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        倒木分解對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征的影響

        2024-05-17 00:00:00徐晨展
        鄉(xiāng)村科技 2024年20期
        關(guān)鍵詞:碳氮比全氮氮磷

        0 引言

        倒木是指傾斜度在 內(nèi),粗頭直徑大于等于10cm 的死木質(zhì)體[1。倒木是森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫的重要組成部分。倒木通過自身的腐爛分解與淋溶將多種物質(zhì)添加到土壤中,改變土壤的成分[2-3]。倒木分解是森林生態(tài)系統(tǒng)中一個(gè)極其重要的生態(tài)過程,對(duì)維護(hù)森林生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展具有重要意義4。目前,有關(guān)哀牢山山地濕性常綠闊葉林倒木分解對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征影響的研究相對(duì)較少。研究通過對(duì)倒木下土壤的化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行分析,探究倒木分解對(duì)土壤基本理化性質(zhì)的影響,以期更好地了解倒木對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的作用,為森林經(jīng)營管理提供技術(shù)支持。

        1材料與方法

        1.1 研究區(qū)概況

        研究區(qū)位于哀牢山國家自然保護(hù)區(qū)徐家壩地區(qū),樣地地理位置為 海拔 ,樣地屬亞熱帶山地氣候。研究區(qū)植被主要由殼斗科(Fagaceae)、茶科(Theaceae)、樟科(Lauraceae)和木蘭科(Magnoliaceae)的種類組成,其中以殼斗科的木果柯(Lithocarpusxylocarpus)為標(biāo)志的哀牢山中山濕性常綠闊葉林面積為 是研究區(qū)分布面積最大、保存最好的原生植被,是我國目前保存面積最大的亞熱帶常綠闊葉林區(qū)[5-6]。

        1.2 野外調(diào)查

        在云南省哀牢山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)中山濕性常綠闊葉林內(nèi),根據(jù)SOLLINS制定的標(biāo)準(zhǔn)和具體情況,將研究區(qū)內(nèi)不同林分類型的倒木劃分為3種不同的腐爛等級(jí)(見表1)。各選取3棵重度腐爛等級(jí)的變色錐、硬斗柯、木果柯、滇南山楊倒木下的土壤,以及3處對(duì)照樣地(無倒木)的土壤作為研究對(duì)象。將土壤表面的葉片、樹枝、動(dòng)植物殘?bào)w等雜質(zhì)清理干凈后,采集研究對(duì)象土壤深度為 、 的土壤樣品。采用重鉻酸鉀滴定法測定總有機(jī)碳。采用濃硫酸 過氧化氫 )進(jìn)行高溫消煮,通過連續(xù)流動(dòng)分析儀(德國SEALAnalyticalAA3)測定全氮、全磷含量。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        使用雙因素方差分析法分析倒木樹種和土壤深度及其交互作用對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征的差異顯著性及效應(yīng)量;使用單因素方差分析和鄧肯法多重比較分析不同樹種、不同土壤深度倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)之間的差異顯著性;使用Pearson相關(guān)分析確定倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征及對(duì)照樣地各土壤化學(xué)計(jì)量特征之間的相關(guān)性。數(shù)據(jù)分析在SPSS24.0軟件中進(jìn)行。

        表1倒木腐爛等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)

        2 結(jié)果與分析

        2.1樹種和土壤深度對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征的差異顯著性分析

        不同樹種和不同土壤深度倒木下土壤的有機(jī)碳、全氮、全磷、碳氮比、碳磷比和氮磷比均具有極顯著性差異。樹種與土壤深度的交互作用對(duì)土壤有機(jī)碳、碳氮比和碳磷比產(chǎn)生極顯著影響。效應(yīng)量估計(jì)結(jié)果表明,樹種對(duì)有機(jī)碳、全磷、碳氮比、碳磷比、氮磷比影響較大,而對(duì)全氮影響較大的因素則是土壤深度(見表2)。

        2.2倒木分解對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征的影響

        隨著土壤深度的增加,不同樹種倒木下和對(duì)照樣地的王壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)均呈現(xiàn)下降趨勢。其中,變色錐倒木下土壤的全磷,硬斗柯倒木下土壤的有機(jī)碳、全氮、全磷和碳氮比,木果柯倒木下土壤的有機(jī)碳、全氮、碳氮比和碳磷比和對(duì)照樣地土壤的全氮和全磷均隨土壤深度的增加表現(xiàn)出顯著性差異(見圖1)。

