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基于可解释机器学习的秦巴山区森林土壤有机碳动态及成因分析
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作者 王晓峰 章玥 +8 位作者 周潮伟 陈吉臻 黄志霖 刘世荣 王筱雪 周继涛 孙泽冲 白娟 吕一河 《生态学报》 北大核心 2026年第3期1193-1207,共15页
秦巴山区作为中央绿芯和中华碳库,发育了多样而独特的森林生态系统,其森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态评估对维系区域碳平衡具有至关重要的作用。对比6种机器学习算法,选取最优模型模拟2000—2023年秦巴山区森林SOC时空分... 秦巴山区作为中央绿芯和中华碳库,发育了多样而独特的森林生态系统,其森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态评估对维系区域碳平衡具有至关重要的作用。对比6种机器学习算法,选取最优模型模拟2000—2023年秦巴山区森林SOC时空分布格局,利用沙普利叠加解释(Shapley additive explanations,SHAP)方法揭示环境因子和表层(0—20cm)SOC的非线性关系。结果表明:(1)XGBoost模型在SOC空间模拟中取得相对最优性能(R^(2)=0.73,RMSE=21.98g/kg),验证了其对复杂山地环境变量的交互解析能力。(2)环境协变量与秦巴山区森林SOC之间存在着非线性关系,生长季太阳辐射、海拔、生长季降水量和生长季均温作为关键因子在XGBoost模型中的贡献率分别为26.18%、14.50%、8.76%和5.77%,并存在阈值效应。(3)2000—2023年秦巴山区表层森林SOC呈“西高东低”空间格局,虽在不同时段内波动但总体呈上升趋势,且高海拔地区森林SOC对气候波动较为敏感。研究结果为深入理解区域碳循环机制提供科学依据,为制定精准森林管理和碳汇提升策略提供理论支持。 展开更多
关键词 森林土壤有机碳 数字土壤制图 机器学习 秦巴山区
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凋落物不同输入方式和深度对砂质土壤团聚体结构及有机碳组分的影响
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作者 高燕 李素艳 +1 位作者 孙向阳 韩艺杰 《东北林业大学学报》 北大核心 2026年第4期65-73,共9页
为揭示土壤团聚体通过其结构稳定性影响并固定土壤有机碳(SOC)的关键机制,以悬铃木(Platanus orientalisL.)人工林的新鲜凋落物和自然堆腐2 a凋落物为材料,设置双因素双水平完全随机区组试验,共9个小区(8种处理及无凋落物输入对照)。处... 为揭示土壤团聚体通过其结构稳定性影响并固定土壤有机碳(SOC)的关键机制,以悬铃木(Platanus orientalisL.)人工林的新鲜凋落物和自然堆腐2 a凋落物为材料,设置双因素双水平完全随机区组试验,共9个小区(8种处理及无凋落物输入对照)。处理半年后取样,测定土壤团聚体指标、土壤有机碳及其组分和土壤理化指标,并运用LSD法分析数据显著性及多重比较。结果表明:凋落物的输入方式和类型对土壤团聚体稳定性和有机碳组分的影响存在显著差异。与无凋落物对照(CK)相比,将堆腐凋落物与土壤混施能显著增强表层土壤团聚体稳定性,提升其平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)。凋落物添加整体上提升了土壤有机碳质量分数,但其对有机碳不同组分的影响各异。粗颗粒有机碳(CPOC)和细颗粒有机碳(FPOC)质量分数在多个处理中均得到显著提高,其中,深层施用堆肥对FPOC的提升效果尤为突出;而矿物结合有机碳(MAOC)质量分数无显著变化。土壤有机碳质量分数与土壤团聚体稳定性呈正相关,表明凋落物输入通过提升团聚体稳定性促进土壤有机碳积累,且人为调控凋落物输入方式对砂土土壤结构和有机碳质量分数提升均有积极效果。 展开更多
关键词 凋落物添加 砂土改良 土壤团聚体 土壤有机碳 颗粒有机碳 矿物结合有机碳
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微生物在盐碱地改良中的应用现状与未来展望
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作者 常微 韩传洋 +5 位作者 李芳军 董丹 田晓莉 杜明伟 吴慧玲 李召虎 《中国生态农业学报(中英文)》 北大核心 2026年第3期547-558,共12页
盐碱地作为重要的后备耕地资源,其生态修复与高效利用对保障全球粮食安全及应对耕地资源短缺具有战略意义。近年来,微生物改良技术因兼具生态友好和可持续性而备受关注,成为土壤修复领域的研究热点。微生物通过调节土壤微环境、缓解植... 盐碱地作为重要的后备耕地资源,其生态修复与高效利用对保障全球粮食安全及应对耕地资源短缺具有战略意义。近年来,微生物改良技术因兼具生态友好和可持续性而备受关注,成为土壤修复领域的研究热点。微生物通过调节土壤微环境、缓解植物盐胁迫伤害、提升土壤养分利用效率等多重机制,显著改善盐碱土理化性质,促进作物生长,为盐碱地治理提供了新路径。本文综述了目前应用微生物进行盐碱地改良的研究进展,包括改良盐碱地的微生物种质资源多样性、菌株作用机制及其应用效果、优良菌株改良等。现有研究表明,可用于盐碱地改良的微生物种质资源丰富,涵盖芽孢杆菌属、假单胞菌属、链霉菌属、肠杆菌属、木霉属及丛枝菌根真菌等。微生物通过改善土壤微生态环境,调节土壤理化性质,抑制植物病害发生,提升作物产量和果实品质。部分微生物可通过代谢产生有机酸来中和土壤中的碱性物质,调节土壤酸碱度,优化植物根际微环境;还能分泌植物生长激素、降解乙烯前体物质,以促进植物生长发育;合成胞外多糖、功能性蛋白质等次生代谢产物改善土壤团粒结构与理化性质,调节土壤微生物群落的结构组成与多样性,同时分泌抗菌活性物质抑制植物病原微生物繁殖、防控土传病害,并通过调节植物免疫应答反应提升植株的抗逆能力。现有研究多聚焦单一菌种,其田间应用受盐碱地复杂生境影响,存在效果有限和稳定性不足等问题,且菌剂制备、贮藏与标准化施用技术体系尚未完善,微生物-植物-土壤三者间的互作调控机制亦未完全明晰。未来可围绕盐碱地生物改良需求,结合多组学技术与基因工程手段解析微生物作用分子机制,优化高效菌株培育技术,研发多功能复合菌剂配制及配套应用技术,完善产业化工艺体系,从多维度为盐碱地高效生物改良与可持续利用提供理论支撑和技术保障。 展开更多
