不同林齡凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳與氮磷鉀分布特征

段媛媛 李鳳姣

摘要[目的]闡明不同林齡凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化規(guī)律及其與氮磷鉀的關(guān)系。[方法]以4年生、7年生、11年生凹葉厚樸群落為研究對(duì)象，分析土壤有機(jī)碳、全氮、全磷和全鉀含量的變化規(guī)律。[結(jié)果]凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳、全氮和全磷含量均隨林齡的增大而減小，而土壤全鉀含量變化規(guī)律不明顯。各群落土壤養(yǎng)分的大小排序?yàn)?年生凹葉厚樸>7年生凹葉厚樸>11年生凹葉厚樸。[結(jié)論]隨林齡的增長(zhǎng)，凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳和肥力水平降低，可對(duì)中高林齡的凹葉厚樸群落增施有機(jī)肥等提高土壤肥力水平。

關(guān)鍵詞林齡；凹葉厚樸群落；土壤養(yǎng)分；分布特征

中圖分類(lèi)號(hào)S158.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）35-0122-02

Abstract[Objective] The aim was to reveal the relationships among soil organic carbon and N、P、K distribution characteristics of differentaged Magnolia officinalis communities. [Mehod] We took the 4，7 and 11 years Magnolia officinalis communities as the research object， analyzed the distribution characteristics of the soil organic carbon and total nitrogen，total phosphorous and total potassium. [Result] The soil organic carbon， total nitrogen and total phosphorus of differentaged Magnolia officinalis communities were shown as the growth of the stand age and gradually reduce the trend. The order was as following： 4 years Magnolia officinalis > 7 years Magnolia officinalis > 11 years Magnolia officinalis. [Conclusion] Along with the growth of the stand age， the soil organic carbon and fertility levels of Magnolia officinalis tend to decrease.We can improve the fertility levels by increasing organic manure fertilizer application.

Key wordsStand age；Magnolia officinalis communities；Soil nutrient；Distribution characteristics

土壤碳庫(kù)是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)，其微小變化能引起大氣CO2濃度的改變，進(jìn)而通過(guò)溫室效應(yīng)的加強(qiáng)或減弱來(lái)影響全球的氣候變化[1]。因此，土壤碳庫(kù)的動(dòng)態(tài)平衡對(duì)維持全球氣候起著重要作用[2]。研究表明，土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定性受關(guān)鍵養(yǎng)分元素氮、磷、鉀等供應(yīng)量的控制[3]。土壤有機(jī)碳通過(guò)影響土壤結(jié)構(gòu)等特征來(lái)影響土壤質(zhì)量，隨有機(jī)碳含量增加，土壤營(yíng)養(yǎng)元素也會(huì)隨之增加，土壤肥力相應(yīng)升高[4-5]。因此，研究土壤碳、氮、磷、鉀的分布特征對(duì)了解土壤碳庫(kù)的平衡機(jī)理有著非常重要的意義[6-7]。該研究以4、7、11年生凹葉厚樸群落為研究對(duì)象，探討不同群落土壤有機(jī)碳與氮磷鉀分布特征，為研究不同群落土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)及其變化規(guī)律提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1材料與方法

1.1樣品采集與分析

在陜南秦巴山區(qū)選取4、7、11年生未施肥的凹葉厚樸群落為研究對(duì)象。在所選樣地進(jìn)行土樣的采集，按S形選取5個(gè)樣點(diǎn)，取0～60 cm深度，混勻，風(fēng)干、

研磨、過(guò)篩（1.00和0.25 mm）、備用。采用重鉻酸鉀氧化還原滴定外加熱法[8]測(cè)量土壤有機(jī)碳含量；采用半微量開(kāi)氏法[8]測(cè)量土壤全氮含量；采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法[8]測(cè)量土壤全磷含量。采用氫氧化鈉熔融-火焰光度法[8]測(cè)量土壤全鉀含量。

1.2數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同林齡凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳、全氮、全磷及全鉀含量變化

從表1可看出，不同林齡凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳、全氮、全磷含量從大到小依次為4年生凹葉厚樸、7年生凹葉厚樸、11年生凹葉厚樸。不同林齡凹葉厚樸群落土壤全鉀含量從大到小依次為11年生凹葉厚樸、4年生凹葉厚樸、7年生凹葉厚樸。顯著性分析表明，不同林齡厚樸群落土壤全鉀含量差異顯著；4年生凹葉厚樸的土壤有機(jī)碳含量、土壤全氮含量顯著高于11年生凹葉厚樸群落。

2.2凹葉厚樸群落土壤有機(jī)碳與全氮、全磷及全鉀的回歸分析

由表2可看出，回歸方程中標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)從大到小依次為全氮、全磷、全鉀，由此可見(jiàn)，影響土壤有機(jī)碳含量的因素從大到小依次為全氮、全磷、全鉀。因此，土壤全氮、全磷和全鉀含量的共同作用決定了土壤有機(jī)碳含量的變異，而土壤全氮是影響土壤有機(jī)碳含量變化的主要因素。

