森林生態(tài)系統(tǒng)具有復雜的環(huán)境異質性,而森林土壤碳氮空間格局受多種環(huán)境因子共同調控。
中國科學院武漢植物園博士生李乾璽在研究員劉峰的指導下,對湖南八大公山25公頃森林動態(tài)監(jiān)測樣地土壤進行大量采樣,重點分析了研究區(qū)不同層次土壤碳氮的空間變異及其影響因素。半方差函數(shù)結果表明,表層土壤(0-10 cm)碳氮的空間變異程度高于亞表層土壤(10-30 cm),二者均表現(xiàn)出中等強度的空間自相關(C/C0+C=0.31-0.47)。
利用環(huán)境(土壤、植被、地形)和空間因子(PCNM)對土壤碳氮的空間變異進行方差分解,發(fā)現(xiàn):環(huán)境與空間因子對表層土壤有機碳空間變異的解釋力(47.8%)高于亞表層土壤有機碳(24.4%)。各環(huán)境因子的解釋力由高到低依次為:土壤>植被>地形。其中,具有顯著作用的土壤因子包括土壤pH、有效磷和土壤顆粒組成。各環(huán)境因子間具有強烈的交互作用。
該研究表明不同層次土壤碳氮空間格局形成的主導生態(tài)過程可能存在差異。較高的半方差塊金值及較大比例的土壤碳氮空間變異未能被解釋,表明微環(huán)境尺度的生態(tài)過程可能在中亞熱帶森林土壤碳氮的空間變異中發(fā)揮重要作用。
研究結果以How environmental and vegetation factors affect spatial patternsof soil carbon and nitrogen in a subtropical mixed forestin Central China 為題發(fā)表在Journal of Soils and Sediments雜志上。
湖南八大公山25公頃樣地土壤碳氮半方差函數(shù)圖
土壤、植被和空間因子對土壤碳氮空間變異的解釋度