环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳和全氮含量影响的通径分析

摘要：

土壤是全球重要的碳库和氮库，在全球碳氮循环中具有重要地位。密云水库是华北地区最大的水库和北京市最重要的地表水水源地，其上游流域山地广布，地形复杂，气候变化明显，土壤类型和植被类型多样，影响土壤碳氮库的环境因素具有较强的变异性。为揭示环境因素对密云水库上游流域土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）和全氮（total nitrogen，TN）含量的作用效应，采用野外采样、实验室分析与逐步回归分析和通径分析相结合的方法，研究了气候（温度和降水）、地形（海拔和坡度）、土壤理化性质（土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量）等环境因素对流域SOC和TN含量的影响。结果表明：温度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量对SOC含量的影响显著（P<0.001），其中各因子的直接通径系数依次为：土壤含水量（0.439）>土壤容重（-0.324）>pH值（-0.238）>温度（-0.209）>土壤粘粒含量（0.092），间接通径系数依次为：土壤容重（-0.425）>土壤粘粒含量（0.305）>土壤含水量（0.287）>pH值（-0.179）>温度（-0.043），因此，土壤含水量、pH值和温度主要通过直接作用影响SOC含量，而土壤容重和粘粒含量则主要通过其它因子的作用间接影响SOC含量。海拔、土壤容重、含水量、pH 值和粘粒含量对 TN 含量的影响显著（P<0.001），其中各因子的直接通径系数依次为：土壤含水量（0.456）>海拔（0.234）>土壤容重（-0.228）>pH 值（-0.190）>土壤粘粒含量（0.094），间接通径系数依次为：土壤容重（-0.484）>土壤粘粒含量（0.301）>海拔（0.247）>土壤含水量（0.257）>pH 值（-0.202），因此，土壤含水量主要通过直接作用影响TN含量，而土壤容重和粘粒含量主要通过土壤含水量的作用间接影响TN含量，海拔和土壤pH值的直接作用与间接作用相当。气候、地形、土壤理化性质等环境因子能够联合解释SOC和TN含量变异性的75.0%和71.2%，但其它影响因子的剩余通径系数仍较大，分别为0.50和0.54，说明还有未考虑的其它重要影响因素，如成土母质、土地利用方式、耕作管理等，需要进一步深入分析。

关键词：密云水库上游流域、土壤有机碳含量、土壤全氮含量、环境因素、通径分析

分类号：X14(环境地学)

资助基金：国家重点基础研究发展规划973项目2006CB403402；中国科学院战略性先导科技专项XDA05050602-3；XDA05060102；国家自然科学基金项目71003092

在线出版日期：2014-11-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1378-1383