外源氮輸入下土壤有機(jī)碳與土壤微生物生物量碳分形特征

朱榮瑋， 葛之葳， 阮宏華， 徐 瑾， 彭思利

（1.南京林業(yè)大學(xué) 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京210037；2.南京林業(yè)大學(xué) 生物與環(huán)境學(xué)院，江蘇 南京 210037）

中國已成為全球氮沉降最嚴(yán)重的區(qū)域之一。長期的氮沉降可能導(dǎo)致森林生態(tài)系統(tǒng)功能受到嚴(yán)重的影響。森林土壤碳儲(chǔ)量約占全球土壤碳儲(chǔ)量的70%，其細(xì)微的變化就可能會(huì)造成大氣中二氧化碳濃度發(fā)生巨大的改變［1-2］。土壤微生物在能量傳遞與轉(zhuǎn)換、養(yǎng)分循環(huán)以及植被生長發(fā)育過程中扮演著重要的角色［3-5］。土壤微生物易受環(huán)境因子的影響，對土壤pH值、土壤溫度和土地利用類型等因素十分敏感［6］。外源氮輸入對土壤微生物的影響由于施氮種類、生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境差異以及不同種類微生物對外源氮的施加耐受程度差異等因素而不盡相同［7-8］。土壤微生物的活性與土壤總有機(jī)碳（total organic carbon，TOC）的關(guān)系非常密切和復(fù)雜。在同種類型的土壤上，土壤微生物生物量碳（soil microbial biomass carbon，SMBC）質(zhì)量分?jǐn)?shù)的動(dòng)態(tài)變化和土壤TOC分解進(jìn)行的程度趨勢十分相似［9］；大部分類型森林植被下兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈極顯著相關(guān)［10］。一些學(xué)者［11］認(rèn)為土地利用類型、取樣地點(diǎn)、人為活動(dòng)影響以及土壤基本理化性質(zhì)等因素存在差異，使兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系很復(fù)雜。我們認(rèn)為不同量外源氮輸入下土壤TOC和SMBC并不是簡單的線性或模型相關(guān)，而是一種復(fù)雜的自相似的相關(guān)關(guān)系。因此，在研究兩者之間的規(guī)律時(shí)引入分形理論［12］，它的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是分形幾何學(xué)。BURROUGH［13］首次將分形理論運(yùn)用于土壤科學(xué)的研究中，結(jié)果顯示與單純的依靠數(shù)學(xué)公式和函數(shù)分析土壤屬性的時(shí)空變化特征相比，運(yùn)用分形維數(shù)更加貼切和準(zhǔn)確。近年來，國內(nèi)外很多學(xué)者也將分形理論運(yùn)用于一系列土壤屬性時(shí)空變化規(guī)律的研究中［14-15］。本研究基于江蘇省鹽城東臺(tái)林場氮輸入實(shí)驗(yàn)樣地，運(yùn)用分形理論描述了不同量外源氮輸入對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)和土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)特征以及這2個(gè)指標(biāo)的復(fù)雜相關(guān)關(guān)系，對預(yù)測土壤TOC的早期變化，準(zhǔn)確反映不同經(jīng)營方式下土壤碳庫的生產(chǎn)潛力有重大意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)設(shè)在江蘇省鹽城市境內(nèi)的東臺(tái)林場，其地理位置為32°48′40″N，120°49′31″E。 東臺(tái)林場地處江蘇省中東部黃海之濱，創(chuàng)建于1965年，屬于暖溫帶和亞熱帶的過渡區(qū)，四季分明，常年平均氣溫為14.6℃，年均無霜期為225.0 d，年均降水量為1 051.0 mm，年均日照時(shí)數(shù)為2 169.6 h。土壤類型為脫鹽草甸土，質(zhì)地為砂質(zhì)壤土，pH值偏堿性。試驗(yàn)樣地于2012年2月開始設(shè)立，通過人工外源氮輸入模擬未來氮沉降趨勢。根據(jù)經(jīng)營管理措施和立地條件基本相同的原則，在林場內(nèi)選擇11年生中林齡楊樹Populus deltoides‘I-35’人工林分。①樣地面積：大小為20 m×90 m，3個(gè)重復(fù)。②樣地內(nèi)樣方設(shè)置：各個(gè)重復(fù)樣地包括5塊10 m×20 m樣方 （隨機(jī)區(qū)組實(shí)驗(yàn)方法排列），樣方之間緩沖帶寬為10 m，總面積為 20 m×90 m。③實(shí)驗(yàn)處理：樣方施氮量梯度處理為N0（施氮0 g·m-2·a-1，對照），N1（施氮5 g·m-2·a-1）， N2（施氮 10 g·m-2·a-1）， N3（施氮 15 g·m-2·a-1）， N4（施氮 30 g·m-2·a-1）， 在每年的生長季節(jié) 5-10月進(jìn)行施氮處理， 1 次·月-1， 共施 6 次·a-1［16-17］。

