北江中下游不同林分类型土壤C、N、P生态化学计量特征

doi:10.13287/j.1001-9332.202304.001

应用生态学报 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (4): 962-968.doi: 10.13287/j.1001-9332.202304.001

北江中下游不同林分类型土壤C、N、P生态化学计量特征

许窕孜^1,2, 叶彩红^1,2, 张耕², 张中瑞², 朱航勇², 何茜¹, 丁晓纲^2*

¹华南农业大学林学与风景园林学院, 广州 510642;
²广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院, 广州 510520

收稿日期:2022-10-12 接受日期:2023-01-18 出版日期:2023-04-15 发布日期:2023-10-15
通讯作者: *E-mail: 27267152@qq.com
作者简介:许窕孜, 女, 1998年生, 硕士研究生。主要从事森林培育学研究。E-mail: 986812759@qq.com
基金资助:
广东省省级财政专项资金“林地土壤调查”项目(2020—2022年)、广东省林业科技计划项目(2019-07)和广东省省级生态公益林效益补偿资金省统筹经费项目(2022年)

Soil C, N and P stoichiometry in different forest stand types in the middle and lower reaches of the Beijiang River, China

XU Tiaozi^1,2, YE Caihong^1,2, ZHANG Geng², ZHANG Zhongrui², ZHU Hangyong², HE Qian¹, DING Xiaogang^2*

¹College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China;
²Guangdong Key Laboratory of Silviculture, Protection and Utilization/Guangdong Academy of Forestry, Guangzhou 510520, China

Received:2022-10-12 Accepted:2023-01-18 Online:2023-04-15 Published:2023-10-15

摘要/Abstract

摘要： 选取北江中下游阔叶林、针叶林、针阔混交林3种类型林分为对象,研究0～80 cm土层土壤的有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其生态化学计量比的垂直分布特征。结果表明: 3种林分类型的土壤C、N、P含量分别为12.17～14.25、1.14～1.31、0.27～0.30 g·kg^-1,C、N含量随土层深度增加呈降低的趋势。各土层土壤C、N含量表现为针阔混交林>针叶林>阔叶林;P含量在3种林分类型间差异不显著,在垂直剖面上无明显的规律性变化。3种林分类型土壤C/N、C/P、N/P分别为11.2～11.3、49.0～60.3、4.5～5.7,土壤C/N在3种林分类型间差异不显著,土壤C/P、N/P均以针阔混交林最高,且显著高于阔叶林和针叶林。土壤深度和林分类型对土壤C、N、P含量及其化学计量比无显著的交互作用,但C与N、N与C/P在各林分类型和土层中均呈显著正相关。土壤C/P和N/P对林分类型的生态指示作用更明显,针阔混交林受P限制较强。

关键词: 林分类型, 土壤养分, 生态化学计量, 垂直分布

Abstract: We examined the vertical distribution characteristics of soil organic carbon (C), total nitrogen (N), total phosphorus (P) and their ecological stoichiometric ratios in 0-80 cm soil profile under three forest stand types in the middle and lower reaches of the Beijiang River, including broad-leaved forest, coniferous forest, and mixed coniferous and broad-leaved forest. The results showed that soil C, N and P contents of the three forest stand types were 12.17-14.25, 1.14-1.31, and 0.27-0.30 g·kg^-1, respectively. The contents of C and N decreased with the increases of soil depth. The content of C and N in each soil layer showed that coniferous and broad-leaved mixed forest > coniferous forest > broad-leaved forest. There was no significant difference in P content among the three stand types, and there was no obvious variation in the vertical profile. The soil C/N, C/P, and N/P of the three forest types were 11.2-11.3, 49.0-60.3, and 4.5-5.7, respectively. There was no significant difference in soil C/N among the three stand types. The highest soil C/P and N/P were found in the mixed forest. There was no interaction between soil depth and stand type in affecting soil C, N, P contents and their stoichiometric ratios. There was significant positive correlation between C and N, and between N and C/P in each stand type and soil layer. Soil C/P and N/P had stronger ecological indicating effects on stand types. The coniferous and broad-leaved mixed forest was strongly limited by P availability.

