杉木人工林土壤系统有机碳相关变量的通径分析

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1、第42卷第4期土壤通报Vol.42,No.42011年8月ChineseJournalofSoilScienceAug.,2011杉木人工林土壤系统有机碳相关变量的通径分析王丹1，王兵1，戴伟2*，李萍3(1.中国林科院森林生态环境与保护研究所，国家林业局森林生态环境重点实验室，北京100091；2.北京林业大学水土保持学院，北京100083；3.北京市土肥工作站，北京100029)摘要：为了评价土壤性质对土壤有机碳含量的影响，运用通径分析方法研究了江西大岗山杉木人工林下土壤有机碳含量与土壤性质的关系。结果表明：在杉木人工林的整个发育过程中，土壤有机碳含量和土壤各性

2、质表现出明显的规律性变化；土壤性质通过直接作用和间接作用共同影响着土壤有机碳的含量和分解转化方向，但不同土壤性质的影响机理不同。在土壤系统中，碱解氮量、细菌数量和真菌数量以及它们的共同作用决定了土壤有机碳含量的大部分变异，是影响土壤有机碳含量变化的主导因素，有效磷含量和放线菌数量由于直接正效应和间接负效应相抵，因而对土壤有机碳含量的决定程度较小，总孔隙度和速效钾含量对有机碳含量虽也表现出一定的直接效应影响，但影响程度较低；和简单相关或多元回归分析方法相比，通径分析能更加客观和全面地评价土壤性质对土壤有机碳含量的影响作用。关键词：杉木人工林；土壤有机碳；土壤性质；通径

3、分析中图分类号：S714.5文献标识码：A文章编号：0564-3945（2011）04-0822-06土壤是陆地生态系统中最大的有机碳库，其库容壤碳循环和全球气候变化机制提供理论依据。的大小受气候、植被、土壤以及人类活动等诸多因素的[1~13]1材料与方法影响，其中，土壤性质由于对土壤有机碳的动态变化至关重要，而受到土壤研究者的高度关注。目前多1.1研究区概况数研究往往采用简单相关或多元回归分析方法探讨土研究区位于江西省分宜县中国林科院大岗山国家壤性质对土壤有机碳储量的影响[14~17]。但数学理论认级森林生态定位站所辖范围，地处27°30′N，114°30′E，为

4、，在多变量简单相关分析过程中，由于其它变量的影属中亚热带季风气候，年均温17.5℃，年降水量响，往往导致任意两个变量间的简单相关系数无法真1593.7mm，且降雨多集中在4～6月份，无霜期为268d。实反映出它们间的直接作用和真正关系，影响结论的整个地形是西北偏高，以低山丘陵地貌为主。母岩以页准确[18]；多元回归分析虽然在一定程度上消除了变量岩为主，土壤类型为红壤。森林覆盖率76.4%，植被类间的混淆,可以比较真实地反映出自变量和因变量的型多样，其中，杉木人工林主要分布在海拔800m以关系，也指出了各变量（原因）对结果的直接作用，但却下，林下植被主要有狗脊(Woo

5、dwardiajaponica)、五节无法进一步深入描述两两相关变量对结果的共同影响芒(Miseanthusfloridulus)、芒萁(Dicranopteris作用，同时由于偏回归系数带有单位,使原因对结果的dichotoma)、檵木(Loropetalumchinense)、悬钩子效应不能直接进行比较[19~22]。因而两种分析方法都带(Rubustrianthus)、飞蓬(Erigeronacris)、大青有一定的局限性。通径分析作为一种因果机理的分析(Clerodendrumcyrtophyllum)、金星蕨(Parathelyteris方法，比相关分析和

6、多元回归分析提供了更多的信息，glanduligera)、毛药红淡(Adinandramillettii)、杜茎山分析结果更符合实际，是研究多个相关变量之间关系(Maesajaponica)、土茯苓(Smilaxglabra)、木荷(Schima的更为有效的方法[23~25]。但迄今为止，该方法在土壤性superba)等。质对有机碳影响的研究中仍未见报道。因此，本文以1.2研究样地的选择江西大岗山杉木(Cunninghamialanceolata)人工林地为在经营措施和土壤类型一致的前提下，选择代表研究对象，运用通径分析方法对林下土壤有机碳与土性的杉木幼龄林、中龄林

7、、近熟林、成熟林和过熟林共壤性质之间的关系进行了探讨，以增进土壤性质对土10个样地作为研究对象，各样地基本概况见表1所壤有机碳作用的理解，把握其关键控制因子，为揭示土示。收稿日期：2009-10-11；修订日期：2009-12-22基金项目：国家973计划项目(2011CB403201)、国家自然科学基金项目（30590381-06）和林业公益性行业科研专项（批准号：200804022）作者简介：王丹（1983-），女，山西朔州人，在读博士生，主要从事森林土壤研究。E-mail:danwang0403@163.com.cn*通讯作者：E-mail:daiw163