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为了揭示双城区典型黑土土壤碳氮在时间与空间尺度上的演变特征，本研究以双城区永胜镇、临江乡、农丰满族锡伯族镇、乐群满族乡、新兴街道、幸福街道、双城镇、胜丰镇、联兴镇、东官镇、周家街道、兰棱街道、单城镇典型黑土土壤为研究对象，利用经典统计学和ArcGIS软件，系统研究了2002年和2019年双城区13个乡镇、街道典型黑土土壤有机碳和全氮的时空分布特征。主要研究结果如下:
(1)2002年双城区典型黑土土壤有机碳含量为8.21～35.96g·kg-1，平均值为16.22g·kg-1，全氮含量为1.43～2.41g·kg-1，平均值为1.84g·kg-1，按照土壤含量分级标准，有机碳平均值处于中等水平，全氮平均值处于丰富水平，有机碳和全氮均属于中等变异水平。联兴镇土壤有机碳平均含量最高为21.24g·kg-1，变异系数为30.56％，含量范围在15.4～19.52g·kg-1之间;兰棱街道土壤有机碳平均含量最低为12.18g·kg-1，变异系数为16.83％，含量范围在8.21～14.25g·kg-1之间;其他乡镇和街道有机碳平均含量位于双城区中游，在13.95～19.64g·kg-1之间，含量在12.33～35.96g·kg-1之间;永胜镇土壤全氮平均含量最高为2.06g·kg-1，变异系数为1.46％，含量在1.88～2.41g·kg-1之间;东官镇土壤全氮平均含量最低为1.62g·kg-1，变异系数为7.4％，含量在1.43～1.75g·kg-1之间;其他乡镇和街道全氮平均含量位于双城区中游，在1.73～2.03g·kg-1之间，含量范围在1.43～2.06g·kg-1之间;
(2)2019年双城区典型黑土土壤有机碳含量为9.86～38.52g·kg-1，平均值为17.74g·kg-1，全氮含量在1.03～2.32g·kg-1，平均值为1.67g·kg-1，按照土壤含量分级标准，有机碳均值处于丰富水平，全氮均值处于丰富水平，有机碳和全氮均属于中等变异;联兴镇土壤有机碳平均含量最高为22.25g·kg-1，变异系数为16.27％，含量在16.66～24.37g·kg-1之间;兰棱街道土壤有机碳平均含量最低为12.51g·kg-1，变异系数为14.39％，含量在9.86～15.61g·kg-1之间;其他乡镇和街道全氮平均含量位于双城区中游，在14.85～21.81g·kg-1之间，含量在12.28～38.52g·kg-1之间;联兴镇土壤全氮平均含量最高为1.97g·kg-1，变异系数为4.06％，含量在1.53～1.94g·kg-1之间;兰棱街道土壤全氮平均含量最低为1.28g·kg-1，变异系数为14.06％，含量在1.03～1.41g·kg-1之间;其他乡镇和街道全氮平均含量位于双城区中游，在1.47～1.82g·kg-1之间，含量在1.25～1.94g·kg-1之间;
(3)2002年至2019年17年间，双城区典型黑土土壤有机碳平均含量呈现增长的趋势，平均增长了9.37％，全氮平均含量呈现下降的趋势，平均下降了9.24％，有机碳变异系数降低2.46％，全氮变异系数增加3.01％，均属弱变异。按照空间分布的变化程度分析，农丰满族锡伯族镇有机碳平均含量变化最大，上涨了16.7％，兰棱街道有机碳平均含量变化最小，上升了2.7％，其他乡镇和街道有机碳平均含量变化范围在3.09～14.55％之间;兰棱街道全氮平均含量变化最大，下降了28.89％，东官镇全氮平均含量变化最小，上涨了0.62％，其他乡镇和街道有机碳平均含量变化范围在1.11～18.13％之间。
通过本研究发现，双城区典型黑土土壤碳氮养分不平衡，碳氮养分时空变异性大，主要原因是受施肥的影响和人类干预作用的增强。
(1)2002年双城区典型黑土土壤有机碳含量为8.21～35.96g·kg-1，平均值为16.22g·kg-1，全氮含量为1.43～2.41g·kg-1，平均值为1.84g·kg-1，按照土壤含量分级标准，有机碳平均值处于中等水平，全氮平均值处于丰富水平，有机碳和全氮均属于中等变异水平。联兴镇土壤有机碳平均含量最高为21.24g·kg-1，变异系数为30.56％，含量范围在15.4～19.52g·kg-1之间;兰棱街道土壤有机碳平均含量最低为12.18g·kg-1，变异系数为16.83％，含量范围在8.21～14.25g·kg-1之间;其他乡镇和街道有机碳平均含量位于双城区中游，在13.95～19.64g·kg-1之间，含量在12.33～35.96g·kg-1之间;永胜镇土壤全氮平均含量最高为2.06g·kg-1，变异系数为1.46％，含量在1.88～2.41g·kg-1之间;东官镇土壤全氮平均含量最低为1.62g·kg-1，变异系数为7.4％，含量在1.43～1.75g·kg-1之间;其他乡镇和街道全氮平均含量位于双城区中游，在1.73～2.03g·kg-1之间，含量范围在1.43～2.06g·kg-1之间;
(2)2019年双城区典型黑土土壤有机碳含量为9.86～38.52g·kg-1，平均值为17.74g·kg-1，全氮含量在1.03～2.32g·kg-1，平均值为1.67g·kg-1，按照土壤含量分级标准，有机碳均值处于丰富水平，全氮均值处于丰富水平，有机碳和全氮均属于中等变异;联兴镇土壤有机碳平均含量最高为22.25g·kg-1，变异系数为16.27％，含量在16.66～24.37g·kg-1之间;兰棱街道土壤有机碳平均含量最低为12.51g·kg-1，变异系数为14.39％，含量在9.86～15.61g·kg-1之间;其他乡镇和街道全氮平均含量位于双城区中游，在14.85～21.81g·kg-1之间，含量在12.28～38.52g·kg-1之间;联兴镇土壤全氮平均含量最高为1.97g·kg-1，变异系数为4.06％，含量在1.53～1.94g·kg-1之间;兰棱街道土壤全氮平均含量最低为1.28g·kg-1，变异系数为14.06％，含量在1.03～1.41g·kg-1之间;其他乡镇和街道全氮平均含量位于双城区中游，在1.47～1.82g·kg-1之间，含量在1.25～1.94g·kg-1之间;
(3)2002年至2019年17年间，双城区典型黑土土壤有机碳平均含量呈现增长的趋势，平均增长了9.37％，全氮平均含量呈现下降的趋势，平均下降了9.24％，有机碳变异系数降低2.46％，全氮变异系数增加3.01％，均属弱变异。按照空间分布的变化程度分析，农丰满族锡伯族镇有机碳平均含量变化最大，上涨了16.7％，兰棱街道有机碳平均含量变化最小，上升了2.7％，其他乡镇和街道有机碳平均含量变化范围在3.09～14.55％之间;兰棱街道全氮平均含量变化最大，下降了28.89％，东官镇全氮平均含量变化最小，上涨了0.62％，其他乡镇和街道有机碳平均含量变化范围在1.11～18.13％之间。
通过本研究发现，双城区典型黑土土壤碳氮养分不平衡，碳氮养分时空变异性大，主要原因是受施肥的影响和人类干预作用的增强。