環(huán)境因素對(duì)密云水庫(kù)上游流域土壤有機(jī)碳和全氮含量影響的通徑分析

王淑芳，王效科，歐陽(yáng)志云

1. 江西理工大學(xué)江西省礦冶環(huán)境污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000；2. 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085

環(huán)境因素對(duì)密云水庫(kù)上游流域土壤有機(jī)碳和全氮含量影響的通徑分析

王淑芳1，2，王效科2，歐陽(yáng)志云2

1. 江西理工大學(xué)江西省礦冶環(huán)境污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 贛州 341000；2. 中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100085

土壤是全球重要的碳庫(kù)和氮庫(kù)，在全球碳氮循環(huán)中具有重要地位。密云水庫(kù)是華北地區(qū)最大的水庫(kù)和北京市最重要的地表水水源地，其上游流域山地廣布，地形復(fù)雜，氣候變化明顯，土壤類型和植被類型多樣，影響土壤碳氮庫(kù)的環(huán)境因素具有較強(qiáng)的變異性。為揭示環(huán)境因素對(duì)密云水庫(kù)上游流域土壤有機(jī)碳（soil organic carbon，SOC）和全氮（total nitrogen，TN）含量的作用效應(yīng)，采用野外采樣、實(shí)驗(yàn)室分析與逐步回歸分析和通徑分析相結(jié)合的方法，研究了氣候（溫度和降水）、地形（海拔和坡度）、土壤理化性質(zhì)（土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量）等環(huán)境因素對(duì)流域SOC和TN含量的影響。結(jié)果表明：溫度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量對(duì)SOC含量的影響顯著（P＜0.001），其中各因子的直接通徑系數(shù)依次為：土壤含水量（0.439）＞土壤容重（-0.324）＞pH值（-0.238）＞溫度（-0.209）＞土壤粘粒含量（0.092），間接通徑系數(shù)依次為：土壤容重（-0.425）＞土壤粘粒含量（0.305）＞土壤含水量（0.287）＞pH值（-0.179）＞溫度（-0.043），因此，土壤含水量、pH值和溫度主要通過(guò)直接作用影響SOC含量，而土壤容重和粘粒含量則主要通過(guò)其它因子的作用間接影響SOC含量。海拔、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量對(duì)TN含量的影響顯著（P＜0.001），其中各因子的直接通徑系數(shù)依次為：土壤含水量（0.456）＞海拔（0.234）＞土壤容重（-0.228）＞pH值（-0.190）＞土壤粘粒含量（0.094），間接通徑系數(shù)依次為：土壤容重（-0.484）＞土壤粘粒含量（0.301）＞海拔（0.247）＞土壤含水量（0.257）＞pH值（-0.202），因此，土壤含水量主要通過(guò)直接作用影響TN含量，而土壤容重和粘粒含量主要通過(guò)土壤含水量的作用間接影響TN含量，海拔和土壤pH值的直接作用與間接作用相當(dāng)。氣候、地形、土壤理化性質(zhì)等環(huán)境因子能夠聯(lián)合解釋SOC和TN含量變異性的75.0%和71.2%，但其它影響因子的剩余通徑系數(shù)仍較大，分別為0.50和0.54，說(shuō)明還有未考慮的其它重要影響因素，如成土母質(zhì)、土地利用方式、耕作管理等，需要進(jìn)一步深入分析。

密云水庫(kù)上游流域；土壤有機(jī)碳含量；土壤全氮含量；環(huán)境因素；通徑分析

土壤是全球重要的碳庫(kù)和氮庫(kù)，在全球碳氮循環(huán)中具有重要地位。受自然或人為干擾的影響，土壤中的碳和氮以CO2、N2O等溫室氣體的形式排入大氣中，對(duì)全球氣候變化產(chǎn)生重要影響。土壤有機(jī)碳（Soil organic carbon，SOC）和全氮（Total nitrogen，TN）含量受到氣候、地形、植被、成土母質(zhì)、土壤理化性質(zhì)等自然條件以及土地利用、耕作管理等人類活動(dòng)綜合作用的影響（Spain，1990； Homann等，2007），并存在各種因子間的相互作用（Sollins等，1996）。在全球變化的背景下，在區(qū)域尺度上研究和揭示影響SOC和TN含量的主要控制因素，對(duì)于建立和評(píng)價(jià)碳氮循環(huán)過(guò)程模型，精確估算溫室氣體排放和土壤碳氮截存能力，評(píng)估未來(lái)氣候變化對(duì)土壤碳氮的影響，合理利用和管理土地資源，制定應(yīng)對(duì)氣候變化的區(qū)域策略和措施等都具有重要的理論與實(shí)踐意義。

