值最高（45.04 t/ha）；水田土壤有機碳密度范圍為4.23～70.31 t/ha，隨著土層的加深，有機碳密度的差異持續(xù)變大，均值不斷減小。因水澆地面積不足1%，故忽略不計其有機碳密度。

2. 3 耕地土壤有機碳影響因素分析

2. 3. 1 地形氣候?qū)ν寥烙袡C碳密度的影響 由圖4-A可知，隨著海拔的升高，耕地土壤有機碳密度呈逐漸下降趨勢；海拔為、100～200 m、200～300 m、300～400 m和gt;400 m時，耕地土壤有機碳密度分別為57.76、52.92、50.96、34.25和25.25 t/ha。耕地土壤有機碳密度與海拔呈顯著負相關(guān)（Plt;0.05，下同）；但在耕地類型上，水田、旱地土壤有機碳密度與海拔的相關(guān)性均不顯著（Pgt;0.05，下同）（表2）。

由圖4-B可知，耕地土壤有機碳密度與降水量整體上呈正相關(guān)；降水量為、1160～1200 mm、1700～1740 mm和gt;1740 mm時，土壤有機碳密度分別為26.29、45.05、64.17和64.24 t/ha，隨著降水量的增加，土壤有機碳密度表現(xiàn)為上升趨勢。經(jīng)相關(guān)分析，耕地土壤有機碳密度與降水量呈極顯著正相關(guān)（Plt;0.01，下同）；在耕地類型上，水田土壤有機碳密度與降水量呈極顯著正相關(guān)，而旱地土壤有機碳密度與降水量的相關(guān)性不顯著（表2）。同時，在地理分布上，東部的降水量大于西部，有機碳密度相對也高于西部。

由圖4-C可知，耕地土壤有機碳密度隨著地溫的升高呈先上升后下降的變化趨勢；地溫在、23.5～24.0 ℃、24.0～24.5 ℃、24.5～25.0 ℃和gt;25.0 ℃時，耕地土壤有機碳密度分別為31.38、48.97、64.13、53.75和29.51 t/ha，地溫24.0～24.5 ℃的耕地土壤有機碳密度顯著高于和gt;25.0 ℃的土壤有機碳密度。經(jīng)相關(guān)分析，整體上耕地土壤有機碳密度與地溫的相關(guān)性不顯著；在耕地類型上，水田土壤有機碳密度隨地溫升高而降低，與地溫呈極顯著負相關(guān)，而旱地土壤有機碳密度與地溫無顯著相關(guān)性（表2）。

由圖4-D可知，隨著坡度的增加，耕地土壤有機碳密度呈先下降后上升再略有下降的變化趨勢；坡度在lt;2°、2°～4°、4°～6°、6°～10°和gt;10°時，耕地土壤有機碳密度分別為44.99、41.15、57.02、61.79和57.11 t/ha，坡度在6°～10°時的土壤有機碳密度達最高值，但總體差異不顯著。相關(guān)分析結(jié)果（表2）顯示，整體上坡度與耕地土壤有機碳密度的相關(guān)性不顯著；但從耕地類型來看，水田土壤有機碳密度與坡度呈顯著正相關(guān)，旱地的相關(guān)性則不顯著。

2. 3. 2 土壤理化性質(zhì)對土壤有機碳密度的影響

基于皮爾遜相關(guān)系數(shù)分別對廣西南亞熱帶東部和西部耕地土壤有機碳密度與土壤理化性質(zhì)進行相關(guān)分析，結(jié)果如表3和表4所示。東部土壤有機碳密度與土壤pH、全氮分別呈極顯著負相關(guān)和極顯著正相關(guān)，與含水量、容重分別呈顯著正相關(guān)和顯著負相關(guān)，與礫石比例、全磷的相關(guān)性不顯著；同時，礫石比例與土壤容重呈顯著正相關(guān)，其他因子之間相互影響，共同對有機碳密度產(chǎn)生作用（表3）。西部土壤有機碳密度與含水量、容重分別呈顯著正相關(guān)和顯著負相關(guān)，與其他因子的相關(guān)性不顯著；同時各因子之間相互關(guān)聯(lián)，緊密聯(lián)系（表4）。

2. 3. 3 耕地與作物類型對土壤有機碳密度的影響不同耕地類型的土壤有機碳密度統(tǒng)計分析結(jié)果如表5所示，廣西南亞熱帶東部的水田土壤有機碳密度（67.21 t/ha）高于旱地（51.15 t/ha），變異系數(shù)小于旱地；西部則相反，旱地土壤有機碳密度（36.65 t/ha）高于水田（36.18 t/ha），變化也更穩(wěn)定。從作物類型上看，廣西南亞熱帶東部的水稻土壤有機碳密度變異系數(shù)較小，有機碳密度高于玉米；西部的玉米土壤有機碳密度略高于水稻，變化也更穩(wěn)定（表6）。