Key words: stand type, soil nutrient, ecological stoichiometry, vertical distribution

许窕孜, 叶彩红, 张耕, 张中瑞, 朱航勇, 何茜, 丁晓纲. 北江中下游不同林分类型土壤C、N、P生态化学计量特征[J]. 应用生态学报, 2023, 34(4): 962-968.

XU Tiaozi, YE Caihong, ZHANG Geng, ZHANG Zhongrui, ZHU Hangyong, HE Qian, DING Xiaogang. Soil C, N and P stoichiometry in different forest stand types in the middle and lower reaches of the Beijiang River, China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2023, 34(4): 962-968.

参考文献 40

[1]	Wang K, Zhang RS, Song LN, et al. Comparison of C:N:P stoichiometry in the plant-litter-soil system between poplar and elm plantations in the Horqin Sandy Land, China. Frontiers in Plant Science, 2021, 12: 655517
[2]	韩瑞芸, 陈哲, 杨世琦. 秸秆还田对土壤氮磷及水土的影响研究. 中国农学通报, 2016, 32(9): 148-154
[3]	陶冶, 张元明, 周晓兵. 伊犁野果林浅层土壤养分生态化学计量特征及其影响因素. 应用生态学报, 2016, 27(7): 2239-2248
[4]	Griffiths BS, Spilles A, Bonkowski M. C:N:P stoichio-metry and nutrient limitation of the soil microbial biomass in a grazed grassland site under experimental P limitation or excess. Ecological Processes, 2012, 1: 6
[5]	Bo FJ, Zhang YX, Chen HYH, et al. The C:N:P stoichiometry of planted and natural Larix principis-rupprechtii stands along altitudinal gradients on the Loess Pla-teau, China. Forests, 2020, 11: 363
[6]	聂阳意, 王海华, 李晓杰, 等. 武夷山低海拔和高海拔森林土壤有机碳的矿化特征. 应用生态学报, 2018, 29(3): 748-756
[7]	张雨鉴, 王克勤, 宋娅丽, 等. 滇中亚高山5种林型土壤碳氮磷生态化学计量特征. 生态环境学报, 2019, 28(1): 73-82
[8]	Lasota J, Maek S, Jasik M, et al. Effect of planting method on C:N:P stoichiometry in soils, young silver fir (Abies alba Mill.) and stone pine (Pinus cembra L.) in the upper mountain zone of Karpaty Mountains. Ecological Indicators, 2021, 129: 107905
[9]	Qiao Y, Wang J, Liu H, et al. Depth-dependent soil C-N-P stoichiometry in a mature subtropical broadleaf forest. Geoderma, 2020, 370: 114357
[10]	崔秋芳, 程倩, 杨喜田. 南太行山区侧柏纯林及其混交林土壤生态化学计量特征. 西部林业科学, 2020, 49(1): 20-24
[11]	乔阳. 亚热带常绿阔叶林土壤碳、氮、磷化学计量特征及其影响因素. 博士论文. 上海: 华东师范大学, 2020
[12]	屠晶, 栗忠飞, 孙靖, 等. 滇南3种不同类型热带森林优势种幼树树干生态化学计量特征. 林业科学研究, 2022, 35(5): 146-155
[13]	杨阳, 刘秉懦, 杨新国, 等. 荒漠草原中不同密度人工柠条灌丛土壤化学计量特征. 水土保持通报, 2014, 34(5): 67-73
[14]	张泰东, 王传宽, 张全智. 帽儿山5种林型土壤碳氮磷化学计量关系的垂直变化. 应用生态学报, 2017, 28(10): 3135-3143
[15]	李国标, 何建伟, 曾球根, 等. 广东省清远市野生经济植物资源. 广东林业科技, 2007, 23(2): 32-36
[16]	国家林业局. 森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算. LY/T 1237—1999. 北京: 中国标准出版社, 1999
[17]	国家林业局. 森林土壤氮的测定. LY/T 1228—2015. 北京: 中国标准出版社, 2015
