黄土高原高寒区不同人工林土壤养分及生态化学计量特征

  目的  通过分析黄土高寒区不同人工林和不同土层的土壤养分和生态化学计量变化,旨在阐明不同人工林土壤养分和化学计量特征,揭示土壤养分和化学计量随土层深度的变化规律。  方法  以青海黄土高寒区退耕的人工林地（包括青海云杉、华北落叶松、青杨、白桦）为研究对象,以自然退耕的草地和农田为对照,测定了6种植被类型在0 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm和40 ~ 60 cm土壤层的C、N、P含量及生态化学计量比。  结果  （1）黄土高寒区不同人工林的土壤C、N含量差异显著（P < 0.05）,P含量部分差异显著;人工林地各土层的C、N含量显著高于草地和农田,且青杨林在0 ~ 20 cm表土层的有机碳、全氮含量最高,分别为25.82、2.17 g/kg。（2）黄土高寒区不同人工林的土壤生态化学计量有显著差异（P < 0.05）;0 ~ 60 cm土层中人工林地的C∶N显著低于农田,C∶P和N∶P高于草地和农田（P < 0.05）;青杨在0 ~ 20 cm表土层的生态化学计量比其他人工林类型高,C∶N、C∶P和N∶P分别为11.99、43.27和3.64。（3）相关性分析表明,研究区土壤的有机碳与全氮相关性最紧密（P < 0.01）,全氮与土壤C∶N和N∶P相关性最紧密（P < 0.01）,有机碳与土壤C∶P相关性最紧密（P < 0.01）。说明研究区土壤C、N对不同人工林的响应具有一致性,土壤的C∶N和N∶P主要受全氮的影响,C∶P主要受有机碳的影响。（4）在0 ~ 60 cm土层中,黄土高寒区不同植被类型的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而降低。研究区土壤的生态化学计量除青杨随土壤深度的增加而下降外,其他退耕植被无显著变化趋势。说明人工林对表层土壤养分的改良效果最好。  结论  不同人工林的土壤养分及生态化学计量有显著差异,且青杨林表层土壤的养分含量和化学计量最高;土壤养分随土壤深度的增加而降低,土壤生态化学计量随土壤深度变化不显著。      

杉木人工林土壤碳、氮、磷化学计量特征

以4个不同林龄(3 a、14 a、21 a和46 a)的杉木人工林为研究对象,分0～5、5～10、10～20、20～40 cm 4个土层进行取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷含量,并计算其化学计量,探究有机碳含量、全氮含量、全磷含量、C:N、C:P、N:P和C:N:P随不同土层的变化规律及其在不同林龄的变化规律。结果显示:4个林龄杉木人工林土壤有机碳含量为18.5～22.28 g/kg,全氮含量为1.4～1.63 g/kg,全磷含量为0.28～0.34 g/kg。不同林龄有机碳含量和全氮含量呈现出随林龄变化呈先减少后增加的趋势,不同土层有机碳和全氮含量随土层深度的增加逐渐减少,全磷含量在不同林龄和土层之间差异不显著。4个林龄杉木土壤C:N为11.55～14.27,平均值为13.27,C:P为57.11～79.57,平均值为68.34; N:P为4.44～5.73,平均为5.01; 4个林龄杉木土壤C:N:P分别为42:4:1,43:5:1,41:5:1和50:6:1。研究区的C:N和C:P都主要受到C的影响,所以在杉木人工林的生长过程中,控制好有机碳的含量是十分必要的。     

2020年总目录

以山西关帝山孝文山林场和庞泉沟自然保护区11、25、35 a的华北落叶松人工林为研究对象，对针叶、林下凋落叶及土壤C、N、P元素含量及化学计量特征进行研究。结果表明，关帝山林区华北落叶松人工林针叶-凋落叶-土壤C、N、P含量表现为针叶>凋落叶>土壤，针叶与凋落叶C、N、P含量与黄土高原油松（Pinus tabuliformis）人工林相比，都呈现低C、高N和高P的格局。土壤C、N含量在土层间分异显著，且随林龄增加而加大，在林龄间的分异显著，且随土层加深而减小，土壤C、N含量的表聚作用显著；土壤P含量的土层分异不显著，土层分异小于C和N，表聚作用相对较弱，且在35 a内林龄影响不显著。土壤N/P在土层间的分异随林龄先增后减，且25 a华北落叶松人工林土壤N/P在各土层间变化程度最大。关帝山林区华北落叶松人工林土壤N含量随林龄增大而增大，但由于本研究区土壤C/N高于我国土壤C/N均值11.9，有机态N分解速率低，土壤有效N的供应不足。关帝山林区华北落叶松人工林在幼龄林时需适当添加N肥，中龄林时需适当添加P肥，以此改善土壤肥力，提升林分质量。     

