中亚热带原生性森林生态系统土壤生态化学计量学特征

中亚热带原生性森林生态系统土壤生态化学计量学特征

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中亚热带原生性森林生态系统土壤生态化学计量学特征

中亚热带原生性森林生态系统土壤生态化学计量学特征

摘要：生态化学计量学为研究土壤-植物相互作用与C、N和P循环提供了

新的思路。利用生态化学计量比相关理论对武夷山41个土壤样点进行研究，发现：1）土壤C、N和P平均值分别为25.35±12.59g·kg-1、2.95±2.12g·kg-1和0.29±0.11g·kg-1，变化范围分别为6.07～56.54 g·kg-1、0.67～9.68 g·kg-1和0.06～0.49 g·kg-1；2）土壤C/N、C/P和N/P平均值分别为9.50±2.89、102.27±65.78和12.67±13.90，变化范围分别为3.92～13.27、20.54～303.53和3.24～62.58；3）土壤C、N、P、C/N、C/P和N/P变异系数分别为0.50、0.72、0.39、0.30、0.64和1.10。结果表明：研究区土壤C和N含量丰富，微生物活动活跃，土壤较为肥沃，可为我国森林生态系统的恢复提供科学依据。 关键词：土壤；生态化学计量学；中亚热带原生性森林系统；武夷山 0引言

生态化学计量学是近年来新兴的生态学研究领域，对揭示土壤化学元素的可获得性、循环和平衡机制及生态系统植被养分的限制性等具有重要意义，为研究土壤-植物相互作用与C、N和P循环提供了新的思路[1，2]。土壤养分是土壤肥力最重要的物质基础，其中，N和P是生物生长的限制性养分，C是物质结构，三者密切相关，所以，关于C、N和P的生态化学计量学的研究最多[3]。生态化学计量学提出20多年来，国内外学者已在许多领域进行了应用。例如，张向茹等人在研究黄土高原不同纬度下刺槐林土壤生态化学计量学特征中发现土壤C/P和N/P随纬度的升高显著减小[4]，刘兴诏等人发现南亚热带森林不同演替过程中植物与土壤各土层的N/P随演替的进行有不断增加的趋势[5]。然而，相

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较于国外生态化学计量学研究的深度和广度，国内研究则相对不足[6]。 我国森林生态系统退化程度严重，恢复已退化的森林生态系统成为当代人迫切需要解决的重大问题。武夷山是福建省著名旅游景点，因其保存着大量完整无损、多种多样的林带，是中国亚热带森林和南中国雨林最大、最具代表性的例证。作为中亚热带原生性森林生态系统，研究其土壤中多种元素含量变化，循环平衡和有效性对恢复我国森林生态系统具有借鉴作用。因此，本文主要对武夷山土壤C、N和P含量及生态化学计量学特征进行探讨，以期为恢复我国森林生态系统提供科学的理论依据。 1研究区概况与数据源 1.1研究区概况

武夷山自然保护区位于27°33′-27°54′N，117°27′-117°51′E，处福建省武夷山市，区内多为北北东向和北西向的断谷所分割，形成高山深谷地貌。武夷山地处中亚热带，四季温度均匀，年平均气温约8.5～18℃，年降水量约1846～2150mm[7]，是福建省降水量最多的地区。武夷山主要分布前震旦系和震旦系的变质岩系，中生代的火山岩、花岗岩和碎屑岩，由于坡度较大，成土母质多为坡积物或残积-坡积物，土壤类型主要有红壤、黄红壤、黄壤、草甸土[8，9]。武夷山保存了世界同纬度带最完整、最典型、面积最大的中亚热带原生性森林生态系统，发育有明显的植被垂直带谱，几乎囊括了中国亚热带所有的亚热带原生性常绿阔叶林和岩生性植被群落[10，7]。 1.2数据源

本文土壤样品为2014年11月在武夷山自然保护区所采集的土壤。土壤野外采样过程中，利用手持GPS准确定位。野外采样共采集土壤样品41个。将采

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集的土壤样品带回室内实验室进行土壤理化性质的测定，测定项目包括有机质、全氮和全磷，有机质的测定采用高温外热重铬酸钾氧化-容量法，全氮采用开氏消煮法，全磷采用氢氧化钠熔融-钼锑抗比色法。在此基础上再计算出C/N、C/P和N/P（质量比）的值，如表1；采用SPSS进行单因素方差分析（P40 g·kg-1），全氮属一级水平（>2 g·kg-1），土壤全磷属六级极贫乏水平（

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