关键词 盐碱地改良 微生物 改良机制 可持续农业 生态修复
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土地利用变化对东江湖流域森林土壤有机碳含量的影响
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作者 孟慧婷 陈龙池 +6 位作者 余鑫 曾掌权 何功秀 汪思龙 肖德伟 张妮 杨丽丽 《生态学杂志》 北大核心 2026年第1期77-83,共7页
土地利用变化对陆地生态系统碳库储量的影响是当前区域生态服务功能和全球气候变化领域的热点问题。以往研究多关注区域尺度不同土地利用情景下土壤有机碳库的估算,但亚热带山地土壤有机碳组分对土地利用变化响应尚未明确。本研究以东... 土地利用变化对陆地生态系统碳库储量的影响是当前区域生态服务功能和全球气候变化领域的热点问题。以往研究多关注区域尺度不同土地利用情景下土壤有机碳库的估算,但亚热带山地土壤有机碳组分对土地利用变化响应尚未明确。本研究以东江湖流域亚热带次生林、人工林和经济林3种典型森林为研究对象,探究土地利用方式对土壤不同有机碳组分含量的影响及机制。结果发现:土地利用方式对东江湖流域山地土壤总有机碳、碳氮比、矿物结合有机碳含量的影响不显著,而颗粒有机碳含量变化显著。在10~30 cm土层,经济林土壤颗粒有机碳含量较人工林和次生林分别显著降低37%和41%。相关性分析发现,经济林较低的颗粒有机碳含量与地上生物量较低相关。研究表明,将现有经济林转为人工林或次生林,可能减少土壤有机碳损失的风险,有利于东江湖流域山地土壤碳汇功能和区域森林固碳潜力提升。本研究有助于对森林土壤碳固存机制的理解,并为优化区域土地管理模式、提升森林生态系统固碳潜力提供数据支撑。 展开更多
关键词 人工林 次生林 土地利用变化 颗粒有机碳 矿物结合有机碳
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偃松重度火烧迹地土壤元素化学计量特征及其空间分布格局的短期变化
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作者 高佳琪 杨光 +5 位作者 于炀 孙龙 蔡慧颖 王立轩 宁吉彬 全先奎 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2026年第2期124-136,共13页
[目的]为明确偃松林下不同深度土壤元素含量和功能对重度雷击火干扰的响应及其相互作用,为偃松生态系统在重度雷击火干扰后的恢复提供数据参考和理论依据。[方法]以大兴安岭偃松重度雷击火烧迹地土壤淋溶层和淀积层为研究对象,测定其火... [目的]为明确偃松林下不同深度土壤元素含量和功能对重度雷击火干扰的响应及其相互作用,为偃松生态系统在重度雷击火干扰后的恢复提供数据参考和理论依据。[方法]以大兴安岭偃松重度雷击火烧迹地土壤淋溶层和淀积层为研究对象,测定其火后当年和次年的碳氮磷和微量营养元素含量并计算化学计量比。通过单因素方差分析、斯皮尔曼相关性和矩阵相关性检验分析差异性和相关性;通过随机森林重要度排序阐释土壤元素对化学计量比的贡献度;通过偏最小二乘结构方程模型展现火干扰前后土壤空间格局、恢复时间、土壤元素和土壤化学计量比之间的综合效应关系。[结果]土壤淋溶层和淀积上层碳氮磷铜汞含量和化学计量比对火干扰和过火时间产生显著响应,火干扰增大了淋溶层微量营养元素的变异程度,土壤元素含量变化随土壤深度产生滞后性。土壤微量营养元素含量与土壤碳氮磷及其化学计量比之间显著相关,这亦可解释和预测土壤化学计量比。[结论]火干扰通过高温灼烧和改变物质输入源抑制淋溶层土壤有机质矿化速率,并提高土壤淀积层中磷的有效性。土壤元素含量受淋溶作用在火后短期产生明显变化,并随土层加深产生滞后现象。重度火干扰削弱了土壤空间格局对土壤元素的直接效应,增强了恢复时间对土壤元素含量的直接效应,并使土壤空间格局和恢复时间对土壤化学计量比产生显著的直接和间接效应。 展开更多
关键词 偃松 重度火烧 雷击火 碳氮磷化学计量 微量营养元素 土壤空间格局
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模拟增雨对荒漠区白刺叶片和土壤化学计量性状变化的影响
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作者 牧仁 张景波 +4 位作者 董雪 王丹阳 刘雅婧 包海龙 李新乐 《生态学报》 北大核心 2026年第2期901-915,共15页
