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喀斯特森林植被自然恢复过程中土壤化学计量特征

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【作者】 吴鹏崔迎春赵文君舒德远侯贻菊丁访军杨文斌

【Author】 Wu Peng;Cui Yingchun;Zhao Wenjun;Shu Deyuan;Hou Yiju;Ding Fangjun;Yang Wenbin;Guizhou Academy of Forestry;Institute of Desertification Studies, Chinese Academy of Forestry;

【通讯作者】 丁访军;

【机构】 贵州省林业科学研究院中国林业科学研究院荒漠化研究所

【摘要】 【目的】研究茂兰喀斯特森林植被自然恢复过程中不同演替阶段土壤养分与化学计量的动态变化规律,探讨两者间的相互关系,定量评价各影响因子对其的解释程度,阐明群落演替与土壤性状演变间的内在耦合关系,旨在为该区域植被的恢复与重建提供理论依据。【方法】以草本群落、灌木灌丛群落、乔林群落和顶极常绿落叶阔叶混交林群落等演替阶段为研究对象,每个演替阶段各设置3个固定样地,样地内根据不同小生境随机布设12个土壤剖面,分层取样,测定土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和全钾(TK)含量,并计算其化学计量比。【结果】研究区土壤的SOC、TN、TP和TK含量均值分别为54.72、4.67、0.73和8.53 g/kg,且SOC、TP和TN含量相互间均存在显著或极显著正相关,表现出相对一致的变化规律;C:N、C:P、C:K、N:P、N:K和P:K分别为11.95、79.16、6.50、6.64、0.550 1和0.085 2;从变异系数来看,除TK含量和C:N属弱变异性以外,其余土壤养分含量及化学计量比均属中等变异性。随植被的正向演替,不同演替阶段的SOC、TN和TP含量基本上均呈上升趋势,而TK含量则呈倒"V"字型变化,表现为:乔林阶段>顶极阶段>灌木灌丛阶段>草本阶段;各演替阶段不同土层深度的SOC、TN和TP含量均表现为0~10 cm要高于10~20 cm,而TK含量则无明显变化。土壤化学计量特征随演替的进展其变化趋势差异较大;在土壤剖面层次上,各演替阶段除C:N不同土层深度间无显著差异以外,其余也均表现为0~10 cm要高于10~20 cm。冗余分析结果表明,土层深度和群落演替是调控该区域土壤养分含量和化学计量特征的主要因素,对其解释程度分别为32.82%和32.19%。【结论】研究区土壤有机碳含量相对较高,氮、磷养分含量丰富,植物生长受氮(或磷)素限制的原因可能是土壤养分含量的有效性偏低所致;减少人为干扰、加之适当的保护,促进群落的正向演替,提高喀斯特森林生态系统的稳定性和抗干扰性,有利于土壤养分的积累;研究初步揭示了众多影响因子对土壤养分含量和化学计量特征的解释程度,对喀斯特森林的保护具有重要的指导意义。

【基金】 贵州省社会发展科技攻关计划项目(黔科合SY字〔2014〕3039号);贵州省科技厅基金项目(黔科合基础〔2018〕1096);贵州省林业厅优秀青年人才培养专项资金项目(黔林科合J字〔2015〕14号);贵州省林业科学研究院2017年度学术新苗培养及创新探索专项(黔科合平台人才〔2017〕5793)
【所属期刊栏目】 林学 (2019年03期)
  • 【DOI】10.13332/j.1000-1522.20180136
  • 【分类号】S714
  • 【下载频次】174
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