        表2倒木樹種和土壤深度對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征的差異顯著性及效應(yīng)量
        注:**在0.01級(jí)別,相關(guān)性極顯著; 級(jí)別,相關(guān)性顯著。OC—有機(jī)碳、TN—全氮、TP—全磷、C/N—碳氮比、C/P—碳磷比、N/P—氮磷比(下同)。
        圖1倒木分解對(duì)土壤化學(xué)計(jì)量特征的影響顯著性

        注:大寫字母表示相同樹種,不同土壤深度之間的差異顯著性;小寫字母表示相同土壤深度,不同樹種之間的差異顯著性;

        圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。B—變色椎、Y—硬斗柯、M—木果柯、D—滇南山楊、CK—對(duì)照樣地(無倒木)。

        OC—有機(jī)碳、TN—全氮、TP-全磷、C/N—碳氮比、C/P—碳磷比、N/P—氮磷比。

        在各層土壤中,不同樹種倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征與對(duì)照樣地土壤化學(xué)計(jì)量特征之間存在差異。木果柯倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)(除全磷外)均顯著高于對(duì)照樣地土壤;變色錐倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)較對(duì)照樣地土壤高,但除表層土壤的碳氮比存在顯著性差異外,其余指標(biāo)與對(duì)照樣地土壤的差異性并不顯著;硬斗柯和滇南山楊倒木下不同土壤深度的土壤,除硬斗柯倒木下土壤全磷高于對(duì)照樣地土壤外,其余指標(biāo)變化均較為平穩(wěn),與對(duì)照樣地土壤相近。

        2.3倒木與對(duì)照樣地土壤化學(xué)計(jì)量特征的相關(guān)關(guān)系

        倒木下土壤有機(jī)碳、全氮、碳氮比、碳磷比、氮磷比之間具有極顯著正相關(guān)性。全磷僅與氮磷比呈顯著負(fù)相關(guān)(見表3)。在對(duì)照樣地土壤中,有機(jī)碳、全氮和氮磷比之間具有顯著正相關(guān),碳磷比與有機(jī)碳呈極顯著正相關(guān),與碳氮比呈顯著正相關(guān)(見表4)。

        表3倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征的Pearson相關(guān)系數(shù)
        表4空地土壤化學(xué)計(jì)量特征的Pearson相關(guān)系數(shù)

        3結(jié)論

        研究通過對(duì)哀牢山中山濕性常綠闊葉林中處于重度腐爛等級(jí)的4種優(yōu)勢樹種倒木下王壤與對(duì)照樣地土壤的化學(xué)計(jì)量特征進(jìn)行分析,探討了倒木分解對(duì)土壤基本理化性質(zhì)的影響。得出以下結(jié)論。

        ① 不同樹種和土壤深度的倒木下土壤有機(jī)碳、全氮、全磷、碳氮比、碳磷比和氮磷比均具有顯著性差異。其中樹種對(duì)有機(jī)碳、全磷、碳氮比、碳磷比、氮磷比的影響較大,而土壤深度對(duì)全氮影響較大。

        ② 隨著土壤深度的增加,不同樹種倒木下和對(duì)照樣地的土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)均呈下降趨勢。其中,倒木下土壤的有機(jī)碳、全氮下降最顯著的是木果柯,倒木下土壤全磷下降最顯著的是硬斗柯。在各層土壤中,不同樹種倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征與對(duì)照樣地土壤化學(xué)計(jì)量特征之間存在差異。木果柯倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)(除全磷外)均顯著高于其他樹種和對(duì)照樣地;變色錐倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo)也較對(duì)照樣地土壤高,但除土壤表層的碳氮比存在顯著性差異外,其余指標(biāo)差異性并不顯著;硬斗柯和滇南山楊倒木下土壤化學(xué)計(jì)量特征指標(biāo),除硬斗柯倒木下土壤全磷高于其他樹種和對(duì)照樣地土壤外,其余指標(biāo)均與對(duì)照樣地土壤相近。

        ③ 倒木下土壤有機(jī)碳、全氮、碳氮比、碳磷比、氮磷比之間具有極顯著正相關(guān)性。對(duì)照樣地土壤中,有機(jī)碳、全氮和氮磷比之間具有顯著正相關(guān)性。對(duì)比發(fā)現(xiàn),倒木下土壤的有機(jī)碳和全氮都受倒木分解影響,與碳氮比呈極顯著正相關(guān),而對(duì)照樣地土壤的有機(jī)碳和全氮與碳氮比卻不具有顯著相關(guān)性。

        參考文獻(xiàn):

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        [3]何東進(jìn),游惠明,肖石紅,等.天寶巖長苞鐵杉林倒木接觸處土壤酶活性變化及其環(huán)境效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(1):118-126.

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