黃土丘陵區(qū)刺槐與油松人工林生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)化學計量特征

章廣琦,張 萍,陳云明,彭守璋,曹 揚,*

1 西北農林科技大學林學院,楊凌 712100 2 西北農林科技大學黃土高原土壤侵蝕與旱地農業(yè)國家重點實驗室,楊凌 712100 3 中國科學院水利部水土保持研究所,楊凌 712100

自1958年Redfield[1]提出生態(tài)化學計量學概念以來,有關碳(C)、氮(N)、磷(P)化學計量特征的研究在國內外迅速展開。生態(tài)化學計量學綜合了生物學、物理學和化學的基本原理,利用生態(tài)過程中多重化學元素的平衡關系,是研究生態(tài)系統(tǒng)中多重化學元素(主要是C、N、P)計量關系的學科[2]。它把生態(tài)學中不同層次的研究理論有機地統(tǒng)一起來,為研究各元素在生物地球化學循環(huán)和生態(tài)過程中的計量關系及規(guī)律提供了一種綜合方法。植物結構性元素C和限制性元素N、P在植物生長發(fā)育過程中起著非常重要的作用。研究生態(tài)系統(tǒng)植物特別是不同樹種中C、N、P的相互作用及其化學計量關系,對認識生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分耦合循環(huán)特征及其作用機制具有重要的科學意義。

人工林作為世界森林資源的重要組成部分,它在生態(tài)環(huán)境的恢復和重建以及經濟發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用[3],尤其在水土流失嚴重、土壤瘠薄的黃土高原丘陵區(qū),人工林的作用顯得尤為突出。人工林生態(tài)系統(tǒng)同其他森林生態(tài)系統(tǒng)一樣,具有完整的組成與結構,其中交織著復雜的生態(tài)學過程,通過研究人工林特別是黃土丘陵區(qū)人工林生態(tài)系統(tǒng)間化學計量特征的關系,指明其生態(tài)系統(tǒng)中養(yǎng)分循環(huán)變化過程,對于人工林規(guī)劃的指導和水土保持工作的開展具有重要意義。目前黃土高原在水土保持植被恢復過程中主要集中于對人工刺槐林的研究并且多在水分平衡和養(yǎng)分循環(huán)方面,也有過對刺槐葉片化學計量特征的報道[4- 6]。但人工林種類繁多,前人較少關注不同類型人工林生態(tài)系統(tǒng)的養(yǎng)分循環(huán)特征,不同類型人工林間生態(tài)化學計量特征的差異還不明確。一般來說,植物-枯落物-土壤作為生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)的流動環(huán)節(jié)和主要存儲庫,彼此間存在著結構及功能間的緊密聯(lián)系,不同類型人工林生態(tài)系統(tǒng)間它們的關系也可能存在差異[7]。在黃土高原地區(qū),前人較早關注了土壤中的養(yǎng)分含量差異對植被生長和穩(wěn)定造成的影響[8-9],但運用化學計量學原理來展開的相關研究則處于初期階段。姜沛沛等[10]以陜西省3種主要樹種為研究對象,分析比較了不同樹種喬木葉片、凋落物與土壤N、P化學計量特征,但以不同類型人工林生態(tài)系統(tǒng)作為一個整體來探尋植物-枯落物-土壤C、N、P 化學計量特征之間關系的研究報道較少[11],尤其是生態(tài)系統(tǒng)中植被養(yǎng)分循環(huán)狀況以及不同組分與土壤之間的關系還尚不清楚。研究不同類型人工林植物-枯落物-土壤之間的關系,評價其生態(tài)系統(tǒng)間養(yǎng)分循環(huán)的差異進而制定合理的植被管理和恢復措施,是當前人工林撫育及經營管理中亟待解決的問題。

