天然胡杨林龄对营养元素空间分配格局的影响

摘要

为了解胡杨林生长过程对主要营养元素在土壤全库、有效库及植被库之间运移规律的影响,以新疆轮台县轮南镇5个不同林龄(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林)典型天然胡杨林为研究对象,采用时空替代方法,分析林下土壤和植被中C、N、P、K的空间分配特征。结果表明:(1)总体而言,土壤营养元素全库中全钾含量较富积,有机质、全氮、全磷相对缺乏。土壤有机质及全量养分受林龄影响较显著。土壤全氮量随着林龄的增长显著升高,至近熟林时达到最大值,然后下降。幼龄林土壤有机质、全钾含量较低,中龄林和近熟林含量较高。幼龄林、成熟林和过熟林土壤全磷含量相对较高。土壤垂直层中,土壤有机质、全钾含量深层土壤>浅层土壤,而全氮含量随着土壤深度的增加呈现下降趋势。全磷含量受土壤垂直层影响较小。(2)土壤有效养分库中碱解氮、速效磷含量较低,速效钾含量较高。土壤速效养分受林龄影响较大,碱解氮含量随着林龄的发育,呈现先显著升高到近熟林达到最大值,然后下降的趋势。速效钾、速效磷含量均呈现幼龄林和中龄林显著低于其它龄林。不同土壤垂直层显示,碱解氮、速效钾、速效磷含量均呈现浅层>深层土壤。速效钾、速效磷有明显的表层聚集现象。(3)从土壤养分有效性占全量比率分析,氮>钾>磷。氮素在不同龄级中有效率均较高。钾和磷有效率受林龄影响,呈现出成熟林>过熟林>近熟林>中龄林>幼龄林。土壤垂直层中0—10 cm、40—60 cm氮素有效率较高。钾和磷有效率随着土层深度的增加呈现递减的变化趋势,其中0—10 cm钾和磷有效率显著高于其他土层。(4)植被库中主要矿质养分积累量由大到小依次为N>K>P。除叶外,N、K、P积累量在胡杨各器官中均呈现随着林龄的增长而增加,到成熟林达到最大值,在过熟林降低。对树木不同器官,N、P累积量依次为干>根>枝,但K累积量依次为根>干>枝。