目前關(guān)于SOC和TN含量與環(huán)境因素的研究較多，主要考慮的環(huán)境因素有氣候、地形、土壤理化性質(zhì)等（Burke等，1989；Alvarez和Lavado，1998；Ganuza和Almendros，2003；Miller等，2004；Griffiths等，2009），所采用的方法多見于簡(jiǎn)單相關(guān)、多元回歸分析等（張勇等，2008，2009；王丹丹等，2009）。然而，簡(jiǎn)單相關(guān)不能全面考察變量間的相互關(guān)系，其結(jié)果往往帶有一定的片面性；多元回歸分析雖然在一定程度上能夠消除變量之間的多重共線性，能夠真實(shí)地表現(xiàn)出各個(gè)自變量和因變量的關(guān)系，但由于偏回歸系數(shù)帶有單位，使各自變量對(duì)因變量的效應(yīng)不能直接進(jìn)行比較。通徑分析是數(shù)量遺傳學(xué)家Sewall Wright于1921年提出的一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法，它在多元回歸的基礎(chǔ)上將相關(guān)系數(shù)分解為直接通徑系數(shù)（某一自變量對(duì)因變量的直接作用）和間接通徑系數(shù)（該自變量通過(guò)其它自變量對(duì)因變量的間接作用），因而通徑系數(shù)是介于相關(guān)系數(shù)與回歸系數(shù)之間的統(tǒng)計(jì)量，其經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后去掉了單位，彼此可以相互比較，從而可以反映各自變量對(duì)因變量的影響程度和相對(duì)重要性（高之仁，1986）。因此，建立在通徑系數(shù)概念上的通徑分析，比相關(guān)分析和回歸分析更為精確，同時(shí)能夠考慮兩兩因素對(duì)結(jié)果的影響，對(duì)多變量資料的統(tǒng)計(jì)分析更為合理（蓋鈞鎰，2013），已在土壤研究領(lǐng)域得到較多應(yīng)用（劉廣深等，2003；王會(huì)利等，2008；王丹等，2011；貢璐等，2013；趙冰清等，2013；曹小玉等，2014）。

密云水庫(kù)位于京郊密云縣城北山區(qū)，是華北地區(qū)最大的水庫(kù)，也是北京市最重要的地表水水源地。其上游流域山地廣布，地形復(fù)雜，氣候變化明顯，土壤類型和植被類型多樣，影響SOC和TN含量的環(huán)境因素具有較強(qiáng)的變異性。因此，本研究選擇在具有重要生態(tài)功能的密云水庫(kù)上游流域，采用野外采樣、實(shí)驗(yàn)室分析與逐步回歸分析和通徑分析等數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析相結(jié)合的方法，在區(qū)域尺度上研究氣候（溫度和降水）、地形（海拔和坡度）、土壤理化性質(zhì)（土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量）等對(duì)SOC和TN含量的影響，探討影響區(qū)域SOC和TN含量的主要環(huán)境因子，為區(qū)域土壤碳氮儲(chǔ)量估算以及氣候變化對(duì)土壤碳氮的影響預(yù)測(cè)等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

密云水庫(kù)上游流域（即密云水庫(kù)以上潮白河流域）地處40°19′～41°31′ N、115°25′～117°33′ E之間，由注入密云水庫(kù)的潮河和白河兩大水系組成，總流域面積15788 km2，約占潮白河流域總面積的88%。流域轄區(qū)主要涉及河北省的赤城縣、沽源縣、豐寧滿族自治縣、灤平縣以及北京市的密云縣、懷柔區(qū)、延慶縣等區(qū)縣，流域面積的2/3在河北省境內(nèi)，1/3在北京市境內(nèi)。流域處于內(nèi)蒙古地軸東段和燕山臺(tái)褶帶上，地勢(shì)西北高、東南低，西北部以海拔1000～2290 m的中山為主，東南部大多為低山、丘陵和部分平原。流域內(nèi)氣候垂直分布明顯，以馬營(yíng)、獨(dú)石口為界劃分為兩個(gè)氣候帶，即北部的中濕帶半干旱森林草原氣候帶和南部的暖濕帶半濕潤(rùn)山地氣候帶，多年平均降水量為488.9 mm，降水分布從東南向西北遞減。土壤類型以淋溶褐土（28%）、棕壤（26%）、褐土性土（18%）和石灰性褐土（12%）為主。植被覆蓋較好，森林和草地覆蓋率達(dá)到76%以上（森林49%，不同覆蓋度的草地27%），農(nóng)用旱地占21%。

