黄土高原高寒区不同人工林土壤养分及生态化学计量特征

摘要

【目的】通过分析黄土高寒区不同人工林和不同土层的土壤养分和生态化学计量变化,旨在阐明不同人工林土壤养分和化学计量特征,揭示土壤养分和化学计量随土层深度的变化规律。【方法】以青海黄土高寒区退耕的人工林地(包括青海云杉、华北落叶松、青杨、白桦)为研究对象,以自然退耕的草地和农田为对照,测定了6种植被类型在0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土壤层的C、N、P含量及生态化学计量比。【结果】(1)黄土高寒区不同人工林的土壤C、N含量差异显著(P<0.05),P含量部分差异显著;人工林地各土层的C、N含量显著高于草地和农田,且青杨林在0~20 cm表土层的有机碳、全氮含量最高,分别为25.82、2.17 g/kg。(2)黄土高寒区不同人工林的土壤生态化学计量有显著差异(P<0.05);0~60 cm土层中人工林地的C∶N显著低于农田,C∶P和N∶P高于草地和农田(P<0.05);青杨在0~20 cm表土层的生态化学计量比其他人工林类型高,C∶N、C∶P和N∶P分别为11.99、43.27和3.64。(3)相关性分析表明,研究区土壤的有机碳与全氮相关性最紧密(P<0.01),全氮与土壤C∶N和N∶P相关性最紧密(P<0.01),有机碳与土壤C∶P相关性最紧密(P<0.01)。说明研究区土壤C、N对不同人工林的响应具有一致性,土壤的C∶N和N∶P主要受全氮的影响,C∶P主要受有机碳的影响。(4)在0~60 cm土层中,黄土高寒区不同植被类型的土壤C、N、P含量均随土壤深度的增加而降低。研究区土壤的生态化学计量除青杨随土壤深度的增加而下降外,其他退耕植被无显著变化趋势。说明人工林对表层土壤养分的改良效果最好。【结论】不同人工林的土壤养分及生态化学计量有显著差异,且青杨林表层土壤的养分含量和化学计量最高;土壤养分随土壤深度的增加而降低,土壤生态化学计量随土壤深度变化不显著。