降水是影响荒漠区植物功能性状和生态系统功能的关键因素。在全球气候变暖形势下,中国荒漠区降水量呈现增加趋势,而这些地区植物和土壤化学计量性状对降水变化的响应特点尚不清楚。选择乌兰布和沙漠白刺(Nitraria tangutorum)灌丛为研... 降水是影响荒漠区植物功能性状和生态系统功能的关键因素。在全球气候变暖形势下,中国荒漠区降水量呈现增加趋势,而这些地区植物和土壤化学计量性状对降水变化的响应特点尚不清楚。选择乌兰布和沙漠白刺(Nitraria tangutorum)灌丛为研究对象,开展增雨试验,探究长期增雨对植物叶片及土壤生态化学计量影响。在2008—2022年间实施,设置5个增雨处理,即自然降水(R0)和增雨25%(R1)、50%(R2)、75%(R3)、100%(R4)等处理水平。试验结果表明,1)增雨能显著提高白刺叶片总碳(TC)和总磷(TP)含量(P<0.05),而随增雨强度增加,叶片总氮(TN)含量呈先降后升格局,在R1处理下叶片C/P和N/P值达到最小值,较R0处理分别减少35.79%和38.49%(P<0.05);2)除土壤AN外,增雨显著提高了表层土壤元素含量和化学计量比值,0—2 cm土层有效磷(AP)含量和2—10 cm土层C/P和N/P均在R4处理达到最大值,较R0处理分别增加58.21%、31.46%和70.56%(P<0.05);3)在增雨处理下,土壤N/P和pH是影响白刺叶片化学计量性状的主要因素。此外,白刺叶片TC含量对气象因子的响应最为强烈,F值为4.288。叶片TC、TN、TP和N/P值主要受空气湿度的影响,C/N和C/P值主要受地表温度的影响。研究结果提供了荒漠区植物生态系统长期增雨试验案例,也对气候变化影响下荒漠区植物生态系统经营具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 降水 生态化学计量性状 荒漠生态系统 白刺 叶片
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川西亚高山森林转换对土壤腐殖质碳积累的影响
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作者 朱和萌 徐珩 +5 位作者 王丽霞 游成铭 张丽 谭波 徐振锋 李晗 《四川农业大学学报》 北大核心 2026年第1期91-100,共10页
【目的】腐殖质碳(humus carbon,HC)是森林土壤稳定碳库的重要组成部分,探究其积累特征对优化森林经营管理和推动碳中和具有重要意义。【方法】以川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)天然林和人工林为研究对象,利用^(13)C稳定同位素示... 【目的】腐殖质碳(humus carbon,HC)是森林土壤稳定碳库的重要组成部分,探究其积累特征对优化森林经营管理和推动碳中和具有重要意义。【方法】以川西亚高山粗枝云杉(Picea asperata)天然林和人工林为研究对象,利用^(13)C稳定同位素示踪技术,通过野外原位培养实验,探究凋落物添加(叶片与根系)处理下,天然林和人工林不同层次土壤腐殖质碳积累的变化特征及其影响因素。【结果】川西亚高山粗枝云杉林土壤腐殖质碳含量表现为天然林(27.4±3.2)g/kg显著高于人工林(22.7±1.4)g/kg,凋落物添加培养150 d后,不同层次土壤腐殖质碳含量均呈现下降趋势,但外源凋落物添加在一定程度上减缓了腐殖质碳下降。凋落物源土壤腐殖质碳在粗枝云杉天然林和人工林土壤总腐殖质碳中占比为0.5%~0.8%和0.5%~1.3%,且分别更易在人工林0~10 cm和天然林10~20 cm土壤中累积,均表现为根系凋落物碳对土壤腐殖质碳的贡献显著高于叶片。此外,路径分析结果表明天然林凋落物源土壤腐殖质碳积累受土壤理化性质和微生物特征的综合影响,而人工林的路径相对单一,主要依赖于土壤理化性质。【结论】川西亚高山粗枝云杉天然林转换为人工林显著改变了土壤腐殖质碳的积累特征,研究结果将为提高亚高山森林生态系统土壤碳库储量和稳定性提供科学依据。 展开更多
关键词 土壤腐殖质碳 森林转换 δ^(13)C 亚高山森林
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补植混交枫香对马尾松纯林土壤微生物源和植物源碳的影响
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作者 刘畅 喻锦荣 +5 位作者 陈伏生 何伟民 邱润妮 王方超 程远东 段小华 《江西农业大学学报》 北大核心 2026年第1期108-119,共12页
【目的】针对亚热带低效针叶林混交改造是否有利于增强土壤碳库的问题,探讨补植混交对马尾松纯林(Pinus massoniana)土壤微生物源和植物源碳的影响。【方法】以位于赣南地区15年生的马尾松纯林及其补植6年乡土阔叶树枫香(Liquidambar fo... 【目的】针对亚热带低效针叶林混交改造是否有利于增强土壤碳库的问题,探讨补植混交对马尾松纯林(Pinus massoniana)土壤微生物源和植物源碳的影响。【方法】以位于赣南地区15年生的马尾松纯林及其补植6年乡土阔叶树枫香(Liquidambar formosana)的混交林为对象,采用配对试验设计,分别选取3块20 m×20 m样地。分层采集0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土壤,测定其基本理化特性、酶活性、微生物源和植物源残体碳含量,分析补植混交枫香对马尾松纯林土壤剖面微生物残体碳和植物残体碳的影响机制。【结果】补植混交枫香显著影响马尾松林土壤微生物残体碳、木质素酚含量及土壤木质素降解特征。与纯林相比,混交林0~10 cm土层的土壤真菌残体碳和微生物残体碳含量分别显著提升14.9%和11.9%,香草基和木质素酚含量分别显著提升32.7%和13.8%,丁香基含量显著下降15.9%,土壤有机碳含量显著提升13.5%;10~20 cm土层的土壤有机碳含量显著提升20.1%。混交林0~10 cm土层的土壤丁香基/香草基和10~20 cm土层的土壤丁香基酸醛比显著降低。土壤颗粒有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、纤维二糖水解酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶是驱动土壤微生物残体碳和植物残体碳变化的关键因子。【结论】在马尾松纯林中补植混交枫香显著提高了表层土壤微生物源和植物源碳含量,激活了表层土壤的固碳潜力,推荐枫香作为增强低效马尾松林土壤碳库能力的补植树种。 展开更多
