东北平原长期造林下不同树种对退化黑土(Mollisols)质量影响的比较研究

来自中国的研究人员针对东北退化黑土区40年造林效应评估中的两大空白——长期土壤质量量化与森林土壤最小数据集(MDS)构建展开研究。通过分析5种纯林(紫椴、兴安落叶松、柏林杨、樟子松、白桦)及天然草地0-40 cm土层的16项理化指标，建立包含全氮(0.89)、速效磷(-0.62)等6项核心指标的MDS体系。研究发现樟子松(0.595)和白桦(0.534)显著提升土壤质量指数(SQI)，揭示针叶林通过酸性凋落物促进碳周转、阔叶林加速氮循环的修复机制，为退化黑土区可持续林业提供科学依据。

　　

这项开创性研究首次揭示了40年森林恢复对东北退化黑土(Mollisols)的修复机制。科研团队采用时空替代法，对比分析了紫椴(Tilia amurensis)、兴安落叶松(Larix gmelinii)等5种人工纯林与天然草地的土壤质量。通过主成分分析(PCA)筛选出6项关键指标构建最小数据集(MDS)：全氮(TN,因子载荷0.89)、速效磷(AP,-0.62)、全钾(TK,-0.65)、镁(Mg,0.70)、铜(Cu,0.52)和含水量(WC,-0.65)。

令人振奋的是，樟子松(Pinus sylvestris var. Mongholica)和白桦(Betula platyphylla)分别以0.595和0.534的SQI值完胜天然草地(0.435)。研究发现针叶树种通过酸性凋落物加速碳周转，而落叶阔叶树则显著促进氮循环。有趣的是，尽管兴安落叶松生物量较高，却导致深层土壤退化。研究还发现土壤质量随深度呈指数下降，这归因于根系驱动的养分分布模式。

这项研究不仅开发出针对黑土磷固定、镁流失等特性的MDS评估体系(R2=0.949,P<0.01)，更警示单一树种造林的潜在风险，为退化黑土区"精准造林"提供了理论支撑。