1.2 樣品采集與分析方法

選用2015年期間的數(shù)據(jù)。在實(shí)驗(yàn)樣地內(nèi)，于4，6，8，10，12月在各個(gè)施氮樣方內(nèi)隨機(jī)選取5個(gè)采樣點(diǎn)，用土鉆取0～10 cm層土壤。土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室后，將同一個(gè)施氮樣方內(nèi)的5袋土壤樣品充分混合成1袋，共計(jì)75袋。將新鮮土樣分為2份，一份去雜后，過2 mm的鋼篩后進(jìn)行SMBC的測定；另一份自然風(fēng)干、去雜、過2 mm篩后進(jìn)行土壤總有機(jī)碳（TOC）以及pH值等其他指標(biāo)的測定。土壤TOC采用島津TOC-VCPH分析儀測定［18］；土壤微生物生物量碳采用氯仿熏蒸-硫酸鉀浸提法測定［19］；土壤 pH 值采用m（土）∶m（水）=1.0∶2.5 電位法測定［20］； 土壤硝態(tài)氮（NO3--N）采用雙波長紫外分光光度法測定［21］。

利用Origin 8.5，SPSS 19.0和Excel 2016等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖表處理。采用重復(fù)測量方差分析和單因素方差分析不同施氮水平土壤TOC和SMBC的差異顯著性，并對不同月份、不同量氮輸入下的土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)、SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)做多重比較（顯著性水平為0.05）。

1.3 土壤分形維度的計(jì)算

HAUSDORFF在1919年提出了連續(xù)空間的概念，也就是空間維數(shù)是可以連續(xù)變化的，它可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù)，稱為豪斯道夫維數(shù)。設(shè)一個(gè)整體S劃分為N個(gè)大小和形態(tài)完全相同的小圖形，每一個(gè)小圖形的線度是原圖形的r倍，則豪斯道夫維數(shù)D=lim［logN（r）/log（1/r）］。計(jì)算的基本原理為分形集都遵循一定的標(biāo)度律，即測度隨測量尺度按照一種冪指數(shù)規(guī)律而變化，即在雙對數(shù)坐標(biāo)中作圖，并運(yùn)用最小二乘法擬合一條直線，其斜率k與分形維數(shù)D之間有如下關(guān)系：D=f（k）。采用不同的測度，對應(yīng)的函數(shù)D=f（k）也不相同，如利用變異函數(shù)法（semivariogram，SV）和根據(jù)功率譜密度法計(jì)算分維（power spectrum density，PSD）［22］等。本研究采用PSD法分析土壤TOC和SMBC隨月份變化的分形關(guān)系以及土壤TOC與SMBC的分形關(guān)系。分形PSD曲線具有下列表達(dá)冪函數(shù)關(guān)系：

式（1）中：f是頻率，在本研究中代表月份；S（f）是PSD，在本研究中代表土壤TOC，SMBC；w是PSD曲線的線性回歸所得回歸直線的斜率。斜率w與分形維數(shù)D的關(guān)系為：