关键词 混交改造 土壤碳库 微生物残体碳 植物残体碳 补植枫香
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基于PLUS-InVEST模型的河北省承德市水源涵养功能预测
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作者 吕铁冰 苏伟 +4 位作者 贾梓琦 胡宝月 刘宏权 付银环 马素英 《水土保持通报》 北大核心 2026年第1期344-354,共11页
[目的]模拟预测不同情景下河北省承德市的水源涵养功能,为优化该市国土空间布局,提升复合生态系统服务能力及保障京津冀水资源安全提供科学支撑。[方法]基于PLUS-InVEST耦合模型,设置耕地保护、生态保护、自然发展、城市扩张4种情景,对... [目的]模拟预测不同情景下河北省承德市的水源涵养功能,为优化该市国土空间布局,提升复合生态系统服务能力及保障京津冀水资源安全提供科学支撑。[方法]基于PLUS-InVEST耦合模型,设置耕地保护、生态保护、自然发展、城市扩张4种情景,对承德市2028,2033和2038年土地利用变化及水源涵养功能进行预测与分析。[结果](1)承德市“三生”空间冲突将持续影响土地利用变化,其中森林面积总体稳定,但草地除生态保护情景外普遍遭受侵占并呈退化趋势;城市扩张情景下不透水面面积显著增加。(2)未来不同情景下,承德市水源涵养功能分布格局保持高度稳定,但总量对土地利用变化响应敏感。除生态保护情景外草地水源涵养量持续下降,城市扩张情景下森林水源涵养功能被侵占,不透水面水源涵养量异常升高。[结论]耕地、林地及草地是承德市水源涵养功能的主体,承德市面临着草地退化与城市无序扩张的双重压力。未来应在严格保护森林生态系统的前提下,统筹协调耕地保护与草地恢复,严格控制不透水面的无序扩张。 展开更多
关键词 InVEST模型 PLUS模型 土地利用变化 多情景模拟 水源涵养预测 河北省承德市
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林窗改造下马尾松根系分解与土壤线虫功能群的互馈作用
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作者 尹海锋 刘思泽 +3 位作者 曾杰 苏宇 余安卫 李贤伟 《林业科学》 北大核心 2026年第2期85-96,共12页
【目的】探究马尾松根系分解动态与土壤线虫功能群的互馈作用及其对林窗改造的响应,为基于生物多样性维持和土壤养分提升的人工林近自然经营提供依据。【方法】在马尾松人工林内设置不同大小林窗(100、200和400 m^(2))及对照样地,通过... 【目的】探究马尾松根系分解动态与土壤线虫功能群的互馈作用及其对林窗改造的响应,为基于生物多样性维持和土壤养分提升的人工林近自然经营提供依据。【方法】在马尾松人工林内设置不同大小林窗(100、200和400 m^(2))及对照样地,通过根系分级、分解袋试验分析马尾松不同等级根系的分解速率和养分释放,采用形态学方法鉴定根系分解袋中的土壤线虫,结合结构方程模型分析,系统探究林窗大小对根系分解、线虫群落和土壤化学性质的影响及其相互作用。【结果】1)林窗大小显著影响根系质量残留率(P<0.05),1~3级根(低级根)在200 m^(2)林窗中分解较100和400 m^(2)林窗中快,4~5级根(高级根)0~360天在200 m^(2)林窗中分解最快,360~720天在400 m^(2)林窗中分解最快。低级根分解速率高于高级根。在分解过程中,根系氮和磷含量整体上呈先增高后降低的趋势,且在不同大小林窗中变化趋势较为一致,而根系钾含量波动较大。2)林窗改造可提高土壤线虫丰度,在200 m^(2)林窗中土壤线虫Shannon-Wiener多样性指数、成熟度(c-p 2~5)指数和生物量最高,且显著高于400 m^(2)林窗(P<0.05)。随着根系分解时间推移,土壤线虫的丰度和生物量呈先升高后降低的趋势,在第210天达到最高值。植食性线虫为优势类群(50.13%),其次为食细菌线虫(21.76%),植食性线虫丰度占比在各处理中均为最高,且随着根系分解时间推移整体呈上升趋势。3)根系分解与土壤线虫功能群形成双向互馈关系。结构方程模型显示,根系分解时间和根系质量残留率对杂食性线虫丰度占比有显著负向影响,而杂食性和捕食性线虫对食细菌线虫有显著正向影响,食细菌线虫对根系氮含量有显著正效应,构成“根系分解-线虫功能群-土壤养分”的互馈调控路径。【结论】林窗改造可显著影响马尾松根系分解动态,改变土壤线虫多样性和群落结构。在林窗改造下,马尾松根系通过分解速率和养分释放调控土壤线虫功能群组成,高营养级的土壤线虫功能群通过捕食作用控制群落结构进而影响根系分解和土壤养分循环。200 m^(2)林窗在根系分解与土壤线虫多样性协同提升方面表现最优。本研究结果可为亚热带退化马尾松林生态恢复及人工林可持续经营提供科学依据。 展开更多
关键词 马尾松人工林 近自然经营 根系分解 土壤线虫 土壤养分
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浙南北移红树林土壤有机碳库动态变化及其影响因子
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作者 则捍东 陈雅慧 +4 位作者 陈雪初 由文辉 杨月 张钊 杨华蕾 《生态学杂志》 北大核心 2026年第1期40-48,共9页
