中亚热带4种森林土壤碳、氮、磷化学计量特征
2016-12-19喻林华项文化黄志宏
彭 晓 ,方 晰 ,2,喻林华 ,项文化 ,2,黄志宏 ,2
(1. 中南林业科技大学 生命科学与技术学院,湖南 长沙 410004;2. 南方林业生态应用技术国家工程实验室,湖南 长沙 410004)
中亚热带4种森林土壤碳、氮、磷化学计量特征
彭 晓1,方 晰1,2,喻林华1,项文化1,2,黄志宏1,2
(1. 中南林业科技大学 生命科学与技术学院,湖南 长沙 410004;2. 南方林业生态应用技术国家工程实验室,湖南 长沙 410004)
以湘中丘陵区杉木人工林(CL)、马尾松—石栎针阔混交林(PM)、南酸枣落叶阔叶林(CA)、石栎—青冈常绿阔叶林(LG)为对象,研究了中亚热带森林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其生态化学计量特征。结果表明:同一土层SOC、TN、TP含量随着森林树种增加而增加,LG、CA 0~30 cm土层SOC平均含量显著高于CL,但与PM差异不显著,CA各土壤层TN平均含量均显著高于CL、PM,但与LG差异不显著,CA各土壤层TP平均含量显著高于CL、PM、LG;4种森林土壤SOC、TN含量随土壤深度增加而下降,呈“倒金字塔”的分布模式,但TP含量随土壤深度变化不明显,呈“圆柱体”的分布模式。LG各土壤层C:N、C:P平均比值最高,其次是PM,CA、CL最低,但4种森林同一土层N∶P平均比值差异不显著,4种森林0~30 cm土层的C∶N∶P平均比值均明显高于我国土壤C∶N∶P比值的平均值(60∶5∶1),C∶N、C∶P、N∶P比值均随土壤深度增加而下降,不同森林之间的差异也随土壤深度增加而减弱。土壤SOC、TN、TP相互之间的耦合关系显著,C∶N、C∶P比值主要受土壤SOC含量的影响,N∶P比主要受到土壤SOC、TN含量的影响,土壤C∶P比对土壤C∶N、N∶P比值影响显著。
中亚热带森林;土壤养分;生态化学计量比;相关性分析
碳(C)是植物体干物质组成最主要的结构性元素,氮(N)、磷(P)是植物生长代谢过程中不可缺少的组成元素,深刻影响着植物的生长发育。生态化学计量学主要研究生态系统C、N、P等生命元素的平衡与耦合关系,为研究C、N、P等元素在各种生态过程中的耦合关系以及它们之间的动态平衡提供了一种综合方法。近年来,生态化学计量学已成为了生态学研究热点之一,受到国内外学者广泛关注[1-2]。许多学者运用生态化学计量方法来研究土壤C、N、P的区域分布特征和规律。国外率先开展这方面的研究,从海洋生态系统扩展到湖泊、草地、森林等生态系统[3-4]。我国虽起步较晚,但近几年来发展迅速,也取得了较多研究成果,但当前主要集中在植物叶片C、N、P生态化学计量学特征的研究[5-6],有关亚热带天然次生林恢复及其树种组成的差异对土壤C、N、P含量及其生态化学计量比影响的研究报道尚不多见,对中亚热带森林树种组成的差异对土壤肥力演变规律、土壤有机碳库的影响仍无法准确评估,对具体地点不同演替阶段树种适应所在环境N、P养分限制性的重要机制以及不同森林类型土壤C、N、P生态化学计量特征的研究仍比较欠缺[4,7-8]。森林土壤N、P含量直接影响植物生长发育,常被作为判断植物生长是否受到限制的两种元素,在一定程度上调节着植物C∶N和C∶P比值[9],土壤C、N、P比值是成土因子、植被类型和人类活动的综合影响结果[7,10],可反映土壤C、N、P循环以及它们之间动态平衡特征。因此,研究森林土壤C、N、P含量及其生态化学计量学特征对认识森林生态系统的营养元素循环过程、反馈机制和对各种干扰的响应,为实现森林生态系统可持续经营具有重大的理论和实践意义[10]。