1.2 土壤樣品采集與分析

采樣于2009年8─9月份進(jìn)行，根據(jù)研究區(qū)域土地利用的特點(diǎn)，按森林、草地、農(nóng)田3種土地利用類型進(jìn)行樣地選擇和樣品采集。在各樣方內(nèi)按照S型布點(diǎn)方式布設(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)樣點(diǎn)采用挖取土壤剖面的方法采集表層（0～20 cm）土壤，3個(gè)樣點(diǎn)混合為一個(gè)土壤樣品，共計(jì)149個(gè)樣品。另外采用環(huán)刀（容積 100 cm3）取土測(cè)量土壤容重，3個(gè)重復(fù)。

土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，置于通風(fēng)、陰涼、干燥的室內(nèi)風(fēng)干，過(guò)2 mm篩，移出礫石和根系。過(guò)2 mm篩的土樣一部分用于測(cè)定土壤pH值和粒徑分布，另一部分繼續(xù)過(guò)100目篩，用于測(cè)定SOC和TN含量等。

SOC含量采用重鉻酸鉀氧化-外加熱法測(cè)定；TN含量采用德國(guó)Elementar公司生產(chǎn)的 Vario EL III型元素分析儀測(cè)定；土壤含水量采用烘干法測(cè)定；土壤容重采用環(huán)刀法測(cè)定；土壤pH值采用電位法（水土比2.5:1）測(cè)定；土壤粒徑分布采用英國(guó)Malvern公司生產(chǎn)的Mastersizer 2000型激光粒度儀測(cè)定，粒徑分別設(shè)定為＜0.002 mm、0.002～0.05 mm、0.05～0.1 mm、0.1～0.25 mm、0.25～0.5 mm、0.5～1 mm、1～2 mm，根據(jù)美國(guó)制土壤質(zhì)地分類標(biāo)準(zhǔn)分為粘粒（＜0.002 mm）、粉粒（0.002～0.05 mm）和砂粒（0.05～2 mm）。

1.3 氣象數(shù)據(jù)的收集與計(jì)算

根據(jù)密云水庫(kù)上游流域及其周邊地區(qū) 10個(gè)氣象站點(diǎn)的年平均溫度和年降水量數(shù)據(jù)，在 ArcGIS 9.2軟件中采用Kriging空間插值法計(jì)算各采樣點(diǎn)的年平均溫度和年降水量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析在Microsoft Office Excel2003和SPSS 16.0軟件中完成。采用逐步回歸分析方法建立環(huán)境因子對(duì)SOC和TN含量的多元回歸方程，對(duì)SOC和TN含量的顯著性影響因子進(jìn)行識(shí)別，然后根據(jù)回歸分析結(jié)果對(duì)識(shí)別出的顯著性影響因子進(jìn)行通徑分析，比較各因子對(duì)SOC和TN含量的影響程度和相對(duì)重要性。所選擇的環(huán)境因子有溫度（MAT）、降水（MAP）、海拔（Elv）、坡度（Slp）、土壤容重（ρb）、含水量（SWC）、pH值（pH）和粘粒含量（Clay）。

2 結(jié)果與討論

2.1 SOC和TN含量關(guān)于環(huán)境因子的多元回歸方程

通過(guò)逐步回歸分析得到SOC和TN含量與環(huán)境因子的統(tǒng)計(jì)回歸模型 (r2= 0.712, P ＜ 0.001)，見式（1）和（2）。

由此可見，所選擇的8個(gè)環(huán)境因子共同解釋了密云水庫(kù)上游流域表層（0～20 cm）SOC和TN含量變異性的75.0%和71.2%，其中溫度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量對(duì)SOC含量的影響顯著（P＜0.001），而海拔、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量對(duì)TN含量的影響顯著（P＜0.001），除此之外的其它環(huán)境因子影響不顯著（P＞0.05）而在逐步回歸中被剔除。