在全球气候变化背景下,我国红树林北移现象受到广泛关注。然而,关于北移人工红树林生长过程中土壤有机碳库的动态变化及其影响因素尚不清楚。本研究以不同林龄浙南红树林为研究对象,利用“空间代时间”法研究了浙南北移红树林生长过程... 在全球气候变化背景下,我国红树林北移现象受到广泛关注。然而,关于北移人工红树林生长过程中土壤有机碳库的动态变化及其影响因素尚不清楚。本研究以不同林龄浙南红树林为研究对象,利用“空间代时间”法研究了浙南北移红树林生长过程中土壤有机碳含量动态变化及其垂直剖面变化特征,并与福建福鼎30 a红树林湿地进行对比,结合土壤理化性质进一步揭示影响土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量和土壤有机碳密度(soil organic carbon density,SOCD)分布特征的关键因子。结果表明,北移红树林SOC含量和SOCD整体上随林龄增加而增大,且浙南15 a红树林SOC随土壤剖面深度增加而降低趋势明显,其表层(0~20 cm)SOC含量和SOCD显著高于其他林龄。浙南15 a北移红树林湿地的平均SOC含量(0.91%±0.18%)和SOCD(103.58±7.06 t C·hm^(-2))显著大于2和5 a红树林,与福鼎30 a红树林无显著差异(P>0.05)。浙南红树林恢复过程中SOC和SOCD的积累模式主要受pH、总氮含量的驱动,还受到黏土含量和盐度等多重环境因素共同驱动。研究表明,保护和修复浙南北移红树林湿地,可在较快时间内提高滨海湿地有机碳储量,有利于滨海湿地固碳和减缓气候变化。 展开更多
关键词 北移红树林 蓝碳 土壤有机碳 有机碳密度 生态修复
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黄土高原典型小流域不同人工林地土壤碳水权衡关系
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作者 康赛 毕华兴 +5 位作者 管凝 黄浩博 曾星 黎志鹏 周韬 邱婷 《水土保持研究》 北大核心 2026年第1期197-204,共8页
[目的]探究不同人工林土壤有机碳和含水量的权衡关系,并明晰影响土壤碳水权衡的关键因素,为黄土高原植被恢复和生态功能提升提供理论依据。[方法]选取刺槐纯林、油松纯林、侧柏纯林、刺槐油松混交林和刺槐侧柏混交林5种典型人工林为研... [目的]探究不同人工林土壤有机碳和含水量的权衡关系,并明晰影响土壤碳水权衡的关键因素,为黄土高原植被恢复和生态功能提升提供理论依据。[方法]选取刺槐纯林、油松纯林、侧柏纯林、刺槐油松混交林和刺槐侧柏混交林5种典型人工林为研究对象,并以荒草地作为对照,通过测定0—100 cm土层中的有机碳和含水量,确定各个林分类型中影响其土壤水碳变化的关键因素。[结果]各植被类型的有机碳随土层深度呈逐渐下降的趋势,土壤中的含水量则根据植被类型的不同而不同。通过计算各植被类型土壤碳和土壤水的均方根偏差(RMSD),发现刺槐油松混交林和刺槐侧柏混交林的RMSD最小,说明其水碳权衡最低。冗余分析结果表明:不同植被类型的主要影响因素有所差异,土壤物理性质主要通过影响土壤水分而改变碳水权衡。[结论]从降低土壤碳水权衡的角度来看,可以优先选择刺槐油松混交林和刺槐侧柏混交林进行林业生态工程的配置,以促进土壤固碳和持水能力的协调以及生态系统的持续与稳定。 展开更多
关键词 土壤有机碳 土壤水分 碳水权衡 黄土高原
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基于溶蚀试片法的粤北岩溶区碳酸盐岩溶蚀速率及其影响因素研究
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作者 唐伟华 李丰旲 +6 位作者 骆俊燊 赵敏 张德帅 任中凯 任叶叶 杜建会 张海成 《热带地理》 北大核心 2026年第2期341-357,共17页
岩溶作用通过固定大气CO_(2)并调控陆地—河流—海洋无机碳通量,在全球碳循环中具有重要作用,但华南亚热带地区不同植被类型和土壤深度下碳酸盐岩溶蚀特征及其控制机制仍缺乏系统认识。文章采用溶蚀试片法,对粤北典型岩溶区2种植被覆盖... 岩溶作用通过固定大气CO_(2)并调控陆地—河流—海洋无机碳通量,在全球碳循环中具有重要作用,但华南亚热带地区不同植被类型和土壤深度下碳酸盐岩溶蚀特征及其控制机制仍缺乏系统认识。文章采用溶蚀试片法,对粤北典型岩溶区2种植被覆盖下的不同埋放位置(地上30 cm、地表0 cm、土下20 cm、土下50cm)的碳酸盐岩溶蚀速率展开实验研究。结果表明:常绿阔叶林下碳酸盐岩平均溶蚀速率[204.4±238.7g/(m^(2)·a)]高于针叶林[27.5±20.1 g/(m^(2)·a)],阔叶林和针叶林下岩溶作用产生的碳汇强度分别为54.6±63.8g C/(m^(2)·a)和7.3±5.4 g C/(m^(2)·a)。此外,碳酸盐岩溶蚀速率随着土壤深度增加而增加,其中土下50 cm处溶蚀速率达282.4±313.2 g/(m^(2)·a),为地表0 cm[57.5±57.5 g/(m^(2)·a)]的5倍。植被类型和土壤温度是调控小区域尺度溶蚀速率的关键因子,其中土壤温度与溶蚀速率呈显著负相关(P<0.01)。随着土壤深度增加,土壤温度呈下降趋势,表明在华南地区温度上升会抑制岩石风化。 展开更多
关键词 岩溶区 碳酸盐岩风化 碳循环 地质碳汇 溶蚀试片 溶蚀速率 粤北
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基于多因素分析的核桃园营养诊断与产量预测模型
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作者 徐雅雯 徐永杰 +3 位作者 谭作枰 王其竹 邹巧玲 陈万胜 《林业科学》 北大核心 2026年第3期171-181,共11页