2. 3. 4 各因素對土壤有機碳密度影響的重要性分析 利用隨機森林回歸模型進一步分析各因素對廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳密度影響的重要性，結(jié)果（圖5）顯示，降水量（19.3%）及土壤含水量（17.0%）和全氮（15.8%）對有機碳密度的相對重要性較高，并與有機碳密度呈顯著正相關(guān)；pH（9.4%）、容重（8.8%）、地溫（8.0%）、礫石比例（6.2%）、全磷（5.4%）、坡度（5.1%）和海拔（4.7%）對有機碳密度的相對重要性較低；而作物與耕地類型的相對重要性不足1.0%，暫忽略不計。

3 討論

本研究以樣本縣域為例，在實地采樣基礎(chǔ)上，探究廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳的分布特征及其影響因素。結(jié)果顯示，廣西南亞熱帶東部表層土壤有機碳密度均值為64.20 t/ha，西部表層土壤有機碳密度均值為36.75 t/ha，東、西部差距較大；同時，東、西部耕地表層土壤有機碳密度相對較高，隨著土層的加深，整體上表現(xiàn)為下降趨勢。這可能與研究區(qū)域的地形氣候和耕作方式有關(guān)，氣候變化，不同的地形、耕地及作物類型均會影響有機碳密度的分布。

地形和氣候?qū)τ袡C碳密度的分布具有明顯影響。廣西南亞熱帶東部農(nóng)田多集中在平原、低丘處，面積大且農(nóng)業(yè)投入較多，土壤肥沃耕地質(zhì)量較好，利于有機碳的積累與沉淀，因此東部耕地土壤有機碳密度遠高于西部，與張偉暢等（2015）、張婧婷等（2022）的研究結(jié)果一致。廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳密度隨坡度的增加呈先下降后上升再略有下降的變化趨勢，當坡度lt;4°時，有機碳密度逐漸下降，而后緩慢上升。程金等（2023）的研究結(jié)果也顯示有機碳密度隨坡度逐漸增加呈先下降后上升的變化趨勢。這可能是由于研究區(qū)域山多地少，而耕地主要分布在坡度0°～4°，坡度gt;4°時多為園地，其土壤有機碳密度相對較高。隨海拔的升高，廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳密度呈下降趨勢，與孔祥斌等（2019）研究北京市得出的結(jié)果相反。王秀麗等（2013）、鮑麗然等（2023）認為，降水量與海拔呈正相關(guān)，海拔通過影響降水進而影響區(qū)域土壤有機碳密度分布，從而區(qū)域土壤有機碳密度分布與海拔呈正相關(guān)。但本研究結(jié)果顯示，廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳密度與海拔呈顯著負相關(guān)；而在耕地類型上，水田、旱地土壤有機碳密度與海拔相關(guān)性并不顯著，表明廣西耕地土壤有機碳密度與海拔的相關(guān)性可能主要通過海拔影響水田和旱地的分布格局，進而影響有機碳密度分布結(jié)果。

降水量和溫度是影響有機碳循環(huán)的重要因素。土壤有機碳密度隨降水量的升高而增加。降水可提高植物生產(chǎn)力，使更多有機碳進入土壤碳庫，并增加土壤含水量，減緩有機碳的分解轉(zhuǎn)化（Wang et al.，2019；Sun et al.，2022）。本研究中，廣西南亞熱帶東部近沿海，降雨充沛；西部近內(nèi)陸較干旱，因此土壤有機碳密度在耕地類型上顯示水田高于旱地，空間上表現(xiàn)為東部高于西部，與降水量自東向西減少的趨勢相符。本研究結(jié)果顯示，在地溫升高的條件下，土壤有機碳密度呈先上升后下降的變化趨勢。溫度對土壤有機碳的影響復雜，一方面，隨著溫度升高，土壤微生物與酶活性逐漸增強，可促進土壤有機碳分解，加快有機碳礦化速率（Wang et al.，2019）；另一方面，高溫條件下植物的生長速度會加快，從而增加土壤有機碳含量，同時在厭氧條件下，微生物活性較弱，會抑制有機碳礦化，因此水田的有機碳礦化率相對旱地較低（李寶珍等，2022；Wei et al.，2022）。而研究區(qū)的水田有機碳密度與溫度呈極顯著負相關(guān)，可能是由于區(qū)域的溫度升高，提高了土壤的微生物活性與生物量，從而加速土壤有機碳礦化，與陳曉芬等（2019）、程金等（2023）的研究結(jié)果一致。