2.2 環(huán)境因子對(duì)SOC和TN含量影響的直接作用和間接作用

由于環(huán)境因子之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性（見表1），在進(jìn)行回歸分析時(shí)可能出現(xiàn)共線性現(xiàn)象，并且由于各環(huán)境因子的數(shù)量變動(dòng)范圍不同，因此采用逐步回歸分析還不能直觀地體現(xiàn)各環(huán)境因子對(duì)SOC和TN含量的貢獻(xiàn)大小，而通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)的方法計(jì)算通徑系數(shù)，并將相關(guān)系數(shù)分解為直接通徑系數(shù)與間接通徑系數(shù)的代數(shù)和，就能較直觀地反映各環(huán)境因子對(duì)SOC和TN含量的影響作用。對(duì)影響SOC和TN含量的顯著性環(huán)境因子分別進(jìn)行通徑分析，結(jié)果見表2和表3。

2.2.1 環(huán)境因子對(duì)SOC含量影響的效應(yīng)分解

由表2可知，環(huán)境因子與SOC含量的相關(guān)性依次為：土壤容重＞土壤含水量＞土壤pH值＞土壤粘粒含量＞溫度。通徑分析結(jié)果表明，在影響SOC含量的顯著性環(huán)境因子中，土壤含水量的直接通徑系數(shù)最大，說(shuō)明土壤含水量對(duì) SOC含量的直接作用最大，并且表現(xiàn)為正效應(yīng)；其次分別為土壤容重、pH值和溫度，三者對(duì)SOC含量具有負(fù)的直接作用效應(yīng)；而土壤粘粒含量對(duì)SOC含量的直接作用最小。

表1 SOC和TN含量與環(huán)境因子的相關(guān)系數(shù)Table 1 Pearson correlation coefficients of SOC and TN contents with environmental factors

表2 SOC含量與環(huán)境因子相關(guān)系數(shù)的分解Table 2 Decomposition of correlation coefficients between SOC content and environmental factors

表3 TN含量與環(huán)境因子相關(guān)系數(shù)的分解Table 3 Decomposition of correlation coefficients between TN content and environmental factors

各環(huán)境因子中，間接通徑系數(shù)最大的是土壤容重，表明土壤容重對(duì) SOC含量的間接作用最大，主要是通過(guò)土壤含水量和pH值對(duì)SOC含量起間接負(fù)作用；其次是土壤粘粒含量，主要通過(guò)土壤含水量和容重對(duì) SOC含量產(chǎn)生間接正效應(yīng)；再次為土壤含水量，主要通過(guò)土壤容重對(duì) SOC含量起間接正作用；土壤pH值次之，主要通過(guò)土壤容重對(duì)SOC含量起間接負(fù)作用；而溫度的間接作用最?。挥纱丝梢?，土壤理化特征因子之間存在明顯的相互作用，共同影響SOC含量。

土壤含水量、pH值和溫度的直接通徑系數(shù)均大于其間接通徑系數(shù)，表明三者對(duì) SOC含量的主要貢獻(xiàn)均表現(xiàn)為直接作用效應(yīng)；而土壤容重和粘粒含量的間接通徑系數(shù)大于其直接通徑系數(shù)，表明二者對(duì) SOC含量的主要貢獻(xiàn)均表現(xiàn)為通過(guò)影響其它因子而產(chǎn)生的間接作用效應(yīng)。

2.2.2 環(huán)境因子對(duì)TN含量影響的效應(yīng)分解

由表3可知，環(huán)境因子與TN含量的相關(guān)性依次為：土壤含水量＞土壤容重＞海拔＞土壤粘粒含量＞土壤pH值。通徑分析結(jié)果表明，在影響TN含量的顯著性環(huán)境因子中，土壤含水量的直接通徑系數(shù)最大，表明土壤含水量對(duì)TN含量的直接作用最大，且表現(xiàn)為正效應(yīng)；其次為海拔，對(duì)TN含量具有較大的直接正效應(yīng)；土壤容重和pH值次之，二者對(duì)TN含量具有負(fù)的直接作用效應(yīng)；土壤粘粒含量對(duì)TN含量的直接作用最小。

各環(huán)境因子中，間接通徑系數(shù)最大的是土壤容重，說(shuō)明土壤容重對(duì)TN含量的間接作用最大，主要是通過(guò)土壤含水量對(duì)TN含量起間接負(fù)作用；其次是土壤粘粒含量，主要通過(guò)土壤含水量對(duì)TN含量產(chǎn)生間接正效應(yīng)；再次為土壤含水量，主要通過(guò)土壤容重對(duì)TN含量起間接正作用；海拔次之，主要通過(guò)土壤含水量對(duì)TN含量產(chǎn)生正的間接作用效應(yīng)；土壤pH值最小，主要通過(guò)土壤容重對(duì)TN含量起間接負(fù)作用；由此可見，土壤理化特征因子之間、海拔與土壤含水量之間均存在明顯的相互作用，共同影響TN含量。

