亚热带常绿阔叶林土壤碳密度的深度变化格局及其调控机制

摘要

土壤碳库是陆地生态系统最大的碳库.准确评估土壤碳密度的大小和分布格局是土壤生态学研究亟待解决的关键科学问题之一.已有研究表明，土壤碳密度沿土壤剖面呈现出自上而下的递减趋势，但是该递减过程的调控机制仍不清楚.本研究基于广东车八岭亚热带常绿阔叶林80个样点的实测数据，系统评估了0～100 cm土壤碳密度及其沿深度变化的递减系数β的空间变化格局.结果显示，车八岭亚热带常绿阔叶林土壤碳密度平均为11.09 kg·m^-2，土壤碳密度沿深度的递减系数β值平均为0.961 1.通过最小方差回归与结构方程模型分析发现：1)在该亚热带常绿阔叶林中影响β最主要的因素是表层细根生物量，表现为表层细根生物量越大，β越小，意味着土壤碳在表层土壤的富集程度越高；2)表层土壤碳氮质量比、辐射强度和地上生物量也是影响β的主要因素，这些因子累积共解释了β空间变化的66%.将基于这些因素模拟的β和表层土壤碳密度相结合，亦能够有效预测亚热带常绿阔叶林0～100 cm土壤碳密度.综上，通过表层植物和土壤特征，可以有效预测亚热带常绿阔叶林的β和0～100 cm碳密度.这一研究发现可用于将仅有表层土壤碳密度的数据外推至100 cm，为亚热带常绿阔叶林缺乏深层土壤采样的区域提供全剖面土壤碳密度估算的路径.

关键词

土壤碳密度 / 土壤剖面变化 / 亚热带常绿阔叶林 / 递减系数