[18]	国家林业局. 森林土壤磷的测定. LY/T 1232—2015. 北京: 中国标准出版社, 2015
[19]	Wilding LP. Spatial variability: Its documentation, accommodation and implication to soil surveys// Nielson DR, Bouma J, eds. Soil Spatial Variability. Wageningen, the Netherlands: Purdoc, 1984: 166-193
[20]	罗亚勇, 张宇, 张静辉, 等. 不同退化阶段高寒草甸土壤化学计量特征. 生态学杂志, 2012, 31(2): 254-260
[21]	董雪, 辛智鸣, 黄雅茹, 等. 乌兰布和沙漠典型灌木群落土壤化学计量特征. 生态学报, 2019, 39(17): 6247-6256
[22]	王文君, 杨万勤, 谭波, 等. 四川盆地亚热带常绿阔叶林不同物候期凋落物分解与土壤动物群落结构的关系. 生态学报, 2013, 33(18): 5737-5750
[23]	Vesterdal L, Schmidr IK, Callesen I, et al. Carbon and nitrogen in forest floor and mineral soil under six common European tree species. Forest Ecology and Management, 2007, 255: 35-48
[24]	Orwin KH, Kirschbaum MUF, St John MG, et al. Organic nutrient uptake by mycorrhizal fungi enhances ecosystem carbon storage: A model-based assessment. Eco-logy Letters, 2011, 14: 493-502
[25]	杨敏, 杨飞, 杨仁敏, 等. 祁连山中段土壤有机碳剖面垂直分布特征及其影响因素. 土壤, 2017, 49(2): 386-392
[26]	Yang YH, Luo YQ. Carbon:nitrogen stoichiometry in forest ecosystems during stand development. Global Eco-logy & Biogeography, 2011, 20: 354-361
[27]	秦娟, 孔海燕, 刘华. 马尾松不同林型土壤C、N、P、K的化学计量特征. 西北农林科技大学学报: 自然科学版, 2016, 44(2): 68-76
[28]	刘兴诏, 周国逸, 张德强, 等. 南亚热带森林不同演替阶段植物与土壤中N、P的化学计量特征. 植物生态学报, 2010, 34(1): 64-71
[29]	陶冶, 张元明, 周晓兵. 伊犁野果林浅层土壤养分生态化学计量特征及其影响因素. 应用生态学报, 2016, 27(7): 2239-2248
[30]	王绍强, 于贵瑞. 生态系统碳氮磷元素的生态化学计量学特征. 生态学报, 2008, 28(8): 3937-3947
[31]	Cleveland CC, Liptzin D. C:N:P stoichiometry in soil: Is there a “Redfield ratio” for the microbial biomass. Biogeochemistry, 2007, 85: 235-252
[32]	朱秋莲, 邢肖毅, 张宏, 等. 黄土丘陵沟壑区不同植被区土壤生态化学计量特征. 生态学报, 2013, 33(15): 4674-4682
[33]	Olander LP, Vitousek PM. Regulation of soil phosphatase and chitinase activity by N and P availability. Biogeochemistry, 2000, 49: 175-190
[34]	崔志鹏, 王菁华, 陈玉婷, 等. 伏牛山南麓山茱萸人工林土壤碳氮磷及化学计量特征. 应用与环境生物学报, 2021, 27(4): 908-915
[35]	赵伟文, 梁文俊, 魏曦. 不同林分类型对土壤理化性质特征的影响. 山西农业大学学报: 自然科学版, 2019, 39(2): 61-68
[36]	张莎莎, 李爱琴, 王会荣, 等. 不同海拔杉木人工林土壤碳氮磷生态化学计量特征. 生态环境学报, 2020, 29(1): 97-104
[37]	彭素琴, 刘郁林, 刘苑秋, 等. 针叶林补阔对土壤有机碳、氮含量的影响. 赣南师范大学学报, 2022, 43(3): 97-102
[38]	Qiao L, Schaefer DA, Zou XM. Variations in net litter nutrient input associated with tree species influence on soil nutrient contents in a subtropical evergreen broad-leaved forest. Science Bulletin, 2014, 59: 46-53
[39]	秦海龙, 付旋旋, 卢瑛, 等. 广西猫儿山不同海拔土壤碳氮磷生态化学计量特征. 应用生态学报, 2019, 30(3): 711-717
[40]	颜秋晓, 高安勤, 林昌虎, 等. 梵净山珍稀植物林下土壤颗粒特征及化学性质. 西南农业学报, 2016, 29(12): 2922-2929