式（2）中：D定量表征了土壤TOC和SMBC隨月份變化的復(fù)雜程度以及土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的復(fù)雜程度［23］。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮輸入下土壤TOC的時(shí)間動(dòng)態(tài)

氮輸入對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響顯著（P＜0.05），氮輸入在不同月份對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響不同（圖1）。經(jīng)多因素方差分析，在4，6，8，10，12月氮添加對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響極顯著（P＜0.01）。氮輸入處理下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)在生長季6-8月顯著降低，在非生長季10-12月、12-4月顯著增加。進(jìn)一步對不同量氮輸入水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)做多重比較，發(fā)現(xiàn)不同量氮輸入水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化差異極顯著（P＜0.01）。

圖1 氮輸入下楊樹人工林土壤TOC的時(shí)間動(dòng)態(tài)Figure 1 Dynamics of total organic carbon in poplar plantations under nitrogen treatment

研究區(qū)不同施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的分形維數(shù)（D）進(jìn)行分析（表1）。由表1看出：N0施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與時(shí)間變化呈線性正相關(guān)，但未達(dá)到顯著水平；N1，N3和N4施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與時(shí)間變化呈線性顯著正相關(guān)；N2施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與時(shí)間變化呈線性極顯著正相關(guān)， 這與彭賽［24］和肖晗冉［25］的研究一致。 研究區(qū)不同施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D變化范圍是1.805～1.949，土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的分維均很接近，且接近于2，同布朗粒子運(yùn)動(dòng)軌跡的維數(shù)2很接近，表明不同施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化具有較大的隨機(jī)性和復(fù)雜性［26］。不同施氮水平下的D從大到小依次為N3，N2，N4，N1，N0，在N3和N2施氮水平下，D數(shù)值較大，在這2個(gè)施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的復(fù)雜程度更高，說明中等施氮量處理對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的影響更顯著；N1施氮水平下的D值小于N2，N3和N4施氮水平下的D值，說明N1施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的復(fù)雜程度相對較小，此施氮水平處理對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的影響較微弱；N4施氮水平下D值于N2和N3施氮水平下的D值，說明N4施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的復(fù)雜程度相對較小，此施氮處理對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的影響較微弱。

表1 氮輸入下土壤TOC時(shí)間動(dòng)態(tài)的分形特征Table 1 Dynamics fractal characteristics of total organic carbon under nitrogen treatment

2.2 氮輸入下SMBC的時(shí)間動(dòng)態(tài)

氮輸入對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響極顯著（P＜0.01），氮輸入在不同月份對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響不同（圖2）。經(jīng)多因素方差分析，6和10月氮輸入對SMBC無顯著影響（P＞0.05）。4，8和12月氮添加對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響極顯著（P＜0.01）。氮添加處理下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)在生長季6-8月顯著增加，在8-10月生長季末其質(zhì)量分?jǐn)?shù)又顯著降低，在12月達(dá)到峰值。進(jìn)一步對不同氮添加水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)做多重比較，發(fā)4個(gè)處理下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化差異極顯著（P＜0.01）。

對研究區(qū)不同氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D進(jìn)行分析（表 2）。由表 2看出：N0，N1，N3，N4施氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)與時(shí)間變化均呈線性正相關(guān)，且達(dá)到顯著水平，不同施氮水平之間的顯著性水平差異不大。研究區(qū)不同施氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D變化范圍是1.728～1.963，且數(shù)值接近于2，說明SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化具有較大隨機(jī)性和復(fù)雜性［27］。不同施氮水平下的D從大到小依次為 N2， N3， N1， N4， N0， N2和 N3施氮水平下的D的值較大，在這2個(gè)施氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的復(fù)雜程度更高，說明中等施氮水平處理對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的影響更顯著；N4施氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D值小于N2和N3施氮水平下的D值，說明此施氮處理對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的影響較微弱；在N1施氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D值小于N2，N3和N4施氮水平下的D值，說明此施氮水平下SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的復(fù)雜程度較小，對SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的影響較微弱。