研究表明,土壤C、N、P生态化学计量比受到地貌、气候、植被等成土因子以及人类经营活动的影响,因而空间差异性显著[10]。随着南亚热带森林演替,土壤N∶P比值呈明显增加的变化趋势[11]。但也有研究发现,在季风常绿阔叶林不同演替阶段之间,土壤C∶N比值没有显著的差异,随着植被演替,土壤C∶P、N∶P比值呈下降的变化趋势[12]。随着滇中高原典型植被演替,土壤C∶P、N∶P比值先升高后降低,演替中期出现最大值[13]。土壤C、N、P生态化学计量学特征因人为干扰程度不同而发生改变[14]。综观已有文献,对森林土壤C、N、P含量及其生态化学计量比随着森林树种组成变化的研究仍较缺乏,而且目前不同研究结果之间存在较大的差异。近20多年来,随着中国政府实施了系列林业生态工程,如“退耕还林”、“天然林保护”、“长江中上游防护林建设”等工程,中亚热带地区森林恢复迅速,形成了多种次生林和人工林并存,树种组成及结构趋于复杂。本研究选择地域相邻、环境条件(母岩、土壤)基本一致的杉木Cunninghamia lanceolata人工林、马尾松Pinus massonana—石栎Lithocarpus glaber针阔混交林、南酸枣Choerospondia axillaris落叶阔叶林、石栎—青冈Cyclobalanopsis glauca常绿阔叶林为对象,探究中亚热带森林土壤C、N、P生态化学计量学特征,为中亚热带森林恢复、次生林改造及其可持续经营提供科学依据。
1 研究地概况
研究地设置在湖南省长沙县大山冲林场(113°17′~ 113°19′E,28°23′~ 28°24′N), 地处于湘中低山丘陵区幕阜山余脉西缘,海拔高度在55~350 m之间,相对高度约为100~150 m之间;属于典型的亚热带东南季风湿润性气候,年平均气温在17.0 ℃,最高月平均气温为30.7 ℃(7月),最低月平均气温为6.2 ℃(1月),年均降雨量在1 412~1 559 mm之间,主要集中在4~7月份;土壤以酸性红壤为主,由板岩和页岩发育而成,地带性植被为亚热带常绿阔叶林,由于人为干扰,原生地带性森林植被已被破坏,经过近半个世纪的封山育林,现保存有杉木、马尾松、毛竹(Phyllostachys heterocycla)等人工林群落以及由处于不同演替阶段树种组成的多种次生林,林场内次生林人为干扰少。
2 研究方法
2.1 样地设置
在林场内选择地域相邻,土壤、气候条件基本一致的4种森林类型:无施肥历史的杉木人工林、马尾松-石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎-青冈常绿阔叶林(分别记为CL、PM、CA、LG,下同)。2009年,在4种森林内选取代表地段,分别设置1块面积为1 hm2(100 m×100 m)的长期定位观测样地,各样地林分基本特征及其植物多样性指数见参考文献[15]。
2.2 土壤样品的采集、处理和分析方法
2011年11月下旬~12月上旬,在4 种森林的长期定位观测样地内分别沿上、中、下坡各选择6个10 m×10 m小样地,每个小样地随机设置2 个1.0 m×1.0 m小样方,在完成小样方地表凋落物收集后,在小样方内挖掘土壤剖面,按0~10 cm,10~20 cm和20~30 cm分层从下至上采集土壤样品。在室内,同一小样地2个小样方同一土层土壤等量混合成1个土壤样品(约取2 kg),即每1种森林类型同一土层的土壤样品重复6个,清除植物碎屑、根系和石砾等杂质后,自然风干,过0.25 mm土壤筛,保存于样品袋备用。
土壤有机碳(SOC)用重铬酸钾—浓硫酸水合加热法测定,全N用半微量凯氏定氮法测定,全P用王水酸熔—钼锑抗比色法测定。每个样品平行测定3次,取平均值作为该样品的最终测定结果。
2.3 数据统计与分析
采用Excel 2003和SPSS 10.0统计软件对数据进行整理,采用Excel 2003作图。各统计数据以平均值±标准差表示。采用单因素方差分析(One-Way ANOVA)的LSD法对不同森林之间、不同土层之间土壤有机C、全N、全P含量,C∶N、N∶P、C∶P比值进行差异性检验(P≤0.05)。土壤有机C、N、P含量及其与C∶N,N∶P,C∶P比值之间相关性分析采用Pearson分析。
3 结果与分析
3.1 土壤有机碳、全氮、全磷含量的变化
