《Urban Ecosystems》：Gradient analysis of relationships between soil, decomposition of human remains, and external factors in graves in four Norwegian municipalities
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基于墓地工作人员在日常工作中直接收集的来自61座坟墓的数据集，研究人员通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）发现了棺材和人类遗骸分解的两个梯度。第一个主要梯度代表分解从差到好的变异，被初步解释为氧气可用性的结果，其中
基于墓地工作人员在日常工作中直接收集的来自61座坟墓的数据集，研究人员通过主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）发现了棺材和人类遗骸分解的两个梯度。第一个主要梯度代表分解从差到好的变异，被初步解释为氧气可用性的结果，其中土壤质地和排水性质尤为重要。第二个主要梯度被初步解释为代表分解过程从软组织和纺织品的细菌分解到棺材的真菌分解以及骨骼遗骸化学降解的变异。墓地管理的灌溉、坟墓深度和石灰处理选择也被证明会影响坟墓中的分解。土壤中浅层氧化还原形态特征似乎是土壤不适宜棺材坟墓的可靠指标，这可能被证明是日常实践和墓地管理中的有用工具，通过减少墓地工作人员接触分解不完全的人类遗骸来降低暴露风险。
**研究背景与意义**
人类遗骸在土壤中的分解受多种环境因素影响。尽管法医学、考古学和基于墓地的研究已加深了人们对人类分解过程以及木乃伊化、尸蜡形成等保存机制的理解，但墓地坟墓中分解不良仍构成巨大的实践和经济挑战。这一问题在采用传统棺材土葬且深层土壤有限的寒冷北欧国家尤为突出。土地压力限制了墓地向新区域扩展，因此必须在法定静止期后重用坟墓，而软组织未完全分解的坟墓必须避免重用，墓地工作人员在日常工作中可能暴露于这类遗骸。在新建墓地时，法律仅要求地下水位测量、土壤深度和颗粒大小分布，土壤质量往往未得到充分考虑。火葬虽日益普及，但骨灰在土壤中持续存留导致“灰饱和土壤”问题，且火葬过程本身存在能源消耗和污染。墓地作为城市生态系统，提供碳封存、生物多样性保护和水调节等生态系统服务，但分解与环境因素在该生态系统中的相互作用此前尚未通过生态学方法得到分析。研究人员因此采用公民科学方法，利用墓地工作人员在日常工作中积累的经验知识收集数据，探索墓地-分解系统的多维变异规律。
本研究旨在回答以下问题：墓地-分解系统的变异能否通过排序（ordination）概括为有限数量的主要梯度；哪些预测变量与该梯度或这些梯度最密切相关；能否提出影响分解过程的环境变量复合梯度假设；能否评估特定处理和墓地管理实践对分解的影响；能否开发工具帮助墓地工作人员在埋葬前预测墓地土壤的分解潜力。该研究论文发表在《Urban Ecosystems》。
**主要技术方法**
研究数据来自挪威B?rum、Stavanger、Bergen和Trondheim四个市镇，由墓地工作人员在2020-2021年间坟墓重用过程中收集，最终数据集纳入61座坟墓、4个响应变量和20个预测变量。分析方法包括：主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）与全局非度量多维尺度分析（Global Nonmetric Multidimensional Scaling，GNMDS）两种排序方法平行分析并相互验证；采用Kendall秩相关系数τ及相关非参数检验解释排序轴与预测变量的关系；通过基于冗余分析（Redundancy Analysis，RDA）的变差分解（variation partitioning）评估墓地管理、塑料相关、土壤和水文四组变量对分解变异的相对贡献。
**研究结果**
**排序分析的属性。**PCA排序将坟墓分解特性的全部变异概括在四个轴上，其中PCA1解释59.2%、PCA2解释21.6%的总变异，前两轴合计表达80.8%的总变异。PCA与GNMDS对应轴之间的Kendall秩相关系数τ>0.8，Procrustes检验显著（r=0.9491，p=0.001），表明两种独立排序方法识别出相同的梯度结构。
**排序轴的解释。**PCA1与所有四个响应变量显著正相关（τ>0.5），代表分解从差到好的主要梯度。与PCA1显著相关的预测变量包括：坟墓深度、棺材深度处及其上的土壤质地；含塑料薄膜或尸袋、有灌溉和氧化还原形态特征（redoximorphic features，指土壤中指示周期性滞水和还原条件的特征）的坟墓沿该轴得分较低，而富含有机质的土壤和分选土壤得分较高，其中灌溉与PCA1的关系最强。PCA2与软组织和纺织品分解正相关（τ>0.3），与棺材和骨骼分解负相关（τ
**变差分解。**通过逐步正向选择，灌溉、塑料、棺材深度以上土壤质地和棺材深度以上氧化还原形态特征四个变量分别代表四组。变差分解结果显示：水文性质独立解释25.7%的变异，墓地管理独立解释13.5%的变异，土壤、水文与墓地管理不同组合的交互作用进一步解释37.1%的变异，塑料相关性质独立于其他组并单独解释22.5%的变异。
**讨论总结与结论**
主要分解梯度被初步解释为氧气可用性的结果，而氧气可用性受土壤质地、颗粒分选、土壤有机质含量和排水条件控制。浅层氧化还原形态特征是土壤不适宜棺材坟墓的可靠指标，可在新墓地规划和坟墓重用决策中作为警示工具。灌溉与分解不良的关联可能与灌溉水性质及其与其他不利因素（如塑料坟墓、氧化还原形态特征）的共现有关。坟墓深度与分解呈正相关，但该变量可能反映市镇或墓地层面的管理标准和工作人员习惯。第二个梯度被初步解释为有利于真菌在酸性土壤条件下分解棺材，以及细菌在矿物养分较丰富、pH较高的土壤中分解软组织和纺织品的复杂环境梯度。石灰处理对纺织品分解有积极影响，对软组织分解和尸蜡融化可能有积极影响，但对骨骼和棺材分解有同等或更大的负面影响。
研究结论：平行排序分析将坟墓中四类埋葬物质的变异概括为两个与分解相关的梯度。主要梯度代表分解程度从差到好的变异，被初步解释为氧气可用性的产物，取决于土壤通气性、质地、有机质和排水条件，研究强调了通气良好、生物活性高且排水良好的土壤对快速分解的重要性。氧化还原形态特征可作为埋葬适宜性低的指标，土壤评估协议应作为新墓地建设的法律要求。第二个梯度概括了骨骼和棺材与纺织品和软组织分解的差异，石灰处理对软组织分解有积极作用，但对骨骼和棺材分解有负面影响，研究初步支持石灰处理后坟墓重用的潜力。此外，没有土壤科学或法医学背景的墓地工作人员可以学会识别已被证明是坟墓分解潜力（缺乏）指标的土壤性质，这为日常墓地管理提供了实用工具。