【目的】探明土壤肥力、树体营养与核桃产量的定量关系,构建多因素产量预测模型以指导施肥管理,突破单一营养诊断技术的局限性,为核桃园精准施肥提供科学依据。【方法】选取湖北省保康县34个核桃园为研究对象,基于单位面积产量(kg·... 【目的】探明土壤肥力、树体营养与核桃产量的定量关系,构建多因素产量预测模型以指导施肥管理,突破单一营养诊断技术的局限性,为核桃园精准施肥提供科学依据。【方法】选取湖北省保康县34个核桃园为研究对象,基于单位面积产量(kg·hm^(-2))将其划分为高产园(≥1200)、中产园(450~1200)和低产园(<450)。综合应用内梅罗综合肥力指数与诊断施肥综合法,系统评价土壤、叶片和顶芽的养分状况,利用相关性分析和回归分析构建产量预测模型。【结果】1)34个核桃园中,属中等肥力水平的25个,肥沃水平的9个,且肥沃水平核桃园均为高产园。2)高产园土壤的水解性氮、速效钾、有机质、有效磷和土壤肥力指数均高于低产园,其中水解性氮缺乏是制约土壤肥力的主要因子。3)高产园的顶叶鲜质量、顶叶干质量、叶轴鲜质量、叶轴干质量、顶芽长度和直径的平均值均显著高于低产园(P<0.05),说明高产园叶片的干物质量和顶芽生长状况更好。4)高产园叶片中N、P、K、Ca、S含量平均值均高于低产园,且N和Ca含量具有显著差异(P<0.05);顶芽中N、P、K、S含量平均值高于低产园,但Ca含量、叶片和顶芽的营养不平衡指数则显著低于低产园(P<0.05)。5)相关性分析表明,营养元素在土壤和树体器官间存在关联性:土壤与叶片营养元素间表现为正相关性,与顶芽则兼具正相关和负相关。此外,土壤、叶片和顶芽的营养元素含量变化具有一定的关联性,其中叶片与顶芽间主要为正相关,土壤pH值会影响叶片营养的吸收,顶芽中Ca含量与土壤营养呈负相关;土壤与叶片间的关系主要为协同作用,叶片与顶芽间的关系则呈协同和拮抗共存。土壤肥力指数、叶片营养不平衡指数与顶芽营养不平衡指数作为反映三者综合状况的指标,与产量分别呈显著正相关(P<0.05)、显著负相关(P<0.05)和极显著负相关(P<0.01)。6)核桃产量(Y,kg·hm^(-2))的线性回归模型和混合线性回归模型分段式表达为:当FI≤0.9或FI>2.7时,Y=72.782−0.012Bnila−0.017Bnila+46.441FI;当0.9<FI≤1.8时,Y=162.598−0.011Bnila−0.016Lnila+4.276FI;当1.8<FI≤2.7时,Y=126.558−0.011Bnila−0.016Lnila+4.276FI。【结论】保康县核桃园土壤肥力总体呈中等水平,氮素缺乏是限制产量提升的关键因子。高产园表现出高土壤肥力水平以及叶片和顶芽养分含量更优、营养更均衡的特征。 展开更多
关键词 核桃 内梅罗综合肥力指数法 诊断施肥综合法 土壤肥力 营养不平衡指数 产量模型
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不同树龄大盘山榧植株和根际土壤碳、氮、磷生态化学计量特征
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作者 李淑敏 张前前 +5 位作者 滕秋梅 陈海清 何安国 杜建航 李永春 俞叶飞 《植物资源与环境学报》 北大核心 2026年第1期14-24,共11页
以非生长季和生长季大盘山榧(Torreya dapanshanica X.F.Jin,Y.F.Lu et Zi L.Chen)幼龄树、中龄树为研究对象,分析大盘山榧不同器官、根际土壤中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,根际土壤酶活性及其化学计量比和养分限制特征。结果表明:总体上... 以非生长季和生长季大盘山榧(Torreya dapanshanica X.F.Jin,Y.F.Lu et Zi L.Chen)幼龄树、中龄树为研究对象,分析大盘山榧不同器官、根际土壤中碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,根际土壤酶活性及其化学计量比和养分限制特征。结果表明:总体上看,在非生长季和生长季,大盘山榧幼龄树叶片的C、N、P含量以及中龄树叶片的P含量显著(P<0.05)高于根和茎,幼龄树根的C/N比和中龄树根的N/P比显著高于茎和叶片;叶片的C、N含量,茎的P含量和C/P比以及根的N/P比在不同树龄间存在显著差异;大盘山榧中龄树根际土壤的含水量,C、N、P、硝态氮含量,N/P比以及亮氨酸氨基肽酶、酸性磷酸酶、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和β-1,4-葡萄糖苷酶活性显著或极显著(P<0.01)高于幼龄树。在非生长季,大盘山榧幼龄树和中龄树根际土壤微生物均受到P的限制,而在生长季基本受到C和P的共同限制。冗余分析结果表明:在非生长季和生长季,大盘山榧幼龄树植株各器官C、N、P含量及其化学计量比主要受根际土壤铵态氮含量的影响;在非生长季,中龄树各器官C、N、P含量及其化学计量比主要受根际土壤亮氨酸氨基肽酶活性和N/P比的影响;在生长季,中龄树各器官C、N、P含量及其化学计量比主要受根际土壤β-1,4-葡萄糖苷酶和β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性以及酶化学计量碳氮比的影响。综上,大盘山榧幼龄树应增施N肥,分次勤施有机肥和追施P肥;中龄树以追施P肥为主,配施N肥和补施有机肥,从而缓解大盘山榧的养分限制,促进大盘山榧的健康生长并实现可持续经营。 展开更多
关键词 大盘山榧 养分含量 土壤酶活性 生态化学计量学 树龄 季节变化
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氮磷配施对青钱柳林分土壤酶活性及养分有效性的影响
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作者 郎磊 岳喜良 +1 位作者 阮佳诚 方升佐 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2026年第1期33-42,共10页