3討論與結(jié)論

研究表明，不同植被類(lèi)型土壤養(yǎng)分含量受基質(zhì)質(zhì)量、凋落物產(chǎn)量、養(yǎng)分年歸還量、養(yǎng)分周轉(zhuǎn)率、土壤質(zhì)地、土壤類(lèi)型、母質(zhì)風(fēng)化程度等因素影響而不同[9-10]。該研究中不同林齡的厚樸群落土壤全鉀含量具有一定穩(wěn)定性。4年生凹葉厚樸群落土壤環(huán)境處于半封閉狀態(tài)，具有較好的光照和水熱條件，凋落物相對(duì)較多，植物凋落物在微生物作用下分解，土壤有機(jī)碳大量積累，且土壤有機(jī)碳被微生物礦化和腐殖質(zhì)化速度慢[11]，導(dǎo)致土壤有機(jī)碳、全氮、全磷和全鉀積累量多，其土壤養(yǎng)分含量最高。研究表明，隨著林木的生長(zhǎng)，郁閉度增大，養(yǎng)分競(jìng)爭(zhēng)激烈，高林齡落葉松（Larix gmelinii）土壤養(yǎng)分含量較低林齡土壤養(yǎng)分低[12]，這與該研究結(jié)果一致。11年生凹葉厚樸群落郁閉度大，地表水分蒸發(fā)慢，有利于微生物對(duì)土壤有機(jī)碳的分解，加上群落本身生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求也較大，使得所積累的土壤有機(jī)碳最少[13]。結(jié)果表明，中高林齡的凹葉厚樸群落土壤處于退化過(guò)程，建議通過(guò)保護(hù)林地枯枝落葉，適當(dāng)增施有機(jī)肥等途徑培肥土壤，提高土壤肥力水平。

土壤氮、磷、鉀含量反映出土壤對(duì)植被提供養(yǎng)分的潛在能力，它們與土壤有機(jī)碳及其動(dòng)態(tài)平衡構(gòu)成了土壤質(zhì)量評(píng)判的重要指標(biāo)[14]。厚樸群落土壤各養(yǎng)分之間不是孤立存在的，各指標(biāo)之間表現(xiàn)出協(xié)調(diào)效應(yīng)，一種指標(biāo)的變化可以對(duì)其他指標(biāo)的變化做出合理的解釋[15]。土壤全氮、全磷和全鉀主要是來(lái)源于土壤有機(jī)碳（包括施入的有機(jī)肥料）的周轉(zhuǎn)，通過(guò)微生物的礦質(zhì)化及同化作用，可以改進(jìn)土壤的理化性狀，使土壤中各種養(yǎng)分的存在狀態(tài)相互關(guān)聯(lián)[16]。不同群落土壤有機(jī)碳均與土壤全磷和全鉀呈正相關(guān)，但僅與土壤全氮呈極顯著正相關(guān)，說(shuō)明土壤全氮、全磷和全鉀能夠直接影響土壤有機(jī)碳含量的多少，而土壤全氮含量是影響不同群落土壤有機(jī)碳含量的主導(dǎo)因子。

參考文獻(xiàn)

[1] JENKINSON D S，ADAMS D E，WILD A.Model estimates of CO2 emissions from soil in response to global warming[J].Nature，1991，351（6324）：304-306.

[2] 徐馨，王法明，鄒碧，等.不同林齡木麻黃人工林生物多樣性與土壤養(yǎng)分狀況研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2013，22（9）：1514-1522.

[3] 姜巖，竇森.土壤施用有機(jī)物料后重組有機(jī)質(zhì)變化規(guī)律的探討I.對(duì)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合及腐殖質(zhì)結(jié)合形態(tài)的影響[J].土壤學(xué)報(bào)，1987，24（2）：97-104.

[4] 蘇永中，趙哈林.土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量、影響因素及其環(huán)境效應(yīng)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)沙漠，2002，22（3）：220-228.

[5] MI N A，WANG S Q，LIU J Y，et al.Soil inorganic carbon storage pattern in China[J].Global change biology，2008，14（10）：2380-2387.

[6] DIXON R K，SOLOMON A M，BROWN S，et al.Carbon pools and flux of global forest ecosystems[J].Science，1994，263（5144）：185-190.

[7] 劉留輝，邢世和，高承芳，等.國(guó)內(nèi)外土壤碳儲(chǔ)量研究進(jìn)展和存在問(wèn)題及展望[J].土壤通報(bào)，2009，40（3）：697-701.

[8] 鮑士旦.土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2000.

[9] 汪貴斌，曹福亮，程鵬，等.不同銀杏復(fù)合經(jīng)營(yíng)模式土壤肥力綜合評(píng)價(jià)[J].林業(yè)科學(xué)，2010，46（8）：1-7.

[10] 仇開(kāi)莉，陳文德，彭培好，等.沱江流域內(nèi)江段土壤有機(jī)碳與其他要素的相關(guān)性分析[J].水土保持研究，2013，20（3）：28-31.

[11] 常超，謝宗強(qiáng)，熊高明，等.三峽庫(kù)區(qū)不同植被類(lèi)型土壤養(yǎng)分特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29（11）：5978-5985.

[12] 楊曉娟，王海燕，劉玲，等.東北過(guò)伐林區(qū)不同林分類(lèi)型土壤肥力質(zhì)量評(píng)價(jià)研究[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2012，21（9）：1553-1560.

[13] BRADY N C，WEIL R R.Elements of the nature and properties of soils[M].New Jersey：Pearson Prentice Hall，2010.

[14] 張俊華，常慶瑞，賈科利，等.黃土高原植被恢復(fù)對(duì)土壤肥力質(zhì)量的影響研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2003，17（4）：38-41.

[15] 呂世麗，李新平，李文斌，等.牛背梁自然保護(hù)區(qū)不同海拔高度森林土壤養(yǎng)分特征分析[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，41（4）：161-168.

[16] 齊沛飲，關(guān)世英.土壤速效養(yǎng)分含量應(yīng)是土壤養(yǎng)分分級(jí)的依據(jù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，1988（8）：19-22.