中亚热带植被恢复对土壤有机碳含量、碳密度的影响

为揭示植被恢复对土壤有机碳(SOC)库的影响机制,采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区地域相邻、环境条件基本一致的檵木(Loropetalum chinense)-南烛(Vaccinium bracteatum)-杜鹃(Rhododendron simsii)灌草丛(LVR)、檵木-杉木(Cunninghamia lanceolata)-白栎(Quercus fabri)灌木林(LCQ)、马尾松(Pinus massoniana)-柯(又名石栎)(Lithocarpus glaber)-檵木针阔混交林(PLL)和柯-红淡比(Cleyera japonica)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)常绿阔叶林(LAG)作为一个恢复演替序列,设置固定样地,采集0–10、10–20、20–30、30–40 cm土层土壤样品,测定不同恢复阶段SOC含量(CSOC)和SOC密度(DSOC),通过主成分分析方法和逐步回归分析方法分析影响CSOC、DSOC变化的主要因子。结果表明:(1)各土层CSOC、DSOC随着植被恢复呈增加趋势,且LAG显著高于其他3个恢复阶段。LAG 0–40 cm土层CSOC分别比LVR、LCQ、PLL增加12.5、9.3和4.7 g·kg–1,分别提高了248.5%、113.1%和58.5%;DSOC分别增加67.1、46.1和32.5 t C·hm–2,分别提高了182.0%、79.7%和45.6%。(2)CSOC、DSOC与群落植物多样性指数、群落总生物量、地上部分生物量、根系生物量、凋落物层现存量、凋落物层全氮(N)含量、凋落物层全磷(P)含量、土壤全磷(TP)、土壤有效磷(AP)含量、土壤C/N(除CSOC外)、C/P、N/P、0.002 mm黏粒百分含量呈显著或极显著正相关关系,与凋落物层C/N(除DSOC外)、凋落物层C/P、土壤p H值和土壤容重呈极显著负相关关系,表明CSOC、DSOC随着植被恢复的变化受到植被因子和土壤因子诸多因子的影响。其中,土壤C/P、土壤p H值和凋落物层C/P对CSOC、DSOC影响显著;此外,0.002 mm黏粒百分含量也显著影响着DSOC,而土壤C/P对CSOC和DSOC影响最显著。植被恢复过程中,凋落物层C/P和土壤C/P、p H值、质地的变化是影响SOC库变化的重要因素。