刺槐(Robiniapseudoacacia)和油松(Pinustabuliformis)是黃土丘陵區(qū)的主要造林樹種,分布范圍廣,水土保持能力強,在黃土高原開發(fā)和治理中有重要的作用,比較研究兩樹種人工林生態(tài)系統(tǒng)中化學計量特征的差異具有一定的代表性?；诖?本文以陜北黃土丘陵區(qū)宜川縣境內刺槐和油松人工林生態(tài)系統(tǒng)為研究對象,通過野外采樣與室內實驗相結合的方式對比分析了刺槐與油松人工林生態(tài)系統(tǒng)植物-枯落物-土壤的C、N、P生態(tài)化學計量特征,探索黃土高原丘陵區(qū)不同類型人工林生態(tài)系統(tǒng)結構、功能和生產力維持的養(yǎng)分限制與供應狀況,旨在闡明1)刺槐和油松人工林生態(tài)系統(tǒng)間生態(tài)化學計量學特征的差異性和C、N、P元素間的相互作用及平衡機制關系,2)刺槐和油松人工林生態(tài)系統(tǒng)植物-枯落物-土壤生態(tài)化學計量學特征間的相關性和養(yǎng)分循環(huán)狀況。以期豐富西北地區(qū)乃至全國的C、N、P化學計量特征數據庫,為黃土丘陵區(qū)植被恢復工作提供一定的指導意義。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況及樣地設置

陜西省延安市宜川縣位于陜西省北部(109.41°—110.32°E,35.42°—36.23°N),是典型的黃土丘陵溝壑區(qū)。該區(qū)屬于暖溫帶半干旱區(qū),具有明顯的大陸性季風氣候特征,年平均氣溫10.3℃,無霜期185d,年降雨量521.1mm,且多集中于夏季7、8月份。研究區(qū)共有林地面積25.5×104hm2,林木蓄積量566×104m3,森林覆蓋率54.04%,林草覆蓋率66.37%。主要優(yōu)勢樹種有刺槐,油松,白皮松(Pinusbungeana)和遼東櫟(Quercuswutaishanica)等,林下灌木以黃刺玫(Rosaxanthina)和黃櫨(Cotinuscoggygria)為主,草本以披針苔草(Carexlanceolata)、鐵桿蒿(Tripoliumvulgare)、茜草(Rubiacordifolia)、甘菊(Dendranthemalavandulifolium)、異葉敗醬(Patriniaheterophylla)和糙蘇(Phlomisumbrosa)為主。

樣地設置與調查于2013年6月進行,采樣點選擇在立地條件相似,林相相對整齊,植被分布均勻,生長條件良好的刺槐成熟人工林(27—30a)和油松成熟人工林(45—49a)山地。其中刺槐林下灌木以黃刺玫為主,草本以披針苔草為主；油松林下灌木以黃櫨為主,草本以披針苔草為主。每個樹種均設置3個樣地,樣地大小為20m×20m,每個樣地內沿對角線分別設置3個2m×2m的灌木小樣方和3個1m×1m的草本小樣方,同時在樣方里隨機設置3個1m×1m的枯落物小樣方。樣地調查中記錄樣地的海拔、坡向與坡度和樣地內樹種的樹高、胸徑及林分密度等信息(表1)。

表1 樣地基本概況

1.2 樣品采集與處理

樣品采集于2013年6月進行,依據喬木平均胸徑選取5株標準木采集各器官(葉、枝、干、皮、根)樣品,其中葉均取自當年生的成熟葉片,根分粗根(>2mm)和細根(<2mm)采集。林下灌木和草本采用全收獲法采集,灌木分葉、枝、根采集,草本分地上、地下部分采集。采集枯落物的同時,在每個小樣方內鉆取1個100cm深(分0—10、10—20、20—30、30—50、50—100cm 5層)的土芯。每份樣品均采集300g左右,帶回實驗室備用。所有植物和枯落物樣品殺青后均在85 ℃下烘干至恒重后粉碎,土樣自然風干磨碎,所有樣品過0.25mm篩,分別裝入塑封袋備用。植物和土壤樣品C、N、P含量分別采用重鉻酸鉀硫酸氧化法、半微量凱氏法、酸溶-鉬銻抗比色法測定。

1.3 數據處理與分析

采用SPSS 19.0對數據進行分析,用Sigma Plot 10.0進行繪圖。其中,單因素方差分析(one-way ANOVA)用于不同樹種間植物和土壤C、N、P含量和化學計量特征的差異性檢驗,顯著性水平設置為P=0.05。首先進行數據方差齊性的檢驗,若方差為齊性,用LSD法進行多重比較；若方差非齊性,則用Tamhane′s T2法進行多重比較。Pearson相關分析用于林內植物葉片-枯落物與土壤之間的化學計量特征的相關關系檢驗。圖、表中數據為平均值±標準誤。

