油松林火后表层土壤有机碳密度的时空动态及驱动因素

摘要

促进土壤有机碳储存是应对气候变化的自然解决方案之一，但频发的森林火灾使其不确定性和挑战性增加.为阐明火干扰下表层土壤有机碳密度的时间和深度依赖性及主导因素，以北京市油松林为研究对象，在火后2 a内对0～20 cm土壤进行多次分层取样分析，以期准确预测土壤碳储存潜力及其对气候变化的响应与反馈.结果表明：1) 2 a间，油松林火干扰样地表层土壤总有机碳密度（35.22±7.53） t/hm²与对照样地（44.88±3.97） t/hm²相比显著降低21.53%,且月度变化较对照明显，变异系数高出12.49%;火后土壤有机碳密度随时间呈显著的下降趋势，且其与对照的差异随年份增长而增大；2)与对照相似，火干扰样地土壤有机碳密度随土壤深度的增加而减小，表现为0～5 cm（12.22±0.58） t/hm²>5～10 cm（9.11±0.27） t/hm²>10～15 cm（7.28±0.36） t/hm²>15～20 cm（6.60±0.57） t/hm²,且它们与对照的差异也随土壤深度的增加而减小，但火后不同深度有机碳密度的月动态变化较为复杂；3)结构方程模型表明，土壤有机碳密度受到火干扰和土壤深度的直接作用，且它们产生的负效应（β=-0.508～-0.575）强于容重、养分等因子的直接正效应（β=0.096～0.327）,时间则主要通过影响团聚体组成等间接影响有机碳密度，总体呈现微弱的负作用（β=-0.054）.

关键词

火干扰 / 碳密度 / 年月尺度 / 土壤深度 / 动态变化

基金资助

国家自然科学基金(32401544); 河北省自然科学基金(D2025205002); 河北师范大学科研基金资助项目(L2024B29)