地形、氣候和土壤母質(zhì)等自然地理因素還會通過間接影響土壤的理化性質(zhì)，繼而對有機碳密度的分布產(chǎn)生影響?？傮w上，研究區(qū)域的土壤理化性質(zhì)中，土壤含水量和全氮與有機碳密度呈正相關(guān)，土壤容重的增大會使有機碳密度逐漸降低，土壤pH與東部的有機碳密度呈極顯著負相關(guān)，與西部的相關(guān)性則不顯著。研究區(qū)降水量東多西少，而含水量受降水直接影響，土壤水分充足時可促進有機物合成，減緩有機碳分解，從而提高有機碳密度，因此有機碳密度也表現(xiàn)為東高西低，與楊亦恂等（2022）、馮雪琦等（2024）的研究結(jié)果一致。同時，研究區(qū)東部地形更為平緩，相對于西部更適宜種植，化肥投入可能多于西部，土壤肥力提高，土壤有機碳的固定效率隨之增強，與有機碳密度自東向西減少的規(guī)律相符，與Zhao等（2018）的研究結(jié)果一致。土壤pH影響微生物活性，偏酸性或中性的土壤中微生物代謝活性顯著提高，有助于加快有機碳分解，過高會對有機碳的分解和轉(zhuǎn)化產(chǎn)生負作用（戴萬宏等，2009；劉書田，2016）。土壤容重的增加意味著土壤孔隙度減少，可能限制了氧氣和水分等物質(zhì)的流動與交換，進而影響有機物質(zhì)的分解和儲存（楊智杰等，2010）。研究區(qū)東部土壤偏弱酸性，土壤容重小于西部，因此有機碳分解礦化作用較為緩慢，有機質(zhì)含量更多，有機碳密度也相對高于西部。

耕地不同土層、不同作物類型的有機碳密度均存在明顯差異。整體上，廣西南亞熱帶東、西部各耕地類型的表層土壤有機碳密度相對較高，肥料、秸稈等碳投入可有效提高有機碳固存效率，耕作管理在一定程度上會增加碳積累，與駱坤等（2013）、張婧婷等（2022）的研究結(jié)果相似。隨著土層的加深，土壤緊實，透氣性和熱量相對較差，有機碳密度整體上呈下降趨勢，與張宏斌等（2016）、王文?。?019）的結(jié)論一致。已有研究表明，水田的有機碳密度總體上高于旱地，水田特殊的厭氧環(huán)境可阻礙有機質(zhì)分解和促進有機碳沉積，同時水稻會施用較多有機肥，進行秸稈還田管理可有效增加土壤有機碳（高燕等，2019；韓天富等，2022）。本研究結(jié)果也表明，廣西南亞熱帶東部水田的土壤有機碳密度明顯高于旱地，水田的固碳速率更明顯；而西部旱地的表層土壤有機碳密度略高于水田，可能與氣候、種植作物有關(guān)，西部水分蒸發(fā)較為強烈，旱地作物種植面積更大，且玉米的土壤有機碳密度相對水稻較高，與楊亦恂等（2022）的研究結(jié)果基本一致。

本研究運用經(jīng)典統(tǒng)計學方法與空間自相關(guān)分析對耕地土壤有機碳的空間分布與變化幅度進行分析，初步揭示了廣西南亞熱帶土壤有機碳密度的分布特征及其影響因素，但受限于時間和經(jīng)費等原因，仍存在一定的不足和局限性。雖然通過選擇典型樣本縣域和樣點選擇采用面積優(yōu)先原則，以最大程度降低結(jié)果的不確定性，但樣本縣和樣點數(shù)量偏少，結(jié)果難免與實際情況會產(chǎn)生一定的差異。未來應考慮適當增加樣本縣和樣點，提高實測數(shù)據(jù)的精度，為提升耕地土壤質(zhì)量和固碳能力提供理論支持。

4 結(jié)論

廣西南亞熱帶耕地土壤有機碳分布在橫向上表現(xiàn)為東高西低，在縱向上隨著土層深度的增加而下降，主要受地形、氣候、土壤理化性質(zhì)、耕地與作物類型等因素的影響。明確土壤有機碳的分布特征及其影響因素，有助于制定更加科學合理的土地利用政策與農(nóng)業(yè)管理措施。

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（責任編輯 羅麗）