2 結果

2.1 喬木層各器官C、N、P含量及化學計量比

刺槐各器官C含量以皮最高(457.12g/kg)、細根最低(308.27g/kg),油松則以枝最高(512.76g/kg)、細根最低(444.64g/kg)； 刺槐各器官N含量以葉最高(39.40g/kg)、枝最低(14.64g/kg),油松則以葉最高(10.53g/kg)、皮最低(2.31g/kg)；兩樹種各器官的P含量均以葉最高(2.03g/kg,0.83g/kg)、皮最低(0.38g/kg,0.12g/kg)(表2)。刺槐各器官C含量顯著低于油松,N含量則相反。除粗根P含量與油松差異不顯著外,其余各器官P含量均顯著高于油松。

刺槐各器官C∶N以干最高(29.99)、粗根最低(10.79),油松則以皮最高(218.69)、葉最低(48.21)；刺槐各器官N∶P以皮最高(53.78)、葉最低(19.47),油松則以細根最高(18.68)、粗根最低(3.42)。兩樹種各器官C∶P均以皮最高(1211.21,3892.94),葉最低(210.13,606.88)(表2)。刺槐干N∶P與油松差異不顯著,其余各器官C∶N、C∶P、N∶P均表現(xiàn)出顯著的差異性,其中油松C∶N和C∶P顯著大于刺槐,N∶P顯著小于刺槐。

表2 刺槐和油松喬木層各器官C、N、P含量及化學計量比(平均值±標準誤)

相鄰兩列同行不同小寫字母表示不同樹種同一器官差異顯著(P<0.05)

2.2 林下植物與枯落物C、N、P含量及化學計量比

刺槐林下灌葉和灌枝C含量與油松無顯著差異,但灌根C含量顯著大于油松。刺槐與油松灌木各器官N、P含量均有顯著差異,除刺槐林下灌葉P含量顯著小于油松外,其余各器官均表現(xiàn)為刺槐大于油松(表3)。刺槐林下灌木各器官C∶N均顯著小于油松,灌枝和灌根C∶P也顯著小于油松,但灌葉C∶P、N∶P卻顯著大于油松。另外,灌枝和灌根N∶P與油松無顯著性差異(表3)。

刺槐林內草葉和草根C含量均顯著小于油松,草葉和草根N、P含量均顯著大于油松。刺槐林內草葉和草根C∶N、C∶P均顯著小于油松,而草根N∶P與油松無顯著差異,草葉N∶P顯著大于油松(表3)。

刺槐林下枯落物C含量顯著小于油松,N含量和P含量顯著大于油松,與刺槐和油松葉片的關系表現(xiàn)出一致性。刺槐林下枯落物C∶N、C∶P均顯著小于油松,但兩者之間N∶P無顯著差異(表3)。

表3刺槐和油松林下植物與枯落物C、N、P含量及化學計量比(平均值±標準誤)

Table3UndergrowthandlitterlC,N,PconcentrationsandtheirratioswithinRobiniapseudoacaciaandPinustabuliformis(mean±SE)

器官OrganC/(g/kg)N/(g/kg)P/(g/kg)刺槐Robinia油松Pinus刺槐Robinia油松Pinus刺槐Robinia油松Pinus灌葉Shrubleaf406．19±3．74a404．56±4．51a22．35±0．21a9．62±0．33b1．24±0．06b1．55±0．05a灌枝Shrubbranch409．46±9．01a424．37±4．94a10．14±0．12a7．06±0．08b0．67±0．01a0．46±0．01b灌根Shrubroot418．93±3．04a396．77±3．19b10．15±0．01a3．72±0．13b0．71±0．01a0．25±0．01b草葉Herbleaf385．74±2．77b440．39±1．36a29．95±0．26a14．44±0．63b1．59±0．07a0．89±0．00b草根Herbroot241．40±1．35b251．60±1．89a13．41±0．69a7．36±0．30b0．90±0．01a0．53±0．02b枯落物Litter369．00±4．66b461．89±4．86a18．75±0．48a6．68±0．59b0．88±0．05a0．35±0．01b器官OrganC∶NC∶PN∶P刺槐Robinia油松Pinus刺槐Robinia油松Pinus刺槐Robinia油松Pinus灌葉Shrubleaf18．17±0．15b42．18±1．99a329．55±16．73a261．37±5．80b18．14±0．99a6．24±0．41b灌枝Shrubbranch40．39±0．41b60．13±0．20a609．66±16．86b919．84±24．93a15．09±0．28a15．30±0．42a灌根Shrubroot41．26±0．34b106．72±2．88a590．90±4．98b1585．65±10．59a14．32±0．18a14．88±0．38a草葉Herbleaf12．88±0．03b30．61±1．32a243．82±8．74b493．20±2．48a18．93±0．64a16．18±0．74b草根Herbroot18．12±1．08b34．27±1．09a269．67±4．37b477．18±16．58a14．96±0．62a13．92±0．11a枯落物Litter19．71±0．73b70．21±6．32a421．30±18．74b1307．01±36．01a21．49±1．67a18．92±1．75a

