毛竹向阔叶林扩展过程中土壤养分变化特征

摘要

毛竹具有发达的地下茎(竹鞭),通过竹鞭伸长生长,不断向邻近生态系统扩展。开展毛竹林扩展过程中土壤酸碱性、有机质、主要养分及其计量比值的变化规律研究对毛竹林扩展调控具有支撑作用。以竹-阔扩展界面为研究对象,沿毛竹扩展方向设置3个10 m×50 m调查样带,每一样带平均划分为5个样方,系统调查和分析了不同样方土壤养分以及计量特征,揭示了毛竹扩展对土壤养分的影响规律。结果表明,(1)随着毛竹向阔叶林扩展,土壤pH、全磷、有效磷、全钾、速效钾质量分数呈降低趋势,土壤有机质、全氮、水解氮质量分数呈升高的趋势,不同扩展阶段差异达到极显著水平(P=0.0000)。扩展后期与扩展前期相比,土壤pH、全磷、有效磷、全钾、速效钾质量分数分别降低了6.59%、7.61%、30.15%、12.89%和4.00%,土壤有机质、全氮、水解氮质量分数分别升高了8.16%、4.68%和10.31%。(2)随着毛竹向阔叶林扩展,^(w)(C)^(꞉w)(N)、^(w)(C)^(꞉w)(P)、^(w)(N)^(꞉w)(P)和^(w)(HN)^(꞉w)(AP)呈升高的趋势;扩展后期与扩展前期相比分别升高了7.05%、12.55%、7.83%和231.02%,平均值分别为17.37、119.73、6.81和59.57。(3)除土壤全磷质量分数与土壤^(w)(N)^(꞉w)(P)、全钾质量分数与有效磷质量分数、有效磷质量分数与土壤^(w)(C)^(꞉w)(N)、^(w)(C)^(꞉w)(P)、^(w)(N)^(꞉w)(P)的相关性未达到显著水平外(P>0.05),土壤pH、有机质、全氮、全磷、全钾、水解氮、有效磷和速效钾质量分数之间存在着显著或者极显著的相关性,土壤主要养分及其计量比之间存在着很强的耦合性。随着毛竹向阔叶林扩展,土壤酸性增强,有机质累积量增多,土壤^(w)(C)^(꞉w)(N)、^(w)(C)^(꞉w)(P)升高,且明显高于全国毛竹林土壤^(w)(C)^(꞉w)(N)、^(w)(C)^(꞉w)(P)的平均值,土壤缺乏氮元素和磷元素;土壤^(w)(N)^(꞉w)(P)平均值为6.81,高于全国毛竹林地土壤^(w)(N)^(꞉w)(P)平均值4.28,因此,相对于氮元素缺乏,磷元素缺乏更严重,尤其是有效磷。在研究区毛竹林扩展界面土壤中,添加N、P元素可以提升毛竹林的生长效率。