喀斯特高原山地区主要人工林土壤生态化学计量特征

[目的]探究喀斯特高原山地区主要人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)含量及生态化学计量特征,为揭示喀斯特高原山地区土壤养分限制状况、植被恢复和生态系统重建提供参考.[方法]在贵州省毕节市撒拉溪示范区内选取刺梨林(Rosa roxburghii)、核桃林(Juglans regia)和裸地进行野外定点取样,结合室内分析方法对3种人工林样地不同深度的土壤化学性质进行分析比较.[结果]3种人工林样地的有机C、全N、碱解N、全P和速效P含量总体上随土层深度的增加呈递减趋势,全K和速效K含量在不同深度土层间变化不显著(P>0.05)或略有增减,养分总体上呈表层聚集性.土壤C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和P/K均表现出一定的差异性,不同深度土层的C/N均以刺梨林最高,C/P表现为刺梨林>裸地>核桃林,C/K均随土层深度增加呈递减趋势,N/K和P/K均表现为核桃林>裸地>刺梨林.刺梨林、核桃林和裸地土壤生态化学计量特征的变异系数分别为11.14%~31.25%、5.59%~17.14%和6.82%~23.71%.相关性分析结果表明,有机C含量与全N含量、全P含量、C/K、N/K,全N含量与全P含量、C/K、N/K,全P含量与C/K、N/K,全K含量与N/P及C/K与N/K均呈极显著正相关(P<0.01,下同);全N含量与全K含量、C/N,全P含量与全K含量、C/N、N/P,全K含量与C/K、N/K及C/N与N/K均呈极显著负相关.[结论]不同人工林样地的土壤养分分配均受土层深度影响,主要聚集在表层,N和P含量处于亏缺状态;生态化学计量比总体上为表层显著高于底层,土壤养分对其贡献存在差异.     

马尾松人工林林龄对土壤和叶片养分含量的影响

探索不同林龄马尾松人工林土壤和针叶养分特征及其相关性,为马尾松人工林高效培育提供理论参考。采用时空互代法,以桂中不同林龄（4、9、15、19、22、30、56 a）马尾松人工林为对象,利用冗余分析和结构方程探讨马尾松人工林林龄对土壤和针叶养分含量的影响。结果表明,林龄对土壤和叶片养分均具有显著影响,随林龄的增加土壤pH呈先增后减趋势,中龄林中最大,有机碳、全N、全P、碱解N和速效态K、Ca、Mg、Zn和B含量呈先减后增的U形变化,中龄-成熟林阶段最小,全K和有效P含量呈W形变化;针叶养分含量随林龄增加呈波动性变化,C、N、P和K含量在过熟林中最大,Ca、Zn分别在中龄林、成熟林中含量最大,Mg和B均在幼龄林中最大。针叶K、Ca、Mg、Zn和B与土壤对应元素呈显著正相关,土壤有机碳、全N、有效P和速效K是影响马尾松叶片养分含量变化的敏感因素,土壤速效元素对叶片养分的正向效应显著,而土壤有机碳和全量养分的负向效应显著。综上,不同林龄阶段马尾松土壤和叶片养分存在显著差异,在马尾松15 a后,土壤和叶片养分均有所下降,尤其是受N素和微量元素限制,为此在马尾松中龄林后,建议施用N肥满足其健康生长,并辅以适量微量元素,以增强植物光合作用和蛋白质的合成及抗逆性。     