相鄰兩列同行不同小寫字母表示不同樹種同一器官及枯落物差異顯著(P<0.05)

2.3 土壤層C、N、P含量及化學計量比

刺槐和油松林下土壤中C、N含量均隨土壤深度增加而減少,而P含量則基本保持不變(圖1)。不同人工林類型表現(xiàn)為油松各土層C含量均高于刺槐,其中在10—20、20—30cm土層中兩者表現(xiàn)顯著差異(圖1)。在10—20cm土層中油松土壤內N含量顯著大于刺槐,而其余各土層中,兩者之間N含量未表現(xiàn)出顯著差異。兩者在所有土層中的P含量間也未表現(xiàn)出顯著差異。刺槐和油松土壤C∶N、C∶P、N∶P均呈現(xiàn)出隨土層深度增加而減小的趨勢。在0—10cm中刺槐土壤C∶P與油松差異不顯著,其余各土層中兩者土壤C∶P均表現(xiàn)出顯著性差異,且刺槐土壤C∶P小于油松。各土層中刺槐土壤C∶N均顯著小于油松。但在0—20cm土層中,刺槐土壤N∶P顯著小于油松,而其余各土層中兩者之間均未表現(xiàn)出顯著性差異。

圖1 刺槐和油松林土壤層C、N、P含量及化學計量比(平均值±標準誤)Fig.1 Soil C, N, P concentrations and their ratios within Robinia pseudoacacia and Pinus tabuliformis (mean±SE)不同大寫字母表示同一樹種土壤層不同深度差異顯著,不同小寫字母表示不同樹種土壤層同一深度差異顯著(P<0.05)

2.4 喬、灌、草葉和枯落物與土壤層C、N、P含量和化學計量比之間的關系

本研究對刺槐和油松人工林中喬葉、灌葉、草葉、枯落物與土壤C、N、P含量和化學計量比之間進行了相關性分析,其中在0—10cm土層中刺槐人工林各組分與土壤無顯著性相關,而油松人工林中的喬葉C∶N與土壤表現(xiàn)出極顯著的負相關,草葉C∶N與土壤表現(xiàn)出顯著的正相關。在10—20cm土層中,刺槐喬葉N與土壤表現(xiàn)出顯著正相關,喬葉和枯落物P與土壤表現(xiàn)出顯著負相關,草葉C∶P與土壤表現(xiàn)出顯著負相關；而油松僅有枯落物N與土壤表現(xiàn)出顯著負相關。20—30cm土層中,僅有刺槐人工林中組分與土壤表現(xiàn)出相關性,其中草葉N以及喬葉和枯落物P與土壤表現(xiàn)出顯著負相關,灌葉C∶P與土壤表現(xiàn)出顯著正相關；而油松各組分與土壤并未表現(xiàn)出相關性。30—50cm土層中,刺槐林下灌葉C∶N與土壤為顯著負相關,油松喬葉C與土壤為顯著正相關。50—100cm土層中,只有刺槐林下灌葉和油松草葉C∶P與土壤表現(xiàn)為顯著正相關,其他各組分均未表現(xiàn)出相關性(表4)。