土壤含水量的直接通徑系數(shù)大于其間接通徑系數(shù)，其對(duì)TN含量的直接作用明顯大于間接作用；除此之外其它4個(gè)因子的間接通徑系數(shù)均大于各自的直接通徑系數(shù)，表明其對(duì)TN含量的主要貢獻(xiàn)均表現(xiàn)為通過(guò)影響其它因子而產(chǎn)生的間接作用效應(yīng)，其中土壤容重和粘粒含量的間接作用明顯大于直接作用，而海拔和土壤pH值的間接作用與直接作用相差不大。

此外，所選環(huán)境因子對(duì) TN含量的決定系數(shù)R2=0.712，剩余因子的通徑系數(shù)為e=0.54也較大，說(shuō)明對(duì)TN含量影響較大的一些因素也有待于進(jìn)一步深入分析。

2.2.3 討論

目前，對(duì)影響因素的分析大多采用相關(guān)分析和多元回歸分析的方法，但簡(jiǎn)單相關(guān)不能全面考察變量間的相互關(guān)系，結(jié)果往往帶有一定的片面性；多元回歸分析只考察變量之間的直接作用，而實(shí)際上變量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系往往是一個(gè)復(fù)雜的傳遞過(guò)程。通徑分析在相關(guān)分析與多元回歸分析的基礎(chǔ)之上，進(jìn)一步研究自變量與因變量之間的數(shù)量關(guān)系，將自變量與因變量之間的相關(guān)系數(shù)分解直接通徑系數(shù)和間接通徑系數(shù)，不僅可以分析自變量對(duì)因變量的直接影響，還可以分析其通過(guò)其它相關(guān)的自變量對(duì)因變量的間接影響，從而能夠透過(guò)簡(jiǎn)單相關(guān)的表面深入研究自變量與因變量之間的因果關(guān)系，揭示各個(gè)因素對(duì)結(jié)果的相對(duì)重要性。除了可以分析已知自變量的作用外，通徑分析還可以揭示研究中尚未包括、但實(shí)際存在影響的其它因素的總的作用大小，并提示人們是否需要進(jìn)一步探討其它影響因素。因此，通徑分析比簡(jiǎn)單相關(guān)和多元回歸分析更能客觀地反映各變量之間的關(guān)系，能夠?yàn)榻y(tǒng)計(jì)決策提供可靠的依據(jù)。

3 結(jié)論

（1）環(huán)境因子中，溫度、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量對(duì) SOC含量的影響顯著（P＜0.001），各因子與SOC含量的相關(guān)性依次為：土壤容重＞土壤含水量＞土壤pH值＞土壤粘粒含量＞溫度，其中土壤含水量、pH值和溫度主要通過(guò)直接作用影響 SOC含量，并以土壤含水量的直接作用最大；而土壤容重和粘粒含量則主要通過(guò)其它因子的作用間接影響 SOC含量，并以土壤容重的間接作用最大。此外，土壤理化特征因子之間存在明顯的相互作用，共同影響SOC含量。

（2）環(huán)境因子中，海拔、土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量對(duì)TN含量的影響顯著（P＜0.001），各因子與 TN含量的相關(guān)性依次為：土壤含水量＞土壤容重＞海拔＞土壤粘粒含量＞土壤pH值，其中土壤含水量主要通過(guò)直接作用影響TN含量，并且其直接作用最大；而土壤容重和粘粒含量主要通過(guò)土壤含水量的作用間接影響TN含量，并以土壤容重的間接作用最大；海拔和土壤pH值的間接作用與直接作用相差不大。此外，土壤理化特征因子之間、海拔與土壤含水量之間均存在明顯的相互作用，共同影響TN含量。

（3）氣候（溫度和降水）、地形（海拔和坡度）、土壤理化性質(zhì)（土壤容重、含水量、pH值和粘粒含量）等環(huán)境因子聯(lián)合解釋了密云水庫(kù)上游流域表層（0～20 cm）SOC和TN含量變異性的75.0%和71.2%，其它影響SOC和TN含量的因子的剩余通徑系數(shù)分別為0.50和0.54，數(shù)值較大，說(shuō)明還有未考慮的其它重要影響因素，如成土母質(zhì)、土地利用方式、耕作管理等，這些因素對(duì)SOC和TN含量的影響不可忽略，需要進(jìn)一步深入分析。