荒漠草原不同种植年限人工柠条林土壤碳氮磷化学计量特征

以荒漠草原不同林龄(9 a,17 a,27 a)人工柠条林为对象,研究不同土层深度以及柠条灌丛不同部位的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)含量及其生态化学计量特征变化规律.结果表明:不同林龄柠条灌丛各部位SOC和TN含量在垂直剖面上的分布具有统计学上的极显著差异(P0.01);灌丛各部位SOC、TN含量均随林龄增加逐渐增大,且随土层加深逐渐减小,具有明显的表聚性,灌丛各部位均表现为内部边缘外部;随着柠条林龄的增长,灌丛各部位土壤TP含量呈逐渐增加的趋势.随着林龄的增长,灌丛各部位土壤C/N均呈现逐渐降低的趋势;而土壤C/P在灌丛内部和边缘呈现先降低后增加的趋势,而在灌丛外部呈现逐渐增加的趋势;土壤N/P在灌丛内部和外部呈现逐渐增加的趋势,而在灌丛边缘呈现先降低后增加的趋势.随着土层深度的增加,土壤C/N呈逐渐增加的趋势,而C/P和N/P整体上呈先降低后增加的趋势.N/P与TP呈极显著负相关,而与TN和C/P呈极显著正相关.可见,人工柠条林在生长过程中土壤养分呈现明显的表聚性,柠条灌丛出现肥岛效应;由于柠条在生长过程中受到诸多因素的影响,还需加强植被与土壤生态系统N/P化学计量特征,土壤N、P养分限制和植被养分适应特征相互关系的研究.     

甘南高原城市面山绿化林土壤生态化学计量特征

【目的】探究甘南高原合作市面山绿化林土壤养分及生态化学计量特征，为区域人工林地的可持续经营管理提供理论依据。【方法】以合作市面山绿化的3种典型人工林（中国沙棘、云杉、中国沙棘-云杉混交林）为研究对象，以草地为对照，采用野外取样法和室内分析法，测定不同深度土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）含量，并分析其生态化学计量特征。【结果】人工林土壤SOC、TN、TP含量及C/N、C/P、N/P均显著高于天然草地，中国沙棘与混交林无显著差异，人工林与草地的TK含量无显著变化。人工林土壤SOC、TN、TP、TK含量分别为18.75,0.18,0.41,0.07 g/kg，土壤有机碳含量高于全国平均值，而TN、TP、TK含量偏低。人工林土壤C/N的值为96.33～119.88之间，高于全球及全国平均值，土壤C/P的值在36.94～53.26之间、N/P的值在0.39～0.51之间，C/P、N/P的值低于全球及全国平均值，比例严重失衡。从相关性分析来看，土壤SOC和TN、TP之间、TP和TK之间、C/N与C/P、C/K、P/K之间具有极显著正相关关系（P<0.01），土壤...     

关帝山不同林龄华北落叶松人工林土壤化学计量特征及土壤理化性质分析

研究了关帝山孝文山林场和庞泉沟自然保护区11、25、35、45 a的华北落叶松人工林林下土壤C、N、P元素含量及化学计量特征和理化性质,并采用主成分分析法对各林龄土壤质量进行评价,以期为关帝山华北落叶松人工林下土壤养分循环机制研究奠定基础,为华北落叶松人工林近自然经营和林分质量提升提供科学依据。结果表明,各林龄华北落叶松人工林土壤各层C、N含量及C/P、N/P、含水率、总孔隙度、硝态氮、速效磷均随林龄增大呈先增大后减小的趋势,pH、容重随林龄增大呈先减小后增大的变化趋势;P含量、通气度、铵态氮随林龄增大呈增大趋势,C/N随林龄增大呈减小趋势。关帝山林区11、25、35、45 a华北落叶松人工林土壤质量得分分别为-2.94、0.38、0.70、0.22,其中,35 a林下土壤质量综合评分最高。土壤pH和容重对土壤的C、N、P含量及化学计量比有极显著影响。关帝山林区华北落叶松人工林在近熟林阶段的土壤质量最好,且土壤pH和容重是驱动土壤C、N、P含量及计量特征变化的主要因子。     

云南乌蒙山国家级自然保护区不同植被类型土壤养分特征

以云南乌蒙山国家级自然保护区6种植被类型为研究对象,分析不同植被类型土壤养分分布特征及供给状况。结果表明：(1)6种植被类型土壤养分整体表现为方竹林较高,次生林和草甸次之,原生林最低,土壤C和K的质量分数较高,N和P的质量分数较低;各植被类型土壤养分及比值变异系数均为中等强度变异,其中,土壤P、K的变异系数小于C、N,土壤w(C)∶w(P)和w(N)∶w(K)的变异系数明显小于w(C)∶w(N)、w(P)∶w(K)。(2)土壤C、N、P、K质量分数及其化学计量比在不同土层、不同植被类型间差异显著(P<0.05)。不同植被类型土壤C、N质量分数整体随土层深度增加而减少;原生常绿阔叶林土壤P质量分数随土层深度增加整体增加,其他植被类型土壤P质量分数随土层深度增加整体逐渐减少;除方竹林和草甸外,其他植被类型土壤K质量分数随土层深度增加而增加。(3)土壤C、N、P质量分数间均存在极显著的正相关关系(P<0.01);不同植被类型土壤养化学计量比在不同土层中变化规律各异,除土壤w(N)∶w(K)外,各土壤养分化学计量比之间差异显著(P<0.05)。因此,云南乌蒙山国家级自然保护区...     