3 討論

3.1 刺槐與油松C、N、P含量及化學計量比特征

C、N、P等元素是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素,其中C是構成植物體干物質最主要的元素,N和P則是植物生長的主要限制性元素。本研究中,刺槐喬木各器官C含量顯著小于油松。其中刺槐葉片C平均含量(426.23g/kg)(表2)小于Elser等[2]研究的全球植物葉片C平均含量(464g/kg),也小于Zheng和Shangguan[12]研究的我國黃土高原植被葉片C平均含量(438g/kg)；油松葉片C平均含量(505.30g/kg)(表2)則大于以上的研究水平。研究表明,C含量越高,植物物質中有機物的含量越高[13]。因此可認為本研究區(qū)中刺槐葉片的有機化合物含量低于油松葉片的有機化合物含量,這與全球范圍內針葉樹種葉片有機化合物含量高于闊葉樹種研究結果一致[14-15]。葉片作為植物重要的養(yǎng)分器官,其N、P含量遠遠大于喬木層植被中其他各器官。本研究中刺槐葉片N平均含量(39.40g/kg)(表2)大于Reich和Oleksyn[16]以及Elser等[2]研究的全球植物葉片N平均含量(20.09g/kg,20.62g/kg),也大于Han等[17]研究的中國植物葉片N平均含量(20.24g/kg)；而油松葉片N平均含量(10.50g/kg)(表2)小于以上研究的N平均含量。因為刺槐為外來引進的落葉固氮樹種,作為豆科植物具有強大的固氮能力[18],而油松是本土具有適應性的針葉樹種,固氮能力相對較弱。刺槐葉片P平均含量(2.03g/kg)(表2)大于Ren等[19]研究的中國植物葉片P平均含量(1.56g/kg),也大于我國黃土高原植被葉片P平均含量(1.60g/kg)[12]；油松葉片P平均含量(0.83g/kg)(表2)小于以上研究中P平均含量。此外,刺槐喬、灌木各器官N、P含量也大于油松,這與以往的研究結果(Han等[17]；崔高陽等[20]；姜沛沛等[10])基本一致。研究表明,固氮植物在P限制環(huán)境下,吸收P的能力將會得到提升[21]。本研究中固氮樹種刺槐生長主要受P限制(表2),在N含量較高的情況下促進了對P的吸收利用,從而導致刺槐各器官P含量均高于油松。而導致兩樹種林下灌木各器官化學計量特征的差異,可能是由于灌木物種本身差異引起,也可能是由于不同人工林群落之間的差異造成,還有待進一步研究。刺槐和油松林下枯落物的C、N、P化學計量特征基本與喬、灌、草葉片的C、N、P化學計量特征表現(xiàn)一致,究其原因是由于枯落物直接來源于葉片,因此枯落物與葉片C、N、P含量表現(xiàn)出一致性。

表4 喬、灌、草葉和枯落物與土壤C、N、P含量和化學計量比相關性

*P<0.05, **P<0.01

C∶N和C∶P作為重要的生理指標能夠反映植物生長的速度,一般認為低的C∶N和C∶P表征植物具有較快的生長速率[22]。本研究中刺槐和油松葉片C∶N和C∶P低于其他各器官,原因是各器官C含量差異不大,而N、P含量則顯著大于其他各器官。另外,刺槐各組分C∶N和C∶P都顯著小于油松。這說明相比油松林而言,刺槐林具有更高的生長速率[22]。植物葉片N∶P作為一項重要指標可以反映環(huán)境對植物生長養(yǎng)分供應狀況。研究表明,植物葉片N∶P<14,植物生長受N限制；N∶P>16,植物生長主要受P限制；14

3.2 土壤層C、N、P含量及化學計量比特征

由于土壤對P的吸附作用以及黃土高原區(qū)地表水土流失嚴重和強烈的風化作用,研究區(qū)中土壤P平均含量(0.54g/kg)明顯低于黃土高原中部刺槐林土壤P平均含量(1.12g/kg)[4]和全球平均水平(2.80g/kg)[25]。這與中國土壤P含量普遍低于全球平均水平的規(guī)律一致[25-26]。本研究中,刺槐和油松人工林土壤C、N含量隨土層深度增加而減少(圖1),P含量則基本保持不變。這與土壤層中C、N、P來源差異有關[11]。土壤中C、N的獲得途徑多樣,主要源自枯落物和植物根系分解形成的有機質,其中N元素還源自大氣沉降?？萋湮餁報w和植物根系主要分布于土壤表層,并隨著土層深度的增加而減少,所以N含量也隨著土層深度增加而減少。土壤中P的獲取途徑相對單一,主要源于巖石的風化和淋溶,并且P元素作為一種沉積性的礦物,在土壤中遷移相對較少,因此P在整個土層中分布比較均勻[20]。由于刺槐和油松人工林土壤C、N含量均隨土層深度增加而減少,故而土壤中C∶P、N∶P也隨著土壤深度的增加而減小(圖1)。另外,本研究中,刺槐人工林土壤中C含量低于油松,但N、P含量在兩者土壤中并無較大差異,這與刺槐人工林土壤中枯落物分解較快以及積累的少量的土壤有機物質有關[27]。

