农田利用过程中,逐渐形成了不同的土地利用类型组合,进而形成不同的农田景观格局形态。不同农田景观格局对农田中的物质能量循环作用不同,适宜的景观结构能够为良好的物质循环提供更为稳定的空间。农田土壤有机碳作为农田地力评价的重要指标,不仅关系到农田作物产量的高低,还会对全球碳循环及气候变暖产生影响。影响土壤有机碳的主导因素一直是研究重点,以往土壤有机碳的影响要素研究多侧重于自然因素与微观下的人类活动,而农田景观格局形态及变化对土壤有机碳造成的影响还缺少系统研究。农田景观格局反应了农田土地利用基本特征,研究其对土壤有机碳的影响,可以在景观尺度上揭示人类活动对土壤有机碳的作用机制。为此,本文以1980和2010年下辽河平原土壤采样点为基础,以景观格局指数为主要变量,以地形、气候、地形湿度及植被要素为辅助变量,运用相关性分析与多重共线性检验筛选出与土壤有机碳相关联的变量;运用地理加权回归模型,计算要素局部环境条件下对土壤有机碳的影响回归系数,并借助GIS进行可视化,以探究不同区域农田景观格局对土壤有机碳的影响;在相关性及影响关系确定的前提下,对研究区农田土壤有机碳进行预测,以期为研究区内土地利用规划、景观格局布设以及土壤有机碳保护提供理论依据。研究得出以下结论:1.1980年土壤有机碳平均值为10.93g/kg,2010年土壤有机碳均值为10.78 g/kg,近30年下辽河平原农田有机碳平均值下降0.15g/kg。2.本文以4 km~2为最优幅度进行各时期景观格局变化特征分析,在4 km~2幅度下1980年农田景观表现为景观内斑块较为聚集,离散程度不高;景观中最大斑块面积占比适中,斑块形状略偏离正方形;耕地在景观中优势度不明显,景观内各斑块类型分布较为均匀,破碎化程度不高。相比之下2010农田景观格局指数有所改变,COH、LPI、LSI、NP、pd指数升高,DIV、SHDI、SHEI指数降低。与1980年相比较,研究区景观格局变化总体表现为斑块间的聚集度提高,离散程度降低;最大斑块面积占比提升,斑块形状朝不规则方向略有变化;景观中的农田斑块数量增加,斑块类型组成的多样性与均匀度均有所下降,优势斑块面积变大。3.不同时期农田景观格局指数与土壤有机碳的关联性存在较大差异,研究发现1980年不同幅度下农田景观格局指数预选要素与土壤有机碳的关联性均不显著。2010年预选变量中SHDI 3km、LPI 3km、SHEI 4km、COH 5km与土壤有机碳成极显著相关关系。利用地理回归加权模型对相关联的各农田景观格局指数进行空间局部分析,结果显示SHDI3km空间影响回归系数在研究区西部是高值区,在研究区西部香农多样性指数与农田土壤有机碳成正相关性;LPI 3km空间回归影响系数分布较为均匀,在不同地区的差异不明显;SHEI 4km空间影响回归系数在研究区东北,西南部分区域为正相关性且数值较大,表明这一区域内各类斑块分布的越均匀,越有利于土壤有机碳的积累;COH 5km空间影响回归系数数值从北部向南部逐级递减,在研究区南部指数与土壤有机碳的影响回归系数为负,表明这一区域斑块间聚集不利于土壤有机碳的积累。4.对1980年利用与土壤有机碳相关的辅助变量进行建模分析,模型精度结果R~2为0.299。对2010年包含景观格局指数等变量进行建模,2010年模型R~2为0.421。除海拔要素外,两期模型利用的辅助变量相同,不同的是2010年模型加入SHDI 3km、LPI 3km、SHEI4km与COH 5km 4个景观格局指数。2010年模型精度大于1980年,说明在存在相关性的前提下,景观格局指数有助于提高模型精度。基于2010模型相关性及影响结果对研究区土壤有机碳进行预测,结果显示研究区土壤有机碳最大值为26.83g/kg,最小值为1.01g/kg,且土壤有机碳由东南向西北方向呈递减趋势分布。