[目的]土壤有机碳与全氮是土壤质量评价的重要指标,同时与全球碳氮循环和气候变化密切相关.地形,尤其微地形是驱动土壤特征空间异质性的重要因素.本文旨在探究微地形对土壤有机碳和全氮的影响,为无人机数据应用与东北天然林土壤养分管理提供依据.[方法]以云冷杉阔叶混交林为对象,通过无人机激光雷达数据提取4块1 hm2样地中400个10 m×10 m样方的微地形因子,采用相关性分析和冗余分析研究微地形对土壤有机碳和全氮的影响.[结果]研究区20～40 cm土层土壤有机碳和全氮均与高程呈极显著正相关(r=0.26,0.25,P<0.01),0～20 cm土壤全氮含量与坡度呈极显著正相关(r=0.18,P<0.01),其余相关性皆不显著.各样地的相关性分析结果存在差异.样地Ⅰ土壤有机碳与高程呈负相关(0～20 cm:r=?0.37,P<0.01;20～40 cm:r=?0.21,P<0.05),样地Ⅲ与样地Ⅳ20～40 cm土壤有机碳与高程呈负相关(r=?0.20,?0.21,P<0.05),样地Ⅲ0～20 cm土壤有机碳与坡向呈正相关(r=0.26,P<0.05);样地Ⅰ20～40 cm土层土壤全氮与高程呈负相关(r=?0.34,P<0.01),与复合地形因子平面曲率呈负相关(r=?0.24,P<0.05).在冗余分析中,RDA1约束轴的解释率达到88.05％,其中高程与20～40 cm土壤有机碳向量夹角较小,呈正相关关系,且高程与坡向对土壤有机碳和全氮有较大影响.[结论]对比样地中心法和缓冲区法两种方法提取的无人机激光雷达数据,发现样方中心法选取的地形因子更多,且回归模型R2较大.微地形中的高程、坡度、坡向均对云冷杉阔叶混交林表层土壤有机碳和全氮有一定影响.以研究区4块样地整体和样地个体为尺度,分析微地形因子与土壤有机碳和全氮的相关性时发现,两者存在较大差异,表明云冷杉阔叶混交林土壤有机碳和全氮具有很强的空间异质性,且与简单地形因子的相关性强于复合地形因子.

微地形;土壤有机碳;土壤全氮;无人机

赵晗;王海燕;罗鹏;杜雪;邹佳何;符利勇;雷相东

北京林业大学林学院,森林培育与保护教育部重点实验室,北京100083;中国林业科学研究院资源信息所,北京100091

北京林业大学学报

[1]赵晗;王海燕;罗鹏;杜雪;邹佳何;符利勇;雷相东-.微地形对云冷杉阔叶混交林土壤有机碳和全氮的影响)[J].北京林业大学学报,2022(08):88-97

RDA1

微地形,云冷杉阔叶混交林,土壤质量评价,碳氮循环,动土,土壤特征,特征空间,空间异质性,数据应用,天然林,土壤养分,养分管理,无人机激光雷达,雷达数据,数据提取,hm2,样地,地形因子,冗余分析,土层,土壤全氮含量,坡向,平面曲率,向量夹角,心法,和缓,缓冲区,林表,表层土壤有机碳,有一定影响

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