[发明专利]一种基于多元素指纹方法评估不同海拔土壤垂直分异规律的技术及应用

说明书

本发明提出了一种利用多元素指纹分析方法评估不同海拔土壤垂直分异的方法，包括如下步骤：S101：确定研究区域；S102：对所述研究区域不同海拔高度土壤进行采集；S103：对采集后的土壤中多元素含量及相关环境因子进行测定分析；S104：分析各海拔土壤多元素分布规律，基于冗余分析(RDA)和非度量多维尺度分析(NMDS)统计分析不同海拔高度土壤多元素垂直分异规律和关键驱动因素。本发明的利用多元素指纹分析方法评估不同海拔土壤垂直分异的方法，操作简单，经济便捷，准确度高。

技术领域

本发明涉及一种基于多元素指纹分析方法评估不同海拔土壤元素垂直分异规律的方法与应用。

背景技术

长白山拥有我国谱系最多的山地垂直带系统，不同海拔高度垂直带不同关键带如植被群落、土壤理化性质、水文过程、微生物群落等均存在显著差异。以往对长白山不同生态过程研究多集中于单个关键带要素研究，并且多集中于常量元素C、N、P以及某些重金属元素，有关其他元素如Zr、Sb、镧系及锕系元素等生态过程相关研究比较匮乏。

多元素指纹分析技术(Multi-element analysis)是基于每种元素保留下来的特征“指纹”信息来指示和示踪来源，被广泛地应用于农产品产地溯源。多元素指纹分析是一种思维，也是一种工具，可以拓展到不同领域。事实证明，多元素分析是一种经济有效的指示土壤状况的工具。

作为地球关键带的核心要素，土壤圈是地球表层系统最为活跃的圈层，而且是地球多圈层之间的枢纽，是解决各个圈层之间能量转换的关键带(宋照亮等，2020)。土壤过程是控制地球关键带中物质、能量和信息流动与转化的重要节点。土壤腐殖质和淋溶层是由植物死亡根系和枯落物等分解而成，通过络合反应能够富集许多元素，并且起到化学屏障作用；土壤淀积层主要反映了成土过程。不同土层之间物质能量流动具有继承性特征。长白山处于独特的国际地缘位置，并且拥有我国谱系最多的山地垂直生态系统，拥有落叶阔叶林带(海拔700m以下)、针阔叶混交林带(海拔700～1000m)、山地针叶林带(海拔1100～1800m)、亚高山岳桦林带(海拔1800-2100m)和苔原带(海拔2100m以上)。不同海拔高度间不同土层间多元素的分布、迁移和富集地球化学特征对于理解山地土壤垂直分异规律具有重要意义。

长白山是探索和验证多元素指纹分析在山地垂直生态系统应用的理想场所。土壤多元素生物地球化学过程与多种环境要素密切相关，特别是当叠加全球气候变化，此方面研究尤其具有重要性和紧迫性。因此，亟待研究一种经济高效便捷的方法来评估山地生态系统不同海拔土壤垂直分异规律。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提出了一种基于多元素指纹分析方法评估不同海拔土壤元素垂直分异规律的技术。

第一方面，本发明提出了一种利用多元素指纹分析方法评估不同海拔土壤垂直分异的方法，包括如下步骤：

S101：确定研究区域；

S102：对所述研究区域不同海拔高度土壤进行采集；

S103：对采集后的土壤中多元素含量及相关环境因子进行测定分析；

S104：分析各海拔土壤多元素分布规律，基于冗余分析(RDA)和非度量多维尺度分析(NMDS)统计分析不同海拔高度土壤多元素垂直分异规律和关键驱动因素。

本发明的利用多元素指纹分析方法评估不同海拔土壤垂直分异的方法，操作简单，经济便捷，准确度高。

作为本发明的具体实施方式，所述研究区域应具有明显的山地垂直自然带谱，所采集土壤涵盖不同海拔垂直梯度的土壤。