典型喀斯特小流域土壤有机碳和全氮空间格局变化及其对退耕还林还草的响应

段亚锋,王克林,冯 达,吴 敏,张 伟,陈洪松

1 湖南农业大学,长沙 410125 2 中国科学院亚热带农业生态研究所,亚热带农业生态过程重点实验室,长沙 410125 3 中国科学院环江喀斯特生态系统观测研究站,环江 547100 4 长沙市环境监测中心站,长沙 410000 5 湖南省测绘科技研究所,长沙 410007

受植被类型和其他环境因素影响,土壤养分在空间上的分布受多种物理过程、化学过程和生物过程的综合影响,呈现出强烈的空间异质性[1- 3]。土壤养分的空间格局是这一系列生态过程综合作用的结果[4],但以往针对土壤养分空间格局的研究主要集中探明测量尺度内不同养分元素的空间格局及影响因素。如从大范围尺度上讲,中国和爱尔兰SOC空间分布与区域降水量、海拔及用地类型等密切相关,其高值聚类区与泥炭土空间分布基本一致[5- 7]；从小范围尺度上来说,黄土高原小流域尺度上土壤碳密度分布格局主要与土地利用类型密切相关,灌木林最高,撂荒地、果园、耕地次之,人工草地最低[8],在生态系统尺度内,土壤有机碳空间格局主要受植被群落结构和干扰影响[9]。但部分研究表明植被生产力的恢复和土壤养分的恢复之间往往具有时滞性,如在美国南部地区的研究发现,弃耕地经过30a的演替,生态系统几乎所有的碳积累都由地表生物量贡献,而土壤有机碳库的变化很小,也有研究表明在植被恢复最初的10a,土壤有机碳储量甚至低于恢复前水平[10- 11]。这说明只探讨某一时段内土壤碳氮的空间格局及其影响因素并不能真实反映生态过程(植被演替、土地利用类型转变等)对土壤碳氮格局的影响。……