[目的]研究氮磷肥配施对青钱柳林分土壤酶活性和有效养分的影响,为青钱柳叶用人工林定向培育的最佳施肥方案提供科学依据。[方法]以青钱柳人工林为研究对象,采用双因素完全区组试验设计,设置3个施氮水平(N_(0)、N_(1)和N_(2))和3个施磷... [目的]研究氮磷肥配施对青钱柳林分土壤酶活性和有效养分的影响,为青钱柳叶用人工林定向培育的最佳施肥方案提供科学依据。[方法]以青钱柳人工林为研究对象,采用双因素完全区组试验设计,设置3个施氮水平(N_(0)、N_(1)和N_(2))和3个施磷水平(P_(0)、P_(1)和P_(2)),分析不同处理对非根际土和根际土的土壤酶活性、酶化学计量比和有效养分的影响及其相关性,阐明土壤酶活性与土壤有效养分的关系。[结果]1)不同氮磷配施处理影响青钱柳林分土壤β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)、β-1,4-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、亮氨酸氨基肽酶(LAP)、酸性磷酸酶(AP)活性及其化学计量比,且多数情况下存在显著的交互作用(P<0.05)。2)氮磷肥配施提高了青钱柳林分土壤BG、NAG、LAP和AP酶活性,且BG、NAG和AP酶活性均在N_(2)P_(2)处理下达到最大值,而LAP酶活性则在N_(2)P_(1)处理下最高。随着土层深度的增加,非根际土BG和NAG酶活性表现为逐渐下降的趋势,而LAP酶活性则呈递增的趋势。3)不同氮磷配施处理影响根际土和非根际各土层的碳氮获取酶、碳磷获取酶和氮磷获取酶计量比,与非根际土壤相比,根际土的碳氮获取酶和碳磷获取酶计量比相对较高,而氮磷获取酶计量比相对较低,表明根际土壤微生物受碳和磷的限制更为明显。4)氮磷配施显著提高了根际土和非根际土层中碱解氮和有效磷的含量,特别是N_(2)P_(2)和N_(2)P_(1)处理显著提升了土壤中氮磷的有效性。5)土壤中氮磷的有效性与土壤相关酶活性及其化学计量比存在一定相关性。非根际土壤中碱解氮含量与BG、NAG、LAP和AP酶活性存在显著的正相关关系(P<0.05),而根际土中的碱解氮含量与LAP酶活性呈显著负相关(P<0.05)。根际土中有效磷含量与BG、NAG、AP酶活性以及碳氮获取酶和碳磷获取酶计量比呈显著正相关(P<0.05),但与LAP酶活性及氮磷获取酶计量比呈极显著负相关(P<0.001);除氮磷获取酶计量比外,非根际土壤中有效磷含量与所测定的土壤酶活性及其酶计量比均存在显著的正相关(P<0.05)。[结论]氮磷添加影响青钱柳林分土壤的酶活性和有效养分含量,适宜的氮磷配施有利于提高土壤酶活性并显著提升土壤氮磷养分的有效性。 展开更多
关键词 青钱柳 配方施肥 土壤酶活性 酶化学计量比 碱解氮 有效磷
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秦岭太白山南坡土壤有机碳分布海拔梯度效应及驱动因素
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作者 李晶 张彦军 +2 位作者 成爱芳 党水纳 李天姿 《森林与环境学报》 北大核心 2026年第2期131-140,共10页
以秦岭太白山南坡为研究区域,海拔每隔50 m设置1个采样点,探究土壤有机碳分布的海拔梯度效应及驱动因素。结果表明,0~10 cm土层,海拔分区对土壤有机碳含量影响明显,随海拔的升高土壤有机碳含量呈递升趋势,表现为高山区[(108.2±46.8... 以秦岭太白山南坡为研究区域,海拔每隔50 m设置1个采样点,探究土壤有机碳分布的海拔梯度效应及驱动因素。结果表明,0~10 cm土层,海拔分区对土壤有机碳含量影响明显,随海拔的升高土壤有机碳含量呈递升趋势,表现为高山区[(108.2±46.89)g·kg^(-1)]>中山区[(96.72±65.02)g·kg^(-1)]>低山区[(39.74±8.68)g·kg^(-1)];气候带的影响亦集中于该土层,土壤有机碳含量呈现出亚寒带>寒温带>温带的分异特征;植被带的调控效应在该土层表现尤为清晰,土壤有机碳含量为高山灌丛草甸带>高山针叶林带>桦木林带>松栎混交林带>锐齿栎林带>混交林带。随土层深度的增加,土壤有机碳含量整体呈递降趋势,0~10 cm表层土壤的有机碳含量最富足。总土层深度也因海拔梯度发生分异[高山区(32.90 cm)>低山区(23.13 cm)>中山区(20.13 cm)];单位土层深度土壤有机碳含量体现中海拔优势[中山区(4.93 g·kg^(-1)·cm^(-1))>低山区(2.34 g·kg^(-1)·cm^(-1))>高山区(2.32 g·kg^(-1)·cm^(-1))]。除海拔分区、气候带、植被带和土层深度以外,呈现出土壤水分、土壤温度及土壤容重共同驱动土壤有机碳含量海拔梯度格局,其中,土壤水分贡献最大,是塑造中海拔区域碳汇热点的核心因子。而总土层深度作用不显著,说明中山区的碳汇优势并非由土层深度导致,而是土壤有机碳本身的高值驱动。 展开更多
关键词 土壤有机碳 土壤水分 海拔梯度效应 山地土壤碳循环 秦岭太白山南坡
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离子型稀土矿区植被恢复障碍因子初探
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作者 杨尘 张萌萌 +1 位作者 冯丁 刘晶静 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2026年第1期147-157,共11页