如图1所示,4种森林0~30 cm土层有机碳(SOC)平均含量在15.16~21.67 g/kg之间,其中,CA、LG与CL差异显著(P<0.05),与PM差异不显著(P>0.05),CA与LG差异,PM与CL差异不显著(P>0.05)。4种森林SOC含量均随土壤深度增加而下降,呈“倒金字塔”的分布模式,0~10 cm土层与10~20 cm土层、20~30 cm土层差异显著(P<0.05),10~20 cm土层与20~30 cm土层差异不显著(P>0.05)。不同森林SOC含量的差异也随土壤深度增加而减弱,0~10 cm土层,除CA与LG差异不显著(P>0.05)外,PM、CA、LG与CL之间,CA、LG与PM之间差异显著(P<0.05);10~20 cm土层,PM、CA、LG与CL差异显著(P<0.05),PM、CA、LG两两之间差异不显著(P>0.05);20~30 cm土层,4种森林两两之间差异不显著(P>0.05)。
4种森林0~30 cm土层全氮(TN)平均含量在1.36~1.93 g/kg之间变化,CA最高,CL最低,CA与CL、PM差异显著(P<0.05),与LG差异不显著(P>0.05),CL、PM、LG两两之间差异不显著(P>0.05)。4种森林TN含量也随土壤深度增加而下降,0~10 cm土层与10~20 cm土层、20~30 cm土层差异显著(P<0.05),10~20 cm土层与20~30 cm土层差异不显著(除CL外)(P>0.05),也呈“倒金字塔”的分布模式。不同森林TN含量的差异也随土壤深度增加而减弱,0~10 cm土层、10~20 cm土层,CA与CL、PM差异显著(P<0.05),与LG差异不显著(P>0.05),20~30 cm土层,4森林两两之间的差异不显著(P>0.05)(图1)。
4种森林0~30 cm土层全磷(TP)平均含量在0.13~0.18 g/kg之间变化,CA各土层TP含量最高,CL最低,且CA与CL、PM、LG差异显著(P<0.05),CL、PM、LG两两之间差异不显著(P>0.05)。各森林土壤TP含量均不随土壤深度增加而变化,同一森林各土层间差异不显著(P>0.05),呈“圆柱体”的分布模式(图1)。
4种森林同一土层SOC、TN、TP平均含量均表现为SOCC>TN>TP,同一土层SOC、TN、TP含量基本上呈随着森林树种增加而增大(见图1)。分析结果(表1)表明,各土层SOC含量(除20~30 cm土层外)与森林植物多样性指数呈显著正相关(P<0.05),各土层TN、TP含量与森林植物多样性指数呈线性正相关,但不显著(P>0.05)。
图1 不同森林各土层有机碳、全氮、全磷含量(平均值±标准差)Fig. 1 Soil organic carbon, total nitrogen and total phosphorus concentrations in the four forests (mean ± standard deviation)
表1 森林土壤有机碳、全氮、全磷含量与植物多样性指数的相关系数(n=4)†Table 1 Correlation coefficients between content of SOC,total N, total P in soil and index of plant diversity
3.2 土壤C、N、P生态化学计量比
由于不同森林土壤SOC、TN、TP含量不同,各森林土壤的C、N、P的生态化学计量学特征也不同(表2)。不同森林同一土层C∶N比值表现为:LG>PM>CA>CL,C∶P比值为LG>PM>CL>CA,且LG各土层C∶N、C∶P比值与CA、CL差异显著(P<0.05),但与PM差异不显著(P>0.05),PM与CA(除C∶N外)、CL差异不显著(P>0.05),CA与CL差异不显著(P>0.05)。4种森林同一土层N∶P比值两两之间差异不显著(P>0.05)。4种森林土壤C∶N、C∶P、N∶P化学计量比值随土壤深度增加而下降,不同森林之间的差异也随土壤深度增加而减弱。同一森林不同土层C∶N比值差异不显著(P>0.05),0~10 cm土层C∶P、N∶P比值显著高于10~20 cm土层、20~30 cm土层(P<0.05),但10~20 cm土层与20~30 cm土层差异不显著(P>0.05)。
4种森林土壤C∶N∶P比值均随着土壤深度增加而下降,不同森林同一土层C∶N∶P比值均以LG最高,其次是CL(除0~10 cm土层外)、PM,最低是CA(除0~10 cm土层外)。CL、PM、CA、LG 0~30 cm土层C∶N∶P比 值 分 别121∶11∶1、135∶10∶1、117∶10∶1、162:11:1(表2)。
