喀斯特高原山地区水源涵养林土壤及凋落物的生态化学计量特征

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2017.05.012

摘要/Abstract

摘要：

探明石漠化区水源涵养林凋落物与土壤化学计量特征有助于深入了解养分状况。以喀斯特高原山地区云南松(Pinus yunnanensis)+光皮桦(Betula luminifera)+银白杨(Populus alba)林、栓皮栎(Quercus variabilis)+川榛(Corylus heterophylla)林、银白杨(Populus alba)+光皮桦(Betula luminifera)林、杜鹃(Rhododendron simsii)+银白杨(Populus alba)林、光皮桦(Betula luminifera)林为对象,研究凋落物与土壤OC,TN,TP化学计量特征及内在关联。结果表明:1)表层土壤OC,TN,TP含量分别是25.02,1.56,0.33mg/g;凋落物OC,TN,TP含量分别为407.09,16.07,2.06mg/g。2)土壤C:N为15.13,C:P为78.40,N:P为5.17;凋落物C:N为25.67,C:P为212.87,N:P为8.38;C:N,C:P,N:P均呈凋落物层>土壤层。3)凋落物层、土壤层C:P与N:P均呈极显著正相关,土壤C:N与凋落物C:N,N:P分别呈极显著正、显著负相关。4)该区土壤N,P养分亏缺,凋落物呈低C高N高P格局,土壤固持养分能力不强。

关键词: 水源涵养林, 凋落物, 土壤, 生态化学计量, 喀斯特高原山地区

Abstract:

It is helpful to understand the nutrient status by ascertaining stoichiometric characteristics of the litter and soil of water conservation forests in the rocky desertification area.In this paper,the forests of Pinus yunnanensis,Betula luminifera and Populus alba,Quercus variabilis and Corylus heterophylla,Populus alba and Betula luminifera,Rhododendron simsii and Populus alba and Betula luminifera in the karst plateau mountainous were used to study the organic C,TN,TP stoichiometry and intrinsic association of litter and soil.The results show that soil organic C,TN and TP in Karst communities occurred primarily in the top 0~20 cm soil layer,at 25.02 mg/g C,1.56 mg/g N and 0.33 mg/g P,with ratios of 15.13 for C:N,78.40 for C:P and 5.17 for N:P.The litter organic C,TN,TP content were estimated at 407.09 mg/g,16.07 mg/g,2.06 mg/g,and the corresponding C:N,C:P and N:P were 25.67,212.87 and 8.38,respectively.In general,litter layer had higher C:N,C:P and N:P than soil layer.There is a significant positive correlation between C:P and N:P in litter layer or soil layer,the correlation between soil C:N and litter C:N was negative.Besides,there was a significant negative correlation between soil C:N and litter N:P.Nutrition of N and P in soil is deficient,the litter has a clear structure of low C,high N and high P.The capacity of holding nutrient for soil is not strong.

Key words: water conservation forest, litter, soil, ecological stoichiometry, karst plateau mountain region

中图分类号:

S153.1

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图/表 5

表1

表2

表3

表4

表5

参考文献 33

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群落	母岩	土壤类型	坡度/(°)	坡向	坡位	密度/ (株/hm²)	乔木层		灌木层
群落	母岩	土壤类型	坡度/(°)	坡向	坡位	密度/ (株/hm²)	平均树高 /m	平均胸径 /cm	平均树高 /m	地径 /cm
1号	砂页岩	黄壤	28	西南	中	8425	12.43	14.45	1.46	1.96
2号	砂页岩	黄壤	33	南	中	7725	—	—	1.03	1.56
3号	砂页岩	黄壤	20	东南	中	6325	16.11	12.92	1.67	1.64
4号	石灰岩	石灰土	50	西南	中	7325	5.85	6.58	1.69	1.67
5号	砂页岩	黄壤	33	东北	上	7850	12.12	13.86	1.09	1.02

