乌干达中南部退化咖啡景观不同土地利用系统下的土壤有机碳储量与理化性质

《Agroforestry Systems》：Soil organic carbon stocks and physicochemical properties under contrasting land use systems in degraded coffee landscapes of southcentral Uganda

　　

摘要

土壤有机碳（SOC）储量是反映土壤状况的重要指标。然而，相对于退化土地，基于咖啡的土地利用系统在多大程度上能够维持SOC储量鲜少被评估。本研究评估了乌干达中南地区四种基于咖啡的土地利用系统（咖啡单作-CM、咖啡-香蕉-CB、咖啡-乔木-CT和咖啡-乔木-香蕉-CTB）以及一个退化参照地之间的SOC储量、部分土壤物理化学性质及其相互关系。在0–30 cm和30–60 cm土层深度采集土壤样本，并采用标准实验室方法进行分析。采用混合效应模型评估土地利用和土层深度的影响，同时运用皮尔逊相关分析和主成分分析（PCA）来检验土壤性质之间的关联并在不同土地利用系统间识别多变量模式。在两个土层深度中，所有基于咖啡的土地利用系统的SOC储量均显著（p<0.05）高于退化参照系统，而各咖啡系统之间的差异则不显著（p>0.05）。在咖啡系统下，0–30 cm土层的SOC储量平均为95–104 t C ha^?1，30–60 cm土层为174–191 t C ha^?1；而在退化参照系统中分别为48和95 t C ha^?1。SOC浓度与SOC储量呈强相关（r=0.90–0.93），且基于咖啡的系统与较高的SOC相关属性相关联，而退化地点则以较高的容重和沙含量为特征。这些发现表明，维持多年生咖啡型土地利用系统对于SOC保护的重要性可能超过单纯提高咖啡系统的结构复杂性。本研究结果为支持退化咖啡景观中可持续的咖啡土地管理、改善土壤健康提供了证据。

土壤有机碳（SOC）储量是反映土壤状况的重要指标。然而，相对于退化土地，基于咖啡的土地利用系统在多大程度上能够维持SOC储量鲜少被评估。本研究评估了乌干达中南地区四种基于咖啡的土地利用系统（咖啡单作-CM、咖啡-香蕉-CB、咖啡-乔木-CT和咖啡-乔木-香蕉-CTB）以及一个退化参照地之间的SOC储量、部分土壤物理化学性质及其相互关系。在0–30 cm和30–60 cm土层深度采集土壤样本，并采用标准实验室方法进行分析。采用混合效应模型评估土地利用和土层深度的影响，同时运用皮尔逊相关分析和主成分分析（PCA）来检验土壤性质之间的关联并在不同土地利用系统间识别多变量模式。在两个 ±layer深度中，所有基于咖啡的土地利用系统的SOC储量均显著（p<0.05）高于退化参照系统，而各咖啡系统之间的差异则不显著（p>0.05）。在咖啡系统下，0–30 cm土层的SOC储量平均为95–104 t C ha^?1，30–60 cm土层为174–191 t C ha^?1；而在退化参照系统中分别为48和95 t C ha^?1。SOC浓度与SOC储量呈强相关（r=0.90–0.93），且基于咖啡的系统与较高的SOC相关属性相关联，而退化地点则以较高的容重和沙含量为特征。这些发现表明，维持多年生咖啡型土地利用系统对于SOC保护的重要性可能超过单纯提高咖啡系统的结构复杂性。本研究结果为支持退化咖啡景观中可持续的咖啡土地管理、改善土壤健康提供了证据。