表2 不同森林土壤C∶N∶P化学计量比(平均值±标准差)†Table 2 C∶N∶P stoichiometry of soil in the different forests (mean±standard deviation)
3.3 土壤SOC、TN、TP含量及其生态化学计量比之间的相关性
从表3可以看出,土壤SOC、TN、TP两两之间呈极显著正相关(P<0.01),表明研究区森林土壤有机C、N、P相互之间的耦合关系显著。土壤C∶N比值与土壤有机C含量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤TN、TP含量呈显著负相关(P<0.05),且与土壤有机C的相关性高于与土壤TN、TP含量的相关性,而C∶P比与SOC含量的相关性大于与TP含量的相关性,表明研究区森林土壤C∶N、C∶P比值主要受土壤有机C含量的影响。N∶P比与土壤SOC、TN含量相关性高于与TP含量的相关性,表明研究区森林土壤N∶P比主要受到土壤SOC、TN含量的影响。C∶P比与C∶N、N∶P比呈极显著正相关(P<0.01),表明研究区森林土壤C∶P比对土壤C∶N、N∶P比的影响显著。
4 讨 论
不同森林的凋落物数量、质量及其分解速率因组成树种不同而不同,因而不同森林对土壤有机C库数量和质量的影响也不同[16]。研究表明,常绿阔叶林或落叶阔叶林生物归还量大,土壤SOC和TN含量较高于针叶林(天然林、人工林)[17-18]。天然林转变为人工林后,也由于种植树种不同对土壤SOC产生不同的影响,种植阔叶树对土壤SOC影响较小,种植针叶树导致15%土壤SOC损失[19]。本研究中,从CL到PM、CA、LG,林分组成树种增多,阔叶树比例增大[15],细根生物量增加[20],年凋落物量提高[21],地表凋落物现存量增加,未分解层现存量占凋落物现存总量的百分比下降[22],各土层SOC、TN、TP平均含量逐渐增加,土壤SOC、TN、TP含量与林分树种多样性指数呈正相关关系。此外,为了加快林木的生长,人们每年对杉木人工林清理林地内的枯死木、修枝,砍除林下灌木、草丛等抚育措施也是导致杉木人工林土壤SOC、N、P含量下降的另一个重要原因。表明森林树种组成和人类经营活动对土壤SOC、TN、TP含量产生了深刻的影响。
表3 土壤有机碳、全氮、全磷含量及其化学计量比之间的相关系数(n=72)†Table 3 Correlation coefficients of SOC, TN,T P contents and their stoichiometry features in soil
对照中国第二次土壤普查养分分级标准[23],本研究中,CL的0~30 cm土层SOC含量达到中(3级)水平,PM、CA、LG达到高(2级)水平;CA的0~30 cm土层TN含量处于丰(2级)水平,CL、PM、LG处于中(3级)水平;4种森林0~30 cm土层TP含量均处于极缺(6级)水平,显著低于全国土壤TP含量(0.60 g/kg)[24],与南方亚热带森林土壤低P含量相符。研究表明,在长期缺乏大干扰的演替过程中,到了演替后期土壤P含量呈下降的变化趋势[25]。本研究中,CA土壤TP含量显著高于LG,可能是由于落叶阔叶树种与常绿阔叶树种对土壤P需求不同所致。表明研究区森林土壤SOC、TN含量比较丰富,P供应严重不足。土壤P可能是研究区森林植物生长、更新的限制性因素,同时也表明土壤SOC、TN较全P更为明显受到森林树种组成的影响。因此,如何提高本地区森林土壤P有效性,各树种对土壤缺P的利用效率,促进亚热带森林更新恢复,提高森林生物产量是今后的研究重点。
土壤SOC、TN、TP含量在土壤剖面上的分布模式主要是由C、N、P的来源决定的。森林土壤SOC、N主要来源于凋落物、植物根系及其分泌物所形成的有机质,因此C、N首先在土壤表层积累,随土壤深度增加进入的有机质数量逐渐下降,因而表土层SOC、N含量高于深层土壤,呈“倒金字塔”的分布模式。本研究中,4种森林0~10 cm土层TP含量略高于10~20 cm土层、20~30 cm土层,同一森林不同土层之间差异不显著,呈“圆柱体”的分布模式。究其原因可能是:① 凋落物分解释放的P首先进入表土层并密集在表土层,使表土层TP含量增加;② 土壤P主要来源于岩石风化,而岩石风化是一个漫长的过程,风化程度在0~60 cm土层中无明显的差异,因而土壤P含量在土壤剖面上的变化不明显[13]。
