全球森林土壤氮素总转化速率的调控因素及空间分布

土壤氮素总转化速率及其相对强弱决定了土壤保氮、供氮能力。分析森林土壤氮素总转化速率调控因素,对于了解森林生态系统的生产力、氮素循环及环境变化有重要的意义。本文利用随机森林模型分析了全球范围内36篇关于森林土壤氮转化的文献,结果发现,影响森林土壤氮素总矿化速率的关键因素为:全氮>砂粒含量>年均温>凋萎系数;影响森林土壤总硝化速率的关键因素为:全氮>全碳>砂粒含量>阳离子交换量;影响森林土壤硝酸盐异化还原为铵(DNRA)速率的关键因素为:黏粒含量>土壤有效含水量>凋萎系数>阳离子交换量。据此,建立了全球森林土壤氮素总转化速率随机森林模型,并给出了全球尺度森林土壤总矿化速率、总硝化速率和DNRA速率的空间分布。结果发现,氮素总矿化速率的变化范围为1.672～64.016 mg N·kg^(-1)·d^(-1);总硝化速率的变化范围为0.866～16.984 mg N·kg^(-1)·d^(-1);DNRA速率的变化范围为0.030～2.045 mg N·kg^(-1)·d^(-1)。土壤氮素总转化速率具有较大的空间异质性,具体表现在:全球大部分地区3种转化速率水平均很低;而最大转化速率的空间分布有重叠,出现在北美洲西北部地区、欧洲西北部地区以及欧亚大陆连接处地区。