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亚热带4种林分类型枯落物层和土壤层的碳氮磷化学计量特征

Stoichiometry of Carbon,Nitrogen,and Phosphorus in Litter and Soil of Four Types of Subtropical Stand

摘要【目的】探讨亚热带森林恢复过程中枯落物层和土壤层的 C,N,P 含量及其化学计量比的变化规律,为阐明亚热带次生林恢复对土壤养分的影响及森林恢复提供科学依据。【方法】采用空间代替时间的方法,以湘中丘陵区杉木人工纯林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林和石栎+青冈常绿阔叶林作为1个恢复系列,分别在其1 hm2的长期定位观测样地内,沿着坡面选择6块10 m ×10 m 小样地,每块小样地随机设置2个1.0 m ×1.0 m 样方,采集地表未分解层、半分解层、已分解层枯落物和0~10,10~20和20~30 cm 土层土壤样品,测定 C,N,P含量并计算 C,N,P的化学计量比。【结果】随着森林恢复和阔叶树比例增大,同一分解层枯落物 C含量呈下降趋势,而 N和 P(除已分解层外)含量大体呈增加趋势; C 含量随枯落物分解而下降;马尾松+石栎针阔混交林 N含量表现为半分解层>已分解层>未分解层,杉木人工林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林表现为半分解层>未分解层>已分解层;南酸枣落叶阔叶林 P 含量表现为未分解层>半分解层>已分解层,杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林和石栎+青冈常绿阔叶林均表现为半分解层最高,已分解层最低(除马尾松+石栎针阔混交林外);同一分解层枯落物 C∶N、C∶P和 N∶P比值随森林恢复而下降; C∶N、C∶P 比值随枯落物分解而下降,N∶P比值无明显变化规律;同一土层 C,N,P含量随森林恢复而增加;4种林分0~30 cm土壤层 C∶N和 C∶P平均比值变化趋势基本一致,石栎+青冈常绿阔叶林最高,其次是马尾松+石栎针阔混交林,杉木人工林最低;4种林分0~30 cm 土壤层 N∶P平均比值无显著差异;未分解层枯落物 C含量与0~10和0~30 cm 土层 C,N,P含量显著负相关,而 N,P含量与0~10和0~30 cm 土壤层 C,N(除 N 外),P 含量显著正相关;未分解层枯落物 C∶N、C∶P和 N∶P比值与0~10和0~30 cm 土壤层 C(除 N∶P 比值外),N,P 含量显著负相关;枯落物层 C∶N、C∶P和 N∶P比值与土壤层 C∶N、C∶P和 N∶P比值相关性不显著。【结论】随着森林恢复,阔叶树比例增大,枯落物层 C∶N、C∶P和 N∶P比值逐渐下降,土壤层 C,N,P含量增加,未分解层枯落物 C,N,P含量及其化学计量比对土壤层 C,N,P含量影响显著。在森林恢复和森林经营过程中,如何调整林分树种组成,改变枯落物层的质量显得十分关键。

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