土壤C∶N∶P比值是土壤有机质组成和质量的一个重要指标,也是确定土壤C、N、P平衡特征的一个重要参数,主要受区域水热条件和成土作用的控制,土壤C∶N∶P比值空间变异性较大[10]。本研究中,CL、PM、CA、LG 0~30 cm土层的C∶N∶P平均比值明显高于我国土壤C∶N∶P平均比值(60∶5∶1)[26],显示了研究区4种森林在土壤P严重缺乏的生境中的固碳优势。
土壤C∶N比值既是土壤质量的敏感指标,也是衡量土壤C、N营养平衡状况的指标,会影响土壤SOC、N的循环[27]。一般来讲,土壤有机质C∶N与其分解速率呈反比关系[10]。本研究中,4种森林土壤C∶N在11.21~14.52之间,低于中国热带、亚热带地区的红、黄壤(20)[28],接近于全球土壤C∶N比值的平均水平(13.33)[29]。PM、LG土壤C∶N比值显著高于CL、CA,是由于PM土壤全N含量较低,LG土壤有机C量较高所致,表明PM、LG土壤有机质矿化速率较CL、CA高。
土壤C∶P是衡量微生物矿化土壤有机物质释放P或从环境中吸收固持P潜力的一个指标。土壤C∶P低于200时,会出现土壤微生物C含量增加,微生物P发生净矿化作用[30]。较低的C∶P是土壤P有效性较高的一个指标[10]。本研究中,4种森林各土层C∶P比值在81.52~219.72之间,均低于200(除LG的0~10 cm土层外),将有利于研究区森林土壤微生物体有机磷净矿化,提高土壤P的有效性,CL、CA各土层C∶P比值低于PM、LG,表明CL、CA土壤P有效性更高。可能是由于森林组成树种不同,形成不同土壤微生境,对磷吸收消耗不同,导致土壤磷矿化速率及其供应的差异所致,这仍有待于进一步探讨。
土壤N∶P可以作为养分限制类型的有效预测指标[10]。但由于植物除了从土壤中吸收养分外,还可以从老叶凋落之前的转移再分配以及空气中吸收部分养分,因此土壤N∶P并不能很好地反映生态系统养分限制状态[31]。本研究中,4种森林0~30 cm土层N∶P在9.85~11.20之间,明显高于我国土壤N∶P的平均值5.2[25],更高于鼎湖山针叶林、混交林和季风林表层土壤N∶P比值2.3~3.6[11],表明研究区森林土壤N相对丰富,而土壤P相对缺乏,可能是一个重要的限制因子。
由于土壤C、N、P生态化学计量比受到地貌、气候、植被等成土因子以及人类经营活动的影响,因而空间变异性较大[10]。研究表明,在季风常绿阔叶林不同演替阶段之间,土壤C∶N比值没有显著的差异,随着植被演替,土壤C∶P、N∶P比值呈下降趋势[12]。但也有研究发现,随着南亚热带森林演替,土壤N含量增加,导致土壤N∶P比值明显增加[11]。随着滇中高原典型植被演替,土壤C∶P和N∶P比值先升高后降低,演替中期出现最大值[13]。本研究中,随森林组成树种增加,土壤C∶N、C∶P、N∶P比值没有呈现出增高或者下降的变化趋势,PM、LG土壤C∶N比显著高于CL、CA,CL、CA各土层C∶P比值低于PM、LG,尽管PM各土层N∶P比值较CL、CA、LG低,但4种森林同一土层N∶P比值差异不显著,是由于PM土壤全N、P含量较低,LG土壤有机C量较高,P含量较低所致。本研究进一步分析得出,各土壤层C∶N、C∶P、N∶P比值与森林植物多样性指数呈线性正相关,但均不显著(P>0.05),但土壤C∶N、C∶P比与土壤有机C、全P含量分别呈极显著正相关(r分别为0.447 9、0.573 8,n=72,P<0.01)和呈极显著负相关(r分别为-0.353 9、-0.301 7,n=72,P<0.01),土壤C∶N与土壤全N呈显著负相关(r=-0.281 7,n=72,P<0.05)。土壤N∶P比值与土壤有机C、全N呈极显著正相关(r分别为0.469 7、0.354 3,n=72,P<0.01),与土壤全P含量呈显著负相关(r=-0.278 9,n=72,P<0.05)。此外,土壤有机C、全N、全P含量与森林植物多样性指数呈正相关,表明土壤SOC、N、P含量随森林组成树种多样性增多而增加,是土壤C∶N、C∶P、N∶P比值的重要影响因素,而随森林树种增多,导致凋落物数量、化学组成、矿化速率以及腐殖化条件的变化,制约着土壤的化学性质,是土壤有机C、N、P含量变化的主要原因。
