湘北丘陵区混交阔叶林不同树种土壤C、N、P生态化学计量学特征研究

发布时间：2018-10-23 06:58

【摘要】：生态化学计量学是研究生物系统能量平衡和多重化学元素平衡的科学。生态化学计量目前主要强调活的有机体中碳(C)、氮(N)、磷(P)等重要元素间的计量关系。土壤中C、N、P是限制植物生长发育的重要养分元素,也是植物赖以生存的物质基础和重要的环境条件。亚热带是阔叶林主要分布区,由于受人工干扰天然阔叶林退化严重,后经人工造林,使其有了一定的恢复。因此,本论文以湘北丘陵区人工种植混交阔叶林不同树种为对象,比较研究不同树种土壤C、N、P含量及其化学计量学特征,揭示同一环境不同树种对当地土壤的养分供给能力的影响,为营造人工林树种配置及其经营管理提供科学依据。主要研究结果如下：(1)研究区内20种树种0-20cm土层C含量变化范围为3.07-11.51g·kg-1, 20-40cm土层C含量变化范围为2.59-9.65g·kg-1,40-60cm土层C含量均值为7.85-2.23g·kg-1, C含量分布特征基本表现为随土壤深度增加而呈递减趋势。0-20cm土层N含量变化范围为0.42-1.01g·kg-1,20-40cm土层N含量变化范围为0.34-1.00g·kg-1,40-60cm土层N含量变化范围为0.30-0.87g·kg-1。0-20cm土层P含量变化范围为0.42-0.93g·kg-1,20-40cm土层P含量变化范围为0.35-0.94g·kg-1,40-60cm土层P含量变化范围为0.27-0.84g·kg-1。(2)研究区内20种树种0-20cm土层的C/N变化范围为4.32-16.73,20-40cm土层为3.66-15.56,40-60cm土层为4.54-17.79,平均值分别为11.42、10.70、9.72,表明表层土壤C/N较高,因此表层土壤矿化速率较低,微生物活性受到一定限制,而且研究地C/N比处在我国土壤C/N比(10：1-12：1)平均值范围内。研究区内20种树种0-20cm土层的N/P变化范围为0.56-2.17,20-40cm土层为0.36-2.29,40-60cm土层为0.47-1.81,平均值分别为1.16、1.10、0.94,表明本研究地并未受到N限制。研究区内20种树种0-20cm土层的C/P变化范围为5.36-23.89,20-40cm土层为3.48-19.79,40-60cm土层为2.65-25.83,平均值分别为12.62、11.37、9.00。由此表明不同树种对C、N、P的吸收效率不同,是造成土壤C/N/P化学计量学特征差异的主要影响因素。(3)研究区内土壤pH范围在3.92-5.01之间,为酸性土。土壤含水量变化范围为10.23%-11.54%。土壤容重为1.38。土壤理化性质与C、N、P和化学计量学之间的关系表现为：除野桐、杜英、阔瓣含笑、柔毛油杉、栓皮栎和长叶石栎的土壤pH值与土壤C呈显著相关,其余树种的土壤pH值均与土壤C无显著相关性。除鹅掌楸、长叶石栎、柔毛油杉、杜英的土壤pH值与土壤N呈显著性外,其余树种的土壤pH值均与N无显著相关性。所有树种的土壤pH值分别与P、C/N之间无显著相关性。除杜英、鹅掌楸和柔毛油杉的土壤pH值与N/P呈显著相关外,其余无显著相关性。除栓皮栎、野桐、柔毛油杉、杜英的土壤pH值与C/P呈显著相关,其余无显著相关性。除野桐、蓝果树、红稠木、红榉的土壤含水量与土壤C值呈显著相关外,其余无显著相关性。红榉、栓皮栎、白玉兰的土壤含水量与土壤N值呈显著相关外,其余无显著相关性。20种树种的土壤含水量均与土壤P含量不存在显著相关性。除鹅掌楸的土壤含水量与C/N值呈显著相关外,其余无显著相关性。除栓皮栎的土壤含水量与N/P呈显著相关,其余无显著相关性。除蓝果树、栓皮栎和野桐的土壤含水量与C/P呈显著相关,其余无显著相关性。除臭椿、长叶石栎的土壤容重与C呈显著相关,其余无显著相关性。除长叶石栎、柔毛油杉的土壤容重与N呈显著相关,其余无显著相关性。20种树种的土壤容重与P含量无显著相关性。20种树种的土壤容重与C/N无显著相关性。除大叶青冈、长叶石栎的土壤容重与N/P呈显著相关外,其余无显著相关性。除长叶石栎的土壤容重与C/P呈显著相关外,其余无显著相关性。由此进一步表明,20种树种生长在同一自然环境中,水热条件和成土作用没有成为控制土壤生态化学特征影响因素,因此,树种对养分效率吸收和植被枯落物养分归还成为了控制土壤生态化学特征主要因素。
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【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714

【参考文献】