群落	OC		TN		TP
群落	土壤	凋落物	土壤	凋落物	土壤	凋落物
1号	12.40±0.34d	398.67±1.59bc	1.03±0.070d	18.02±1.42a	0.16±0.0086d	1.60±0.50a
2号	20.12±0.34c	389.61±7.16c	1.26±0.032c	13.49±0.41c	0.63±0.095a	2.05±0.52a
3号	9.24±0.18e	407.86±8.99b	0.70±0.029e	16.83±0.28ab	0.16±0.0069d	2.25±0.75a
4号	55.74±2.68a	408.87±3.95b	3.20±0.075a	14.88±1.28bc	0.43±0.0023b	1.90±0.44a
5号	27.61±0.44b	430.45±6.24a	1.63±0.096b	17.13±2.13ab	0.29±0.012c	2.50±0.76a

群落	C:N		C:P		N:P
群落	土壤	凋落物	土壤	凋落物	土壤	凋落物
1号	12.09±1.02b	22.22±1.76c	77.67±4.78c	268.98±99.34a	6.43±0.24b	12.01±3.89a
2号	15.98±0.17a	28.91±1.15a	32.44±5.80e	198.39±51.89a	2.03±0.39e	6.82±1.53b
3号	13.14±0.32b	24.24±0.86bc	56.77±1.69d	194.53±57.54a	4.32±0.17d	7.98±2.16ab
4号	17.44±0.87a	27.62±2.43ab	129.45±6.65a	219.25±38.26a	7.42±0.21a	7.92±0.96ab
5号	16.98±1.03a	25.36±2.85abc	95.65±2.76b	183.19±54.19a	5.65±0.33c	7.16±1.61ab

项目	土壤						凋落物
项目	OC	TN	TP	C:N	C:P	N:P	OC	TN	TP	C:N	C:P	N:P
土壤
OC	1
TN	0.993^**	1
TP	0.415	0.381	1
C:N	0.773^**	0.706^**	0.634^*	1
C:P	0.793^**	0.808^**	-0.200	0.438	1
N:P	0.532^*	0.581^*	-0.490	0.041	0.913^**	1
凋落物
OC	0.243	0.217	-0.327	0.330	0.523^*	0.427	1
TN	-0.344	-0.310	-0.783^**	-0.502	0.195	0.443	0.347	1
TP	-0.018	-0.044	0.006	0.197	-0.017	-0.125	0.243	0.300	1
C:N	0.445	0.402	0.776^**	0.645^**	-0.065	-0.361	-0.095	-0.961^**	-0.238	1
C:P	-0.048	-0.007	-0.139	-0.313	0.044	0.215	-0.110	-0.120	-0.914^**	0.079	1
N:P	-0.224	-0.167	-0.407	-0.552^*	0.045	0.325	-0.106	0.228	-0.792^**	-0.291	0.929^**	1

对象	研究区域	OC/(mg/g)	TN/(mg/g)	TP/(mg/g)	C:N	C:P	N:P	文献
土壤	贵州喀斯特0~20cm	25.02	1.56	0.33	15.13	78.40	5.17	本研究
	广西喀斯特0~20cm	41.77	5.17	0.28	8.5	209.20	23.80	[19]
	赣中0~10cm	16.27	0.74	0.11	21.99	147.91	6.73	[16]
	全国0~10cm	24.59	1.88	0.77	14.40	136.00	9.30	[17]
	全球森林0~10cm	—	—	—	12.43	82.10	6.60	[21]
凋落物	贵州喀斯特地区	407.09	16.07	2.06	25.67	212.87	8.38	本研究
	广东鼎湖山	522.10	14.22	0.43	37.30	1305.00	35.00	[24]
	祁连山地区	379.90	12.12	0.81	33.25	484.10	13.30	[25]
	广西喀斯特地区	396.15	12.73	0.90	31.12	440.17	14.11	[10]
	全球森林	—	—	—	56.75	1219.27	20.58	[27]