天然马尾松林土壤碳氮磷特征及其与凋落物质量的关系

目的对森林土壤碳氮磷特征及其与凋落物质量的关系进行分析,可为森林质量的精准提升提供参考依据。方法以赣南天然马尾松为研究对象,基于标准地调查及样品测定获取数据,利用主成分提取反映凋落物质量特征的变量并将其分别与土壤有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）建立线性回归模型,分析土壤C、N、P含量与凋落物质量的关系。结果（1）随土层深度（1）随土层深度的增加,土壤C、N、P含量逐渐降低,0 ~ 10 cm土层的C、N含量均显著高于其他土层（P < 0.05）,各土层TP含量均无显著差异（P > 0.05）。土壤中的C、N、P含量整体表现为中等偏低到极低的状态;随林龄的递增,各土层C、N、P含量均呈上升趋势,其中0 ~ 10 cm土层的C含量各龄组间均呈显著差异（P < 0.05）。（2）凋落物半分解层、未分解层现存量随林龄的递增呈先增后减的趋势,各龄组均在近熟林达最大值;各分解层的C、N、P含量在不同龄组间均无明显变化规律,但半分解层的C含量、C/N值均显著小于未分解层（P < 0.05）,N、P含量则为半分解层大于未分解层,其差异均不显著（P > 0.05）。（3）反映凋落物半分解层、未分解层质量特征的主成分均与土壤C、N含量呈显著相关、与土壤P含量相关性不显著,表现为土壤C、N、P含量与凋落物半分解C、N、P含量呈正相关、凋落物未分解层C、N、P含量呈负相关。结论天然马尾松林土壤的养分含量整体偏低,凋落物C、N、P含量在未分解层减少、半分解层增加时其土壤养分含量增加,因此,在经营中促进凋落物的分解可提高土壤养分含量,有利于林木生长。      

冀北山地华北落叶松人工林土壤养分的变化规律

为了解随林龄增长华北落叶松人工林土壤养分含量的变化规律,选择4种不同林龄（9年生、18年生、33年生、43年生）的华北落叶松人工林为研究对象,对林下土壤的养分特征及其空间变化进行了研究。结果表明,土壤的有机质、碱解氮及全氮含量总体上以43年生华北落叶松人工林最高;速效钾及全钾含量有随林分年龄的增加而逐渐降低的趋势;磷元素则随林龄的增加呈现先下降后上升的趋势;同时,各林分土壤有效磷含量均相对偏低。有机质、碱解氮、全氮、速效钾、全钾及全磷的含量都随土层深度的增加逐渐下降,而有效磷含量则表现出先下降后又上升的趋势,拐点在40 cm左右。总体上,人工落叶松林土壤随林分年龄增加未表现出明显的退化趋势。     

晋西黄土丘陵区不同人工林下土壤养分性质研究

为了研究晋西黄土丘陵区不同人工林下土壤养分特性之间的异同,在该区选取了4种典型人工林配置模式,对其土壤表层(0～20cm)和下层(20～40cm)土壤的有机质含量、全量养分(N、P、K)以及速效养分(N、P、K)、pH值等进行了测定和比较,并据此分析了不同人工林下土壤养分分布的特性。结果表明:不同人工林模式下养分含量具有明显的层次性,除全K外,几种主要养分均存在表层(0～20cm)高于下层(20～40cm)的特征;通过相关分析和主成分分析发现,土壤有机质和全N、速效N存在极显著正相关关系,4种人工林模式下土壤养分综合得分由高到低依次为针阔混交林、人工阔叶林、人工针叶林和灌木林。     

