微地形对云冷杉阔叶混交林土壤有机碳和全氮的影响

  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Ⅳ 20 ~ 40 cm土壤有机碳与高程呈负相关（r = ?0.20，?0.21，P < 0.05），样地Ⅲ 0 ~ 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。