南水北调水源区不同植被恢复模式的土壤化学计量特征

摘要

【目的】探究南水北调中线工程水源区内岩溶地貌背景下,不同植被恢复模式土壤养分与化学计量特征,评价南方岩溶连片分布区北缘林地生境土壤养分供给状况,以期为南水北调中线工程水源涵养区林分经营管理、退化生态系统恢复重建和石漠化治理提供理论依据。【方法】以河南淅川县岩溶区栓皮栎天然次生林、侧柏人工林和杉木人工林下土壤为研究对象,通过室内实验对土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)、碱解氮(AN)、速效磷(AP)和速效钾(AK)含量进行测定,并计算土壤各元素的化学计量比,分析不同恢复模式林地生境土壤养分变异状况。【结果】岩溶区不同植被恢复模式下土壤SOC、TN、TP含量分别为10.23~28.99、0.89~2.42、0.43~0.77 g/kg;土壤碳氮质量比(C∶N)、碳磷质量比(C∶P)、氮磷质量比(N∶P)均值分别为10.41~11.89、13.69~80.00、0.18~6.61。土壤养分含量与化学计量比受植被类型与土层深度的影响,表现为表层土壤(0~10 cm)高于下层土壤(>10~20 cm、>20~30 cm)。除TP含量外,两种植被恢复模式土壤养分含量表现为天然次生林高于人工林。相关分析表明,不同植被恢复模式下土壤SOC、TN、TP含量间存在显著相关关系,说明三者空间分布有较一致的变化规律。【结论】在南水北调水源区,自然恢复的栓皮栎次生林是较为理想的植被恢复模式,而3种林分在生长过程中均受到氮或磷元素的限制。在日后的林分经营管理中,针对天然林可适度施用磷肥补给,对人工林添加氮肥,并通过抚育间伐等措施,提高植被对养分的吸收效率,从而促进植被土壤间的协调发展。