不同林龄巨尾桉人工林土壤养分变化

对福建省漳州市1－6 a的巨尾桉（Eucalyptus urophylla×E．grandis）人工林土壤（0－60 cm）养分进行研究。结果表明：桉树人工林土壤pH随林龄增加而升高,有效硼的变化规律与pH相反;土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量及阳离子交换量均表现为随林龄增加而显著下降,随土层深度增加而下降（全钾含量随土层深度增加而升高）。相关关系分析发现, pH与土壤有机质、全氮、有效钾、有效硼呈显著或极显著负相关关系。主成分分析法对土壤肥力进行评价,林分土壤肥力得分依次为：1a＞2a＞3a＞4a＞6a。影响土壤肥力的主要因子是全钾、有机质、全磷、水解氮、有效硼。因此,在桉树人工林经营过程中,应注重测土配方施肥和营养诊断施肥;注重无机肥、有机肥、菌肥的配施;注重对磷肥、硼肥的施用,控制地力衰退。     

北京平原地区不同造林树种林下土壤化学计量特征

土壤有机碳、氮和磷浓度及其比例对林木的生长发育具有重要影响,探究树种-土壤养分之间的关系,可为平原地区人工林规划和管理以及土壤肥力恢复提供科学指导。以北京市大兴区平原造林区域5种人工纯林（国槐、毛白杨、银杏、油松和榆树）为研究对象,对林下0 ~ 20 cm和20 ~ 40 cm土壤有机碳、全氮和全磷浓度,以及生态化学计量特征和相关性进行研究。结果表明：（1）在0 ~ 20 cm,树种对土壤有机碳、全氮和全磷浓度均存在显著影响（P＜0.05）;在20 ~ 40 cm,树种对土壤全氮浓度影响显著。随土层加深,各树种林下土壤有机碳、全氮和全磷总体上呈下降趋势。研究区土壤有机碳、全氮和全磷浓度均低于全国平均值,尤其以缺氮最为严重。（2）在0 ~ 20 cm,不同树种之间土壤C:N、C:P和N:P均存在显著差异。榆树林土壤C:N显著大于毛白杨林、油松林和银杏林,银杏林土壤C:P显著高于毛白杨林和榆树林,而银杏林土壤N:P显著高于国槐林和榆树林。随着土层加深,土壤C:N、C:P和N:P变化各异。土壤C:P和N:P均远低于全国土壤均值。（3）相关分析表明,土壤全氮主要影响C:N和N:P,土壤有机碳主要影响C:P。国槐林和油松林在改善土壤养分方面有较好的效果。北京市平原造林区域的氮可能是影响林木生长的主要限制性元素,建议在后期的抚育管理过程中施用适量的氮肥,为造林树种提供良好的生长环境。     

桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征分析

深刻认识桉树人工幼龄林根区和非根区土壤属性特征对优化桉树营林措施具有重要意义。本研究以桉树人工幼龄林为研究对象,分析冬季和夏季桉树人工幼龄林根区和非根区0～20 cm和20～40 cm深度土壤理化性质、C∶N∶P化学计量比和细菌数量,探讨桉树人工幼龄林根区和非根区土壤理化属性和细菌丰度特征。结果表明,非根区土壤可溶性有机碳(DOC)、有机碳(SOC)、全氮(TN)含量显著大于根区土壤,非根区0～20 cm土壤可溶性有机氮(DON)和全磷(TP)含量显著大于根区土壤。夏季根区、非根区土壤含水量、DON、SOC和非根区DOC含量显著大于冬季;夏季桉树根区和非根区0～20 cm土壤TN、TP、土壤全钾含量显著低于冬季。参照全国土壤分级标准,冬季根区土壤SOC和夏季根区土壤TN含量为四级较缺乏水平。与全球森林土壤C∶N∶P平均值相比,桉树幼龄林根区土壤C∶N夏季高、冬季低,且根区土壤N∶P和C∶P均低于平均水平,推断桉树人工幼龄林冬季根区土壤存在C限制,夏季根区土壤存在N限制。桉树非根区0～20 cm土壤细菌丰度显著大于根区0～20 cm和非根区20～40 cm土壤。夏季土壤细菌丰度较冬季显著...     

不同人工林土壤养分变化的研究

为了揭示草原人工林地潜在的地力衰退趋势,本文采用典型样地调查、土样采集和室内分析相结合的方法,对一家河牧场境内两种不同草原人工林地的土壤养分变化进行了研究,结果表明:各样地除pH值随土层深度增加呈增加趋势外,其余各指标均呈下降趋势;杨树人工林下的A、B两个样地的土壤有机质、全N和速效N含量在2 cm土层中较高;落叶松人工林下的C、D和林缘G 3个样地在各土层中速氮值均较低,而全磷值较高;8个样地的土壤养分含量在60 cm土层中受人工林的营造影响较小;全钾和速效钾的含量受不同人工林的影响不大。