粵西地區(qū)4種典型人工林土壤碳、氮、磷養(yǎng)分垂直分布特征

摘 要：【目的】土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）生態(tài)化學(xué)計(jì)量比是反映森林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分變化的重要指標(biāo)。研究旨在探明粵西地區(qū)不同林分類(lèi)型的土壤C、N、P養(yǎng)分的垂直分布特征及其與化學(xué)計(jì)量特征之間的關(guān)系。【方法】以廣東省陽(yáng)江市國(guó)有花灘林場(chǎng)的馬占相思Acacia mangium、加勒比松Pinus caribaea、尾葉桉Eucalyptus urophylla和灰木蓮Magnoliaceae glanca四種典型人工林為研究對(duì)象，對(duì)不同土層（0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm）的土壤總有機(jī)碳（TOC）、全氮（TN）、全磷（TP）和速效磷（AP）等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，探討不同人工林類(lèi)型土壤C、N、P的垂直變化及其化學(xué)計(jì)量特征?！窘Y(jié)果】不同林分類(lèi)型和土層深度的土壤TOC、TN存在顯著差異，土壤TOC和TN含量隨著土層深度的增加而減少，在不同林分間表現(xiàn)為馬占相思>加勒比松>尾葉桉>灰木蓮，土壤TP在不同林分類(lèi)型和土層深度間的含量相對(duì)比較穩(wěn)定。馬占相思林、加勒比松林、尾葉桉林和灰木蓮林的土壤C∶N、C∶P、N∶P分別為7.45～8.09、10.14～16.59和1.35～2.18，均低于全國(guó)土壤平均水平。相關(guān)性分析結(jié)果表明，4種林分的土壤TOC與TN、C∶N與C∶P均呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，土壤含水量（SWC）和pH值會(huì)影響土壤C、N、P含量以及生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征?！窘Y(jié)論】馬占相思林有較好的養(yǎng)分歸還和地力維持的效果，在人工林營(yíng)建過(guò)程中可以通過(guò)適當(dāng)種植固氮樹(shù)種達(dá)到土壤肥力改良的目的。

關(guān)鍵詞：林分類(lèi)型；化學(xué)計(jì)量比；土壤養(yǎng)分；垂直分布；固氮樹(shù)種；人工林

中圖分類(lèi)號(hào)：S714.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-923X（2024）10-0116-10

基金項(xiàng)目：廣東省林業(yè)科技創(chuàng)新項(xiàng)目（2022KJCX017）；廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目（2023A1515012129）。

Vertical distribution characteristics of soil carbon， nitrogen and phosphorus nutrients in four typical plantations in western Guangdong

WU Miaolan1，2， GU Xiaojuan1，2， LIU Yue1，2， LIU Linyunhui1，2， LIU Yalei1， WU Wenyu1， ZHOU Linfei1， MO Qifeng1，2

（1.a. College of Forestry and Landscape Architecture； b. Guangdong Key Laboratory for Innovative Development and Utilization of Forest Plant Germplasm， South China Agricultural University， Guangzhou 510642， Guangdong， China； 2. CFERN Guangdong E’huangzhang Field Observation and Research Station， Yangjiang 529631， Guangdong， China）

Abstract：【Objective】Ecological stoichiometric ratio of soil carbon （C）， nitrogen （N） and phosphorus （P） was an important index to reflect the nutrient change in forest ecosystem. The purpose of this paper was to explore the vertical distribution characteristics of soil C， N and P nutrients of different plantation types in western Guangdong and their correlation with stoichiometric characteristics.【Method】Four typical plantations of state-owned Huatan forest farm in Yangjiang city， Guangdong province were selected. Taking Acacia mangium， Pinus caribaea， Eucalyptus urophylla and Magnoliaceae glance as research objects， this study explored soil TOC， TN， TP and AP in five different soil layers （0-10 cm， 10-20 cm， 20-40 cm， 40-60 cm， 60-100 cm） at 100 cm depth of four plantations， and the vertical variation and stoichiometric characteristics of soil C， N and P in the planation were discussed.【Result】There were significant differences in TOC and TN contents among different plantation types and soil depth. TOC and TN contents decreased with the increase of soil depth， and the contents of TOC and TN in soil were as followed： A. mangium>P. caribaea>E. urophylla>M. glance. The contents of TP were relatively stable among different stand types and soil depth. The soil C∶N， C∶P， N∶P of A. mangium， P. caribaea，E. urophylla and M. glance were 7.45-8.09， 10.14-16.59， and 1.35-2.18， respectively， which were all lower than the national average. The correlation analysis showed that soil TOC were significantly positively correlated with TN， C∶N and C∶P， and soil SWC and pH affected soil C，N and P contents as well as ecological stoichiometric characteristics.【Conclusion】The plantation of A. mangium has better soil nutrient return and fertility maintain ability. In the process of plantation construction， soil fertility improvement can be achieved by proper planting of nitrogen-fixing trees.

Keywords： stand type； stoichiometry； soil nutrient； vertical distribution； nitrogen-fixing trees； plantation

土壤養(yǎng)分含量是維持陸地生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