中国南方热带森林中颗粒态碳与矿物结合有机碳的差异性控制因素

《Plant and Soil》：Divergent controls on particulate and mineral-associated organic carbon in tropical forests of southern China

　　

摘要

背景与目的

颗粒有机碳（POC）和矿物结合有机碳（MAOC）是功能上不同的土壤有机碳组分，其形成途径和环境调控因素也各有不同，但在热带森林中影响它们的主要因素仍不十分明确。本研究旨在量化这两种有机碳在空间上的变化规律，探究森林演替、土壤养分状况以及土壤理化性质与中国南部海南岛热带天然森林中这两种有机碳组分之间的关联。

方法

我们在涵盖森林演替梯度的40个样地开展实地调查，同时结合多源环境数据，分析POC和MAOC与森林演替、气候、地形以及土壤理化性质之间的关系。

结果

土壤总磷（TP）是预测MAOC的最强因子，可解释其变异程度的约31.4%。相比之下，尽管不同样地的土壤质地差异较大，但黏土含量（5%–51%）与MAOC的关联相对较弱。而土壤总氮（TN）对POC变异的贡献最大，占比达35.2%，其次是森林年龄，占比19.9%；随着森林演替的推进，POC含量显著增加。

结论

在热带天然森林中，POC和MAOC与环境因素的关联存在差异。TN是预测POC的最强因子，其次是森林年龄，这表明森林演替可能通过植被产生的碳输入与土壤氮积累的协同变化来影响POC含量。而MAOC则与TP的关联最为密切，黏土含量和森林演替与其关联较弱，这说明在强烈风化的热带土壤中，土壤磷含量比颗粒大小组成或森林演替进程更能解释MAOC的变化规律。