干并进行挑拣，采用重铬酸钾外加热法进行测定。

表各场降雨基本特征图降雨前后径流小区微地貌变化数据处理运用软件对降雨前后土壤有机碳进行描述性统计分析及单因素检验显著水平得出降雨前后土壤有机碳含量的最大值最小值平均值标准差以及变异系数等统计特征值并通过得出空间自相关指数。

采用软件进行制图。

用进行半变异函数的拟合，其中块金值是描述在最小尺度下或由于测定误差而引起的随机性变异。

基台值是描述在现阶段尺度下的总变异程度。

变程是衡量空间变异程度的范围。

块金值基台值又称结构比，是描述现阶段尺度下空间变异程度，即个已知样本点对未知样点的权重为已知样本点的个数。

土壤采集研究区位于内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗暖水镇，该试验于年月日开始准备，根据当地的地形条件选取坡度为的坡地，在坡地上设臵规格为宽长的径流小区。

小区长边界与等高线垂直，小区内部均无植被覆盖，为裸地。

根据小区的规格按照网格法取样，小区内共选取个样点。

由于研究区内覆土层的深度在以内，随着土层深度增加岩石相对坚硬取样难度较大，所以结合研究区的土壤岩性，将土壤分为，层。

在整个雨季共观测到场降雨表，并用维激光扫描仪记录了坡面微地貌的变化情况图，坡中与坡下出现了侵蚀细沟且平均侵蚀深度为。

在初始降雨前月日和最后次降雨月日刚停止后采集次土样，使用工具为直径约，采样结束立即用取样点附近性质较为接近的土壤进行填补来减少采样对接下来试验效果的影响。

土样采集后带回实验室自然风干并进行挑拣，采用重铬酸钾外加热法进行测定。

图降雨前后有机碳含量垂直分布特征注表示相同土层降雨前后的差异表示相同降雨条件下不同土层间的差异。

降雨前后土壤有机碳空间自相关分析降雨前后不同任小同水力侵蚀对砒砂岩区土壤有机碳空间变异性的影响水土保持学报，基金国家自然科学基金青年基金项目。

表各场降雨基本特征图降雨前后径流小区微地貌变化数据处理运用软件对降雨前后土壤有机碳进行描述性统计分析及单因素检验显著水平得出降雨前后土壤有机碳含量的最大值最小值平均值标准差以及变异系数等统计特征值并通过得出空间自相关指数。