土壤C∶N比与土壤SOC含量的相关性高于与TN含量的相关性,C∶P比与SOC含量的相关性也高于与TP含量的相关性,表明研究区森林土壤C∶N和C∶P比主要受土壤SOC含量的影响,较低的C∶N和C∶P比值意味着土壤有机质分解较快,对于降雨量丰富和降雨频率较高,且多地处于坡度大的南方森林可能不利于土壤肥力的维持。
5 结 论
(1)4种森林0~30 cm土层SOC、TN、TP平均含量分别在15.16~21.67 g·kg-1、1.36~1.93 g·kg-1、0.13 ~ 0.18 g·kg-1之间变化,同一土层SOC、TN、TP含量均随着森林组成树种增多而增大,与森林植物多样性指数呈正相关。森林SOC、TN含量均随土壤深度增加而下降,呈“倒金字塔”的分布模式,土壤TP含量随土壤深度增加没有明显的变化,呈“圆柱体”的分布模式。
(2)研究区森林土壤SOC、TN含量比较丰富,P供应严重不足,土壤SOC、TN较TP更为明显受到森林类型的影响。
(3)4种森林各土层C、N、P化学计量比均表现为:C∶P>C∶N>N∶P。同一土层C∶N比值表现为:LG>PM>CA>CL,C∶P比值为LG>PM>CL>CA,PM、LG土壤有机质矿化速率较CL、CA高,CL、CA土壤P有效性更高。不同森林同一土层N∶P比值差异不显著,C∶N、C∶P、N∶P化学计量比均随土壤深度增加而下降,不同森林之间的差异也随土壤深度的增加而减弱。
(4)研究区森林土壤有机C、N、P相互之间的耦合关系显著,C∶N、C∶P比值主要受土壤SOC含量的影响,N∶P比主要受到土壤SOC、TN含量的影响,土壤C∶P比对土壤C∶N、N∶P比的影响显著。
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Change characteristic of soil C, N, P stoichiometric ratios in midsubtropical forests restoration
PENG Xiao1, FANG Xi1,2, YU Lin-hua1, XIANG Wen-hua1,2, HUANG Zhi-hong1,2
(1. College of Life science and technology, Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China; 2 National Engineering Laboratory for Applied Forest Ecological Technology in Southern China, Changsha 410004, Hunan, China)
Concentrations of SOC, total N and total P were analyzed, and the ratios of C:N, C:P, N:P were estimated in four subtropical forests: Cunninghamia lanceolata plantation forest (CL), Pinus massoniana-Lithocarpus glaber mixed forest (PM), Choerospondias axillaries deciduous broad leaved forest (CA), and L. glaber-Cyclobalanopsis glauca evergreen broad-leaved forest (LG) in Dashanchong Forest Park in Changsha County, Hunan Province, China. The results showed that concentrations of soil organic C, total N,total P increased in the same soil layers with forest tree species increase, the average concentrations