北江中下游不同林分类型土壤C、N、P生态化学计量特征

Soil C, N and P stoichiometry in different forest stand types in the middle and lower reaches of the Beijiang River, China

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[1]	刘一麟, 任悦, 高广磊, 丁国栋, 张英, 柳叶. 樟子松林根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 615-621.
[2]	艾灵, 吴福忠, 樊雪波, 杨静, 吴秋霞, 朱晶晶, 倪祥银. 米槠和杉木人工林土壤酶活性和酶化学计量特征对凋落物输入的短期响应 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(3): 631-638.
[3]	李佳玉, 施秀珍, 李帅军, 王振宇, 王建青, 邹秉章, 王思荣, 黄志群. 杉木人工林和天然次生林林龄对土壤酶活性的影响 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(2): 339-346.
[4]	刘洪顺, 布仁仓, 王正文, 常禹, 熊在平, 齐丽, 高越. 辽西北沙化土地植被生产力关键影响因素 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(1): 49-54.
[5]	王国华, 王佳琪, 刘婧. 晋西北丘陵风沙区柠条锦鸡儿人工林植被和土壤随林龄变化特征 [J]. 应用生态学报, 2024, 35(1): 62-72.
[6]	植可翔, 关欣, 李仁山, 王娇, 段萱, 陈波翰, 张伟东, 杨庆朋. 杉木林下植物氮磷重吸收对微尺度土壤养分异质性的响应 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(5): 1187-1193.
[7]	王世豪, 徐新良, 黄麟, 赵广. 1980s—2010s东北农田土壤养分时空变化特征 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(4): 865-875.
[8]	闫媛媛, 郭琪, 管俊泽, 刘志, 王东男, 谷加存. 红松和水曲柳叶生态化学计量及养分重吸收特征的地理变异 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(4): 977-984.
[9]	丁爽, 魏圣钊, 陈真亮, 邵婧, 段逢瑞, 严禹, 段兴武. 中国西南典型森林土壤微生物在不同土壤深度下的变化特征 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(3): 614-622.
[10]	裴亚楠, 吕卫光, 郭涛, 白娜玲, 李双喜, 张娟琴, 张海韵, 张翰林. 秸秆还田配施促腐菌剂对土壤团聚体及其养分的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(12): 3357-3363.
[11]	李欣阳, 张娟娟, 周建云, 陈萌, 李明, 张旭, 赵妍, 曹扬. 宁南山区人工混交林叶片-凋落物-细根生态化学计量特征 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(11): 2889-2897.
[12]	汪雪, 刘晓静, 王静, 童长春, 吴勇. 紫花苜蓿-燕麦连续间作下根系及土壤养分时空变化特征 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(10): 2683-2692.
[13]	陈鸿飞, 赵芳草, 王一昊, 董宽虎, 王常慧, 陈晓鹏. 氮添加对盐渍化草地根际土壤理化性质的影响 [J]. 应用生态学报, 2023, 34(1): 67-74.
[14]	杨乐, 何莹, 李东宾, 岳春雷, 朱弘, 张飞英, 李贺鹏. 旱化对浙江山地沼泽湿地土壤与植物碳氮磷含量的影响 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(5): 1267-1274.
[15]	杨学亭, 樊军, 盖佳敏, 杜梦鸽, 金沐. 祁连山不同类型草地的土壤理化性质与植被特征 [J]. 应用生态学报, 2022, 33(4): 878-886.