采用软件进行制图。

用进行半变异函数的拟合，其中块金值是描述在最小尺度下或由于测定误差而引起的随机性变异。

基台值是描述在现阶段尺度下的总变异程度。

变程是衡量空间变异程度的范围。

块金值基台值又称结构比，是描述现阶段尺度下空间变异程度，即随机因素所引起的变异占总变异的比值。

比值越大，表明由随机因素引起的空间变异程度较强，比值越小，表明由随机因素引起的空间变异程度较弱，即由结构因素引起的空间变异更强。

当结构比时，空间相关性较强，结构比为时，空间相关性表现为中等，结构比时，空间相关性较弱。

随后采用插值生成降雨前后有机碳空间分布图最后采用软件对降雨前后各土层土壤有机水力侵蚀下砒砂岩区土壤有机碳空间变异性影响分析农业资源论文生态系统碳源汇的影响北京师范大学学报自然科学版，靳洋，孙希华，陈凤琴鲁中山区坡面尺度下的土壤侵蚀特征分析江苏农业科学，黄金权，程冬兵，王志刚，等水力侵蚀作用下土壤有机碳动态研究进展长江科学院院报，刘兆云，章明奎侵蚀沉积连续地形中土壤碳库的空间分异水土保持通报，刘鹤龄，饶良懿，图尔荪，等北方土石山区水蚀及水保措施对土壤有机碳的影响浙江农林大学学报，李龙，姚云峰，秦富仓，等赤峰市黄花甸子流域土壤有机碳含量的空间变异特征研究环境科学学报，王愿昌，吴永红，寇权，等砒砂岩分布范围界定与类型区划分中国水土保持科学，毕慈芬，乔旺林沙棘柔性坝在砒砂岩地区沟道治理中的试验沙棘，韩霁昌，刘彦随，罗林涛毛乌素沙地砒砂岩与沙快速复配成土核心技术研究中国土地科学，苏涛，张兴昌，王仁君，等植被覆盖对砒砂岩地区边坡侵蚀的减流减沙效益水土保持学报张新胜基于和模型的土壤重金属空间分布及其影响因素分析河南开封河南大学，李亮亮，依艳丽，凌国鑫，等地统计学在土壤空间变异研究中的应用土壤通报，王艳妮，谢金梅，郭祥物质被分散为细颗粒物质，粒径表面积增大能够更好的吸附土壤有机碳，且砒砂岩的矿物组成主要为方解石和蒙脱石，在水力侵蚀作用下很容易被冲散风化，进而削弱了砒砂岩抗蚀能力。

随着降雨历时以及降雨量的增加，产生大量的径流，降雨的主要侵蚀方式表现为冲刷，不断将黏粒带至坡下堆积富集，并在水的淋溶作用下使得黏粒垂直迁移到深层土层中。

整个雨季中，通过整体的冲刷使得坡面变得均化，异质性减弱，各土层中黏粒大量流失及少量富集，被吸附的有机碳也随之产生流失和富集，从而相关性增加，均表现为极显著正相关。

综上，由于黏粒粒径较小持水保肥性强，在机理上更容易吸附有机碳，且在水力侵蚀中最先受到迁移，所以土壤有机碳的空间运移主要受黏粒的牵动。

结论降雨前后均表现为土层越深有机碳含量越少，中等变异程度，且均为空间正相关，其中土层空间自相关性较大。

相对于降雨前，雨后各土层有机碳变异程度减弱，有机碳含量减少其中显著减少，而有所增加。

降雨前后土壤有机碳半变异函数分别与高斯模型球状模型拟合程度较好，其变程值均随着土层深度的增加而增大。

降雨前土层有机碳结构比简单的描述性统计特征并不能体现水力侵蚀如何使土壤有机碳在空间上进行再分配，因此需要借助地统计学进步分析。

水力侵蚀影响下各土层有机碳空间动态变化通过半变异函数拟合参数结合插值做空间分布图可以清晰直观地了解降雨前后不同土层土壤有机碳的空间分布特征。

在降雨作用下，随着土层的增加斑块面积增大，表明有机碳的变异性随着土层增加而降低，这结果也可以通过基台值和变程值的变化来体现，这与贾宇平等对砖窑沟流域土壤有机碳的空间变异研究结果致。

表不同土层土壤有机碳与土壤粒度组分相关性注表示在水平上显著相关表示在水平上显著相关。

土壤有机碳在坡面不同的空间部位表现出侵蚀和堆积的现象，结合李理等与陆银梅的研究，分析其原因为水力侵蚀更易作用于表层土壤而导致土层侵蚀较为严重，侵蚀区分布较多，使其雨后空间相关性范围减小，连续性减弱。

部分有机碳在侵蚀中沿坡面产生了定的位移到达坡下低洼处由于重力作用而富集，从而使得坡上表现为侵蚀状态，坡下为沉积状态，富集的有机碳之后可能会在下段侵蚀中被带走，参与新轮的物理迁移或者被坡上冲积下的泥沙所埋藏封存。