[目的]为解决稀土矿区植被恢复的障碍因子问题,探究土壤因子对土壤理化性质及植物生长状况的影响,为加快离子型稀土矿区生态重建提供科学依据。[方法]采集废弃离子型稀土矿区表层土壤,选取5个影响植物生长的土壤关键影响因子(pH值、有... [目的]为解决稀土矿区植被恢复的障碍因子问题,探究土壤因子对土壤理化性质及植物生长状况的影响,为加快离子型稀土矿区生态重建提供科学依据。[方法]采集废弃离子型稀土矿区表层土壤,选取5个影响植物生长的土壤关键影响因子(pH值、有机质、碱解氮、有效磷、速效钾),开展黑麦草生长障碍因子筛选试验,剖析不同因子变化对土壤理化性质及黑麦草生长状况的影响。[结果]提高矿区土壤pH值或有机质含量对黑麦草有显著促生作用,SpH7.5(初始土壤pH值为7.5)处理的黑麦草鲜质量(0.52 g)及干质量(0.11 g)较对照(CK)分别提高了6.43倍、5.25倍;SOM10(初始土壤有机质含量为10 g·kg^(-1))处理的黑麦草鲜质量(0.51 g)及干质量(0.11 g)较CK分别提高了6.28倍和5.11倍。提高矿区土壤pH值后,土壤有机质和有效磷含量也显著增加,减缓了养分流失。随着土壤有机质含量的提高,土壤pH值和有效磷含量也随之提高。相关性与极差分析表明,pH值和有机质含量与黑麦草生长特性呈极显著正相关。[结论]土壤酸化、有机质匮乏是离子型稀土矿区植被恢复的主要障碍因子,提高矿区土壤pH值和有机质含量能够加快矿区植被恢复。 展开更多
关键词 离子型稀土矿 土壤障碍因子 植被恢复 土壤PH值 土壤有机质
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纳帕海面山森林土壤氮组分积累-分配特征对蚂蚁筑巢的响应
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作者 黄敏超 陆梅 +9 位作者 纪柏帆 王明柳 赵旭燕 冯志平 孙煜佳 刘国庆 郭础鸟 屈婧 曹舒涵 马玥婷 《四川农业大学学报》 北大核心 2026年第1期101-113,共13页
【目的】探明蚂蚁筑巢对土壤氮素积累和分配的影响机制。【方法】以纳帕海面山云杉-冷杉林中满洲凹头蚁为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢土壤氮组分储量及其分配的差异,并分析蚂蚁筑巢引起土壤环境因子变化对氮组分储量及其分配的影响。【... 【目的】探明蚂蚁筑巢对土壤氮素积累和分配的影响机制。【方法】以纳帕海面山云杉-冷杉林中满洲凹头蚁为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢土壤氮组分储量及其分配的差异,并分析蚂蚁筑巢引起土壤环境因子变化对氮组分储量及其分配的影响。【结果】蚂蚁筑巢显著增加土壤全氮、水解性氮、硝态氮和铵态氮含量及水解性氮和铵态氮储量(P<0.05),对全氮、微生物生物量氮和硝态氮储量的影响未达显著水平;蚂蚁筑巢显著增加土壤水解性氮和铵态氮储量分配(P<0.05),降低土壤微生物生物量氮储量分配(P<0.05);蚁巢土壤微生物生物量氮和铵态氮储量沿土层呈递减趋势,而在非巢穴土壤中则递增。曼特尔分析表明,蚁巢土壤氮组分储量及其分配与土壤微生物生物量碳、全磷、全钾、pH和容重显著相关(P<0.05),而非蚁巢土壤氮组分储量及其分配则与速效磷和速效钾呈极显著相关(P<0.01)。结构方程表明,土壤有机碳是氮组分储量变化的主控因素,而土壤有机碳、pH和容重是驱动土壤氮组分储量分配的关键因子。【结论】纳帕海面山森林蚂蚁筑巢主要通过提高土壤有机碳含量、调节pH和容重,进而驱动蚁巢土壤氮组分的积累及分配。 展开更多
关键词 蚂蚁 氮储量 氮素分配 纳帕海 高寒森林
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依据最小数据集对白洋淀上游典型水源林的土壤质量综合评价
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作者 马晓云 李书兵 +4 位作者 陈美雄 王东旭 乔锋 申祎童 杨新兵 《东北林业大学学报》 北大核心 2026年第1期102-109,125,共9页
为探究白洋淀上游水源林土壤质量状况,以河北省洪崖山国有林场为研究区,选取刺槐(Robinia pseudoacacia L.)纯林、侧柏(Platycladus orientalis(L.)Franco.)纯林、油松(Pinus tabuliformis Carr.)纯林为研究对象,荒草地为对照,比较不同... 为探究白洋淀上游水源林土壤质量状况,以河北省洪崖山国有林场为研究区,选取刺槐(Robinia pseudoacacia L.)纯林、侧柏(Platycladus orientalis(L.)Franco.)纯林、油松(Pinus tabuliformis Carr.)纯林为研究对象,荒草地为对照,比较不同林分类型土壤理化性质及化学计量特征的垂直分布规律。应用主成分分析法构建最小数据集,计算土壤质量指数,对土壤质量进行综合评价。结果表明:土壤深度(h)0<h≤10 cm处,侧柏纯林土壤密度与荒草地的存在显著差异,其他指标则无显著性差异;10 cm<h≤20 cm土层处,各林分间毛管孔隙度具有显著性差异,其他指标无显著差异;20 cm<h≤30 cm土层,侧柏纯林最大持水量与其他林分差异显著,其他指标间则无显著性差异。土壤养分中,除土壤pH外,其他指标均在0<h≤10 cm土层处达到最大值,表聚效应明显;除土壤w(C)∶w(N)之外,其余土壤指标均受植被类型影响,且存在极显著相关性;土壤有机碳除与毛管孔隙度、全磷质量分数、全钾质量分数、有效磷质量分数的相关性不显著外,与其他土壤指标均呈显著或极显著负相关。对于土壤质量评价结果,从针阔林角度看,阔叶林(刺槐纯林)土壤质量优于针叶林(侧柏、油松纯林);从有无林地角度看,林地(刺槐、侧柏、油松纯林)土壤质量优于荒草地。 展开更多
关键词 白洋淀 水源林 土壤质量 主成分分析 最小数据集
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