有研究表明,土壤中有機質C∶N與其分解速度呈反比關系[11]。本研究中刺槐人工林土壤中C∶N顯著小于油松,這說明土壤中刺槐的植物殘體礦化和腐殖化都較易進行,分解較快；而油松則相反。土壤C∶P是表示P有效性高低的一個指標,較低的C∶P表示P有效性高[11,28]。本研究區(qū)刺槐人工林土壤C∶P小于油松(圖1),因此可認為刺槐林地土壤P有效性更高。土壤N∶P可作為營養(yǎng)元素限制狀況判斷的指標[11],而在本研究區(qū)中刺槐與油松人工林土壤N∶P并未表現(xiàn)出特別顯著的差異性(圖1),這說明其適用范圍和臨界閾值本身具有一定的局限性并且會隨生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境的條件改變而發(fā)生變化,這在未來的實驗中還需進一步的觀察與分析。

3.3 喬、灌、草葉和枯落物與土壤層C、N、P含量和化學計量比之間的關系

植物葉片、枯落物和土壤的C、N、P化學計量特征存在著密切的關系。植物通過根系從土壤吸收各種所需元素,然后以植物殘體的形式返還給土壤,說明了生態(tài)系統(tǒng)內部的C、N、P等元素循環(huán)是在植物-枯落物-土壤3個庫之間運輸和轉換的[29]。研究表明,植物葉片P含量與土壤P含量密切相關[9],這與本研究中刺槐葉片P含量與土壤P含量密切的相關性一致,并且表現(xiàn)出顯著的負相關(表4)。本研究還發(fā)現(xiàn),刺槐林中喬葉和草葉N含量與土壤中N含量具有相反的相關性,油松林中喬葉和草葉C∶N與土壤C∶N也是如此。這說明群落不同層次植物的養(yǎng)分特征與土壤養(yǎng)分特征間具有不同的關系。此外,刺槐林內植物葉片和枯落物與土壤營養(yǎng)元素的相關性多集中在10—20cm和20—30cm土層(表4),而油松植物葉和枯落物與土壤營養(yǎng)元素的相關性相對較小,其中在20—30cm土層中并無顯著相關性(表4)。植物通過根系從土壤中吸收營養(yǎng)元素,而刺槐根系中直徑大于10mm的根在0—10cm土層中分布較少,主要集中分布在10—60cm土層范圍內[30],并且土壤表層中土壤含水量相對較低,植物與土壤間營養(yǎng)元素循環(huán)相對較弱,可能致使刺槐植物葉片和枯落物與土壤養(yǎng)分相關性在0—10cm土層中不顯著。油松作為常綠針葉林植物,其土壤中植物殘體分解能力差和根系分布特點與刺槐并不相同[30],因此油松植物葉和枯落物與土壤營養(yǎng)元素的相關性相對較小,表明相比刺槐人工林而言,油松人工林內土壤層N、P供應量對植物葉片N、P含量影響不顯著。另外,植物與土壤C、N、P化學計量特征的相關性還可能與研究區(qū)土壤環(huán)境,人為干擾程度等有關[31]。植物-枯落物-土壤C、N、P化學計量特征之間的相關分析,對于揭示C、N、P元素在整個生態(tài)系統(tǒng)中的變化格局以及C、N、P平衡和養(yǎng)分機制都有著重要的作用,而把植物-枯落物-土壤作為一個整體來探討的研究還待進一步加強。

4 結論

陜北黃土丘陵區(qū)宜川縣境內的刺槐與油松人工林生態(tài)系統(tǒng)C、N、P含量間存在著顯著的差異,其中油松葉片C含量顯著大于刺槐葉片,但N、P含量卻顯著小于刺槐葉片。此外,刺槐各組分C∶N和C∶P都顯著小于油松各組分,這說明相比油松林而言,刺槐林具有更高的生長速率。本研究區(qū)中油松林下枯落物C∶N大于刺槐林下枯落物,表明油松林下枯落物較刺槐林下枯落物分解較慢,有利于養(yǎng)分的存儲。刺槐和油松人工林植被不同組分與土壤C、N、P含量和化學計量比之間的相關性分析表明,不同類型人工林生態(tài)系統(tǒng)不同層次植物與土壤養(yǎng)分特征間具有不同的關系,而對于把植物-枯落物-土壤作為一個整體來探討的研究還不完善,需要更深入的研究。本研究豐富了西北地區(qū)乃至全國的C、N、P化學計量特征數據庫,為了解黃土丘陵區(qū)生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分耦合循環(huán)機制奠定了基礎。

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