除图降雨前不同土层深度土壤有机碳空间分布降雨前后土壤有机碳与土壤粒度组分的关系土壤颗粒是土壤组成中种不可缺少的物理性质，它对土壤有机碳有重要的影响。

由图可知，雨前各土层土壤粒度组分以砂粒为主，粉粒次之，黏粒最少。

随着土层的增加粉粒随之增加，砂粒随之减少，黏粒则表现为先增大后减少的趋势。

雨后各土层黏粒均减少，并随着土层深度的增加而降低砂粒含量有所增加，表现为土层越深含量越高。

通过分析降雨前后各土层土壤有机碳含量与土壤粒度组分的相关关系来揭示水力侵蚀影响下土壤有机碳空间动态迁移的原因表。

降雨前后土壤有机碳与粉粒均呈现出正相关关系，但相关性很小且不显著，与砂粒多表现为负相关，与黏粒则均存在较显著的正相关关系。

雨前土层有机碳与黏粒表现出极显著的正相关关系，土层正相关性不显著。

雨后各土层有机碳与黏粒相关性较雨前更为强烈，均表现为极显著正相关。

图降雨后不同土层深度土壤有机碳空间分布图降雨前后不同土层有机碳含量空间分布差值图降雨前后不同土层土壤粒度组分含量变化讨论水力侵蚀影响下各土层有机碳总体特征变化水力侵蚀是土壤碳库动态驱动因素含量最少，且坡上多分布为低值区，而雨后坡上多为高值区。

雨后不同土层土壤有机碳含量减去雨前的空间分布差值图可以清晰分辨出各层土壤有机碳的侵蚀和富集情况图。

土层有机碳含量整体表现为侵蚀状态，即侵蚀面积大于沉积面积，其中土层土壤有机碳含量减少最多侵蚀面积最大，侵蚀严重区贯穿于整个坡面，上坡部侵蚀最为剧烈。

而土层沉积范围较大，总体表现为富集状态。

近年来，砒砂岩区由于成岩程度差结构强度低，土壤侵蚀严重成为业内研究热点之。

据数据显示，该地区侵蚀模数多年平均高达万，平均每年向黄河输送亿以上的泥沙，为黄河粗沙来源地之，极大地威胁黄河的安全此外严重的水土流失也影响大量土壤有机碳的迁移再分布。

在以往砒砂岩的研究，中，主要集中在水土流失沙棘柔性坝和复配成土的治理，关于土壤侵蚀方面也仅仅围绕着径流和泥沙，在侵蚀如此严重的地区对水蚀影响下土壤有机碳空间分布格局的研究寥寥无几。

因此，本文通过布设野外径流小区并在自然降雨条件下进行原位监测，研究砒砂岩区整个雨季坡面水力侵蚀下土壤有机碳动态变化特征，为揭示土壤侵蚀与碳平衡的关系提供理论壤机械组成降雨前后的变化特征安徽农业科学，任瑞雪，张风宝，杨明义，等坡面侵蚀过程中泥沙有机碳流失特征分析水土保持学报，崔利论，袁文平，张海成土壤侵蚀对陆地生态系统碳源汇的影响北京师范大学学报自然科学版，靳洋，孙希华，陈凤琴鲁中山区坡面尺度下的土壤侵蚀特征分析江苏农业科学，黄金权，程冬兵，王志刚，等水力侵蚀作用下土壤有机碳动态研究进展长江科学院院报，刘兆云，章明奎侵蚀沉积连续地形中土壤碳库的空间分异水土保持通报，刘鹤龄，饶良懿，图尔荪，等北方土石山区水蚀及水保措施对土壤有机碳的影响浙江农林大学学报，李龙，姚云峰，秦富仓，等赤峰市黄花甸子流域土壤有机碳含量的空间变异特征研究环境科学学报，王愿昌，吴永红，寇权，等砒砂岩分布范围界定与类型区划分中国水土保持科学，毕慈芬，乔旺林沙棘柔性坝在砒砂岩地区沟道治理中的试验沙棘，韩霁昌，刘彦随，罗林涛毛乌素沙地砒砂岩与沙快速复配成土核心技术研究中国土地科学，苏涛，张兴昌，王仁君，等植被覆盖对砒砂岩地区边坡侵蚀的减流减沙效益水土保持学报张新胜基于和等的