of soil organic C in 0-30cm soil layer of LG, CA were signi fi cantly higher than that in CL, but there were no signi fi cant differences between CL, CA, LG and PM. Average concentrations of total N in CA were signi fi cantly higher than those in CL and PM, but there were no signi fi cant differences between CA and LG. Average concentrations of total P in CA were signi fi cantly higher than those in CL, PM, and LG. Concentrations of soil organic C and total N decreased with the increase of soil depth in four forests, showed “inverted Pyramid” distribution pattern, however, total P content was no obviously change with the increase of soil depth, appeared “cylinder” distribution pattern. The average ratios of C:N, C:P of LG were the highest, followed by PM, the lowest was found in CA and CL, however the average ratio of N:P in the same soil layer of four forests had no signi fi cant difference. The average ratios of C:N:P in 0-30cm soil layer in CL, PM, CA and LG were signi fi cantly higher than that in China (60:5:1), the ratios of C:N, C:P, N:P and their differences decreased with the increase of soil depth.The correlations between soil organic C, total N and total P was signi fi cant, the ratios of C:N, C:P were mostly in fl uenced by the content of organic C, the N:P ratio was mostly in fl uenced by the content of organic C, total N, and the ratios of C:N, N:P were signi fi cantly in fl uenced by the ratio of C:P.
mid-subtropical forests; soil nutrient; ecological stoichiometric ratio; correlation analysis
S714.2
A
1673-923X(2016)11-0065-08
10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.11.012
2015-12-22
科技部国际科技合作专项目(2013DFA32190)资助
彭 晓,硕士研究生 通讯作者:方 晰,教授,博士生导师;E-mail:fangxizhang @sina.com
彭 晓,方 晰,喻林华,等. 中亚热带4种森林土壤碳、氮、磷化学计量特征[J].中南林业科技大学学报,2016, 36(11):65-72.
[本文编校:吴 毅]