圖2 氮輸入下楊樹人工林SMBC的時(shí)間動(dòng)態(tài)Figure 2 Dynamics of soil microbial biomass carbon in poplar plantations under nitrogen treatment

表2 氮輸入下SMBC時(shí)間動(dòng)態(tài)的分形特征Table 2 Dynamics fractal characteristics of soil microbial biomass carbon under nitrogen treatment

2.3 氮輸入下SMBC隨土壤TOC變化的分形特征

從表3可見：在時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化作用下，研究區(qū)不同施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的D變化范圍是2.207～2.342，D值普遍較大，表明不同施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化具有較大的隨機(jī)性和復(fù)雜性［28］。不同施氮水平下的D從大到小依次為N3，N2，N4，N1，N0。在N3和N2施氮水平下，D值較大，在這2個(gè)施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的復(fù)雜程度更高，說明中等施氮水平處理對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響更顯著；N1施氮水平下的D值小于N2，N3和N4施氮水平下的D值，說明N1施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的復(fù)雜程度相對較小，此施氮處理對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響較微弱；N4施氮水平下D值小于N2和N3施氮水平下的D值，說明N4施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的復(fù)雜程度相對較小，此施氮處理對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響較弱。

由表4可知：在不同施氮水平處理下，不同月份下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的D值從大到小依次為6，10，4，8，12月。研究區(qū)不同月份下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的D值變化范圍是1.650～6.149，D值差異較大，說明土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的隨機(jī)性和復(fù)雜性和月份有很大的相關(guān)性［23］。

表3 氮輸入下SMBC隨土壤TOC變化的分形特征Table 3 Dynamicsfractalcharacteristicsofsoilmicrobial biomasscarbon with totalorganiccarbon under nitrogen treatment

表4 不同月份SMBC隨土壤TOC變化的分形特征Table 4 Dynamicsfractalcharacteristicsofsoilmicrobial biomasscarbon with totalorganic carbon under different months

3 討論

土壤的形態(tài)和演化過程都非常復(fù)雜，想要精確恰當(dāng)?shù)孛枋龊完U釋土壤屬性的時(shí)空特征，運(yùn)用一般的變異函數(shù)達(dá)不到對土壤時(shí)空特征定量化描述的水平［29］。分形理論運(yùn)用不同于傳統(tǒng)技術(shù)的空間分析理論，其核心分析理念自相似理論的運(yùn)用更為研究土壤各種屬性的時(shí)空變異提供了一種新穎的方法［30］。將要分析和量化的土壤理化指標(biāo)利用分形維數(shù)來分析其時(shí)空特征具有簡單可行的特點(diǎn)。

本研究結(jié)果顯示：N1氮輸入水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的D值小于N2，N3和N4氮輸入水平下的D值，此氮輸入水平對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響并不顯著，而N2和N3氮輸入水平對土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響極顯著。N2，N3中等施氮水平處理下，極顯著影響了土壤SMBC及其代謝強(qiáng)度，這可能是因?yàn)橹械仁┑教幚泶龠M(jìn)了林地植被、地表草本植物和灌木的生長，林木凋落物和根系產(chǎn)物輸入上升，增加了有機(jī)質(zhì)的輸入，為土壤微生物提供了更多的能源使微生物群落的生物量增加并且提高了其代謝強(qiáng)度。這與許多研究結(jié)果相一致。門中華［31］在研究不同的硝態(tài)氮供應(yīng)水平下冬小麥Triticum aestivum植株對氮素的利用水平時(shí)發(fā)現(xiàn)：中等氮輸入下小麥植株具有最高的根系活力及氮素同化能力，這主要是由于中等水平的氮輸入能夠提高土壤微生物代謝強(qiáng)度。馬慧君等［32］在模擬氮沉降對楊樹人工林土壤微生物優(yōu)勢種群結(jié)構(gòu)影響的研究中，也得出了中等水平的氮輸入能夠提高土壤微生物代謝強(qiáng)度的結(jié)果，說明氮施加的水平在土壤肥力的增加和植物生長具有重要意義。N4施氮水平下土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的D值小于N2和N3氮輸入水平下的D值，并且N4氮輸入處理下的土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D值和SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的D值均小于中等水平N2和N3，這說明過量氮輸入可能會(huì)降低林場植物的生長量、土壤微生物生物量及其活性。王曉榮等［33］在中亞熱帶櫟屬Q(mào)uercus不同樹種幼苗的生長和生物量分配對短期氮沉降的響應(yīng)的研究中，發(fā)現(xiàn)高水平氮輸入對生物量積累產(chǎn)生了一定的抑制作用，導(dǎo)致這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因是高氮處理植株由培養(yǎng)介質(zhì)中吸收的氮量、植株吸氮量、根系活力、營養(yǎng)液pH值變化均介于中氮與低氮處理之間。門中華［31］在不同的硝態(tài)氮供應(yīng)水平下冬小麥植株對氮素的利用水平的研究中也得出了這一結(jié)論。

