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为探究热带次生林土壤持水能力能否恢复至原始林水平，研究人员以海南岛热带森林不同恢复阶段（早、中、晚期）及原始林为对象，发现 0–60 cm 持水能力随恢复提升，表层（0–10 cm）接近原始林，深层（10–60 cm）未达，总孔隙度为主要控制因素。该研究为森林管理提供依据。
在全球气候变化与生态保护的大背景下，热带森林的生态功能维系一直是科学界关注的焦点。然而，长期以来，刀耕火种等人类活动导致热带原始林面积锐减，大量热带次生林在不同恢复阶段形成。尽管已有研究表明次生林在植被结构和物种多样性上可逐渐向原始林靠近，但土壤水文功能的恢复情况，尤其是土壤持水能力能否达到原始林水平，仍存在认知空白。土壤持水能力作为土壤水文过程的关键特征，直接影响着土壤养分运移和水分循环，因此揭示热带森林恢复过程中土壤持水能力的演变规律及其驱动因素，对热带森林生态系统的保护与修复具有重要的科学意义和实践价值。
为填补这一研究空白，中国研究人员以海南岛热带森林为研究区域，开展了关于热带次生林恢复过程中土壤持水能力变化的研究。该研究成果发表在《International Soil and Water Conservation Research》上，为深入理解热带森林生态系统的恢复机制提供了新的视角。
研究人员采用时空替代法，选取了刀耕火种后的三个恢复阶段（早期恢复阶段 10–15 年、中期恢复阶段 20–30 年、晚期恢复阶段 40–60 年）的次生林以及原始林作为研究对象。在海南岛保亭县设立样地，每个恢复阶段和原始林均设置 4 个 20 m×20 m 的标准样地，每个样地内随机设置 5 个 1 m×1 m 的子样方，用于采集土壤、凋落物和根系样本。研究中运用了一系列关键技术方法：通过环刀法采集原状土样以测定土壤容重（BD）、土壤孔隙度（包括总孔隙度 TP、毛管孔隙度 CP、非毛管孔隙度 NCP）和土壤持水功能指标 [土壤含水量（SWC）、饱和持水量（SWHC）、毛管持水量（CWC）、田间持水量（FC）]；采用湿筛法分析土壤团聚体稳定性，计算平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GWD）；利用元素分析仪测定土壤总碳（TC）、总氮（TN）等养分指标；通过双环入渗仪测量土壤渗透速率；运用冗余分析（RDA）、主成分分析（PCA）和结构方程模型（SEM）等统计方法探究土壤性质与持水能力的关系。
3.1 土壤颗粒组成
研究发现，各恢复阶段及原始林 0–60 cm 土层中砂粒含量最高（平均 53.77%），其次为粉粒（25.36%）和黏粒（20.87%）。原始林的黏粒含量显著高于其他恢复阶段，而早期和中期恢复阶段的粉粒含量较高。土壤质地在不同恢复阶段存在差异，早期和晚期恢复阶段为砂壤土，中期恢复阶段为壤土，原始林为砂质黏壤土。土壤颗粒组成受恢复阶段显著影响，而土壤深度及其与恢复阶段的交互作用影响不显著。
3.2 土壤性质
随着恢复进程，0–60 cm 土层的土壤有机质（SOM）、总孔隙度（TP）、毛管孔隙度（CP）、非毛管孔隙度（NCP）呈增加趋势，土壤容重（BD）则降低。原始林 0–30 cm 土层的 SOM 显著高于其他阶段，TP 在 0–60 cm 显著高于早期和中期恢复阶段。土壤总碳（TC）、总氮（TN）随恢复进程增加，但原始林 0–10 cm 土层 TC 低于晚期恢复阶段。原始林的 C:N 比显著低于其他阶段。此外，土壤团聚体稳定性指标 MWD 和 GWD 随恢复进程降低，原始林的团聚体稳定性低于其他恢复阶段，且与根系生物量呈负相关。
3.3 土壤持水能力
0–60 cm 土层的土壤持水能力随恢复进程增强。表层土壤（0–10 cm）的 SWC、SWHC、CWC、FC 在晚期恢复阶段几乎达到原始林水平，而 10–60 cm 深层土壤的持水能力虽有提升但仍低于原始林。双因素方差分析表明，土壤深度和恢复阶段均显著影响土壤持水能力，但其交互作用无显著影响。稳定入渗速率随恢复进程增加。
3.4 持水能力的控制因素
冗余分析显示，土壤持水能力与 TP、CP、SOM、NCP、根系生物量呈正相关，与 BD 呈负相关，前两轴解释了 91.95% 的变异。总孔隙度（TP）是最重要的影响因素，解释 23.91% 的变异，其次为 BD（16.54%）、CP（14.12%）等。结构方程模型表明，根系生物量通过间接影响 SOM（标准化系数 0.73）和 BD（-0.33）调控土壤持水能力，土壤性质可解释 96% 的持水能力变异。
综合研究结果表明，热带森林恢复能有效提升表层土壤（0–10 cm）的持水能力，使其接近原始林水平，但深层土壤（10–60 cm）的持水能力恢复滞后，尚未达到原始林水平。土壤结构（如孔隙度、容重）和养分（如有机质）随恢复进程改善，而土壤团聚体稳定性下降。总孔隙度是土壤持水能力的主要控制因素，根系生物量通过影响土壤有机质和容重间接调控持水能力。该研究揭示了热带次生林土壤持水功能恢复的阶段性特征和驱动机制，为热带森林的保护与修复提供了重要科学依据。研究结果强调，在热带森林管理中，应注重对原始林的保护，同时在次生林恢复过程中，需关注深层土壤水文功能的长期恢复需求，通过促进根系发育和优化土壤结构，推动整个土壤剖面持水能力的全面提升，以实现热带森林生态系统水文功能的可持续恢复。
