中国森林生态系统氮储量分配特征及其影响因素
摘要
森林是陆地生态系统的重要组成部分, 它在区域和全球氮循环中起着关键作用. 研究森林生态系统氮储量及其分配特征, 不仅能提高区域或全球氮储量估算精度, 也能揭示森林氮分配策略并为氮管理措施的制定提供科学参考. 然而, 目前国家尺度或生物区系尺度的相关研究仍十分缺乏. 本文以2011~2015年间中国森林4420个系统的地面调查数据为基础(包括植物叶-枝-干-根生物量、0~30和0~100cm深度的土壤氮含量等信息), 采用分生态区统计法估算了中国森林生态系统植被、土壤和生态系统氮储量, 并分析了中国森林生态系统氮储量的分配特征、空间变异规律及其影响因素. 结果显示: (1) 中国森林生态系统氮储量为(14.45±8.42<sc>)t N</sc> hm<sup>–2</sup>, 植被和土壤(0~100cm)氮储量分别为(0.86±0.51)和(13.59±8.40<sc>)t N</sc> hm<sup>–2</sup>, 土壤占森林氮储量的94.05%; (2) 森林生态系统氮储量及分配比例系数在不同生态区域差异显著, 其中10个生态区的生态系统氮储量的变化范围为10.34~23.1<sc>1t N</sc> hm<sup>–2</sup>, 生态系统氮储量分配比例(植被: 土壤<sc>(0~100cm))</sc>的变化范围为0.03~0.16; (3) 不同类型森林生态系统的植被、土壤和生态系统氮储量差异显著, 其中, 6类森林生态系统氮储量的变化范围为12.87~18.3<sc>2t N</sc> hm<sup>–2</sup>, 生态系统氮储量分配比例的变化范围为0.03~0.09; (4) 森林生态系统氮储量及其分配比例系数均表现出一定的经度和纬度变化规律, 其中, 气候是调控森林生态系统氮储量空间分布格局的主要因子, 土壤质地是调控森林生态系统氮分配空间格局的主要因子. 本研究从区域尺度(或国家尺度)揭示了森林氮库及其分配规律, 不仅提升了人们对森林生态系统氮储量及其分配规律的认识, 也为生态系统过程模型提供了区域氮循环基础参数, 并为森林生态系统氮管理提供了重要的科学依据.