致謝：感謝中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室羅云建、張千千、楊樂(lè)同學(xué)在野外采樣期間的辛勤工作以及中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心北京城市生態(tài)系統(tǒng)研究站肖欽同志在實(shí)驗(yàn)室分析工作中的積極協(xié)作。

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Path Analysis on Environmental Factors Controlling Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Contents in the Upstream Watershed of Miyun Reservoir, North China

WANG Shufang1,2, WANG Xiaoke2, OUYANG Zhiyun2

1. Jiangxi Key Laboratory of Mining & Metallurgy Environmental Pollution Control, Jiangxi University of Science and Technology, Ganzhou 341000, China;
2. State Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences,
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China

Soil comprises a major pool and plays an important role in the global C and N cycles. Miyun Reservoir is the largest reservoir in North China and also the Chinese capital’s most important drinking water source. There is high variability in the environmental factors that influence the regional soil C and N pools in the Upstream Watershed of Miyun Reservoir with complex terrain, climate change, diverse soil types and vegetation types. Effects of climate (temperature and precipitation), topography (elevation and slope) and soil properties (soil bulk density, pH, water and clay contents) on soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) contents were investigated in the study to identify dominant environmental factors controlling SOC and TN contents in the Upstream Watershed of Miyun Reservoir of North China by soil sampling, laboratory analysis, stepwise regression analysis and path analysis. And the results showed as follows. Temperature, soil bulk density, pH, water and clay contents were the significant factors controlling SOC content, and the direct path coefficient of each factor was ranked in order of soil water content (0.439) ＞ soil bulk density (-0.324) ＞ soil pH (-0.238) ＞ temperature (-0.209) ＞ soil clay content (0.092), while the indirect path coefficient was ranked as soil bulk density (-0.425) ＞ soil clay content (0.305) ＞ soil water content (0.287) ＞ soil pH (-0.179) ＞ temperature (-0.043). Therefore, temperature, soil water content and pH mainly had direct effects on SOC content, while soil bulk density and clay content mainly had indirect effects through their contributions to other factors. Elevation, soil bulk density, pH, water and clay contents were the significant factors influencing TN content, and the direct path coefficient of each factor was ranked in order of soil water content (0.456) ＞ elevation (0.234) ＞ soil bulk density (-0.228) ＞ soil pH (-0.190) ＞ soil clay content (0.094)，while the indirect path coefficient was ranked as soil bulk density (-0.484) ＞ soil clay content (0.301) ＞ elevation (0.247) ＞ soil water content (0.257) ＞ soil pH (-0.202). Therefore, soil water content had the greatest direct effect on TN content, while soil bulk density and clay content had considerable indirect effects on TN content through their influences on soil water content, and additionally the direct and indirect effects of both elevation and soil pH on TN content were equally important. All the selected environmental factors jointly explained 75.0% and 71.2% of SOC and TN contents variability, respectively. However, there were large values of remaining path coefficients of other factors influencing SOC and TN contents (i.e. 0.50 and 0.54), which indicated that some important factors (such as soil parent material, land use and management practices, etc) are not included in this study and should be taken into account in further researches.

The Upstream Watershed of Miyun Reservoir; Soil organic carbon content; Soil total nitrogen content; Environmental factors; Path analysis

X14

：A

：1674-5906（2014）08-1378-06

王淑芳，王效科，歐陽(yáng)志云. 環(huán)境因素對(duì)密云水庫(kù)上游流域土壤有機(jī)碳和全氮含量影響的通徑分析[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào), 2014, 23(8): 1378-1383.

WANG Shufang, WANG Xiaoke, OUYANG Zhiyun. Path Analysis on Environmental Factors Controlling Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Contents in the Upstream Watershed of Miyun Reservoir, North China [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(8): 1378-1383.

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃(973)項(xiàng)目(2006CB403402)；中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDA05050602-3；XDA05060102)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71003092)

王淑芳（1981年生），女，講師，博士，主要研究方向?yàn)殛懙厣鷳B(tài)系統(tǒng)碳氮循環(huán)、礦冶環(huán)境污染控制與生態(tài)修復(fù)等。E-mail: fangfang_6281@163.com

2014-05-24