本研究中，不同月份土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的D從大到小依次為6，10，4，8，12月，在6月D值最大，此時(shí)土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化最具隨機(jī)性和復(fù)雜性。周義貴等［34］在川西亞高山地區(qū)米亞羅林區(qū)研究發(fā)現(xiàn)云杉Picea asperata低效林土壤TOC和SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化均在夏季達(dá)到顯著水平，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是研究區(qū)6月氣溫較高，水分充足，林場植被根系生長旺盛，各種生命活動(dòng)增加，林木凋落物及根系產(chǎn)物輸入上升，使得6月土壤TOC最高，此時(shí)土壤微生物新陳代謝和各種生命活動(dòng)比較旺盛，對土壤TOC的作用強(qiáng)烈。10月植被處于生長期的末期，植被生長利用了大量的養(yǎng)分，使得林場土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)了降低的趨勢。KALBITZ等［35］在研究生物降解誘導(dǎo)土壤溶性有機(jī)物性質(zhì)變化的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：秋季的土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)出現(xiàn)了降低的趨勢，這主要是由于此時(shí)研究區(qū)濕熱多雨的氣候特點(diǎn)，土壤微生物的作用依舊比較強(qiáng)烈，一直在減少的土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)在土壤微生物的強(qiáng)烈作用下，兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化呈現(xiàn)出復(fù)雜和隨機(jī)的特性。4月土壤微生物各項(xiàng)生命活動(dòng)開始加強(qiáng)，但損耗較高，此時(shí)土壤TOC輸入量也比較小，所以D值較小；8月雖然此時(shí)土壤微生物種群數(shù)量比較大，但大量土壤TOC輸入下，土壤微生物的對土壤TOC作用強(qiáng)度比6，10和4月微弱；12月D最小，土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化受到外界影響較小，隨機(jī)性和復(fù)雜性降低。周莉［36］在巖溶環(huán)境下土壤活性有機(jī)碳和土壤呼吸動(dòng)態(tài)變化的研究中發(fā)現(xiàn)：在冬季時(shí)土壤TOC和SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)受外界影響較少并出現(xiàn)最低值，這主要是由于冬季氣溫全年最低，微生物活性降低，故SMBC和TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)均處于全年較低水平。

本研究應(yīng)用分形理論研究了蘇北沿海地區(qū)楊樹人工林不同水平氮輸入下土壤TOC和SMBC之間質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的關(guān)系以及土壤TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)、SMBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的情況。運(yùn)用分形理論分析闡釋不同施氮水平下土壤不同形式碳之間的相互關(guān)系以及隨月份變化特征簡單有效，對林業(yè)生產(chǎn)上制定合理的施氮策略具有很大的潛力和應(yīng)用前景。從現(xiàn)有研究成果來看，分形理論的確提出了量化土壤屬性空間分布特征的新思路，可以成為土壤時(shí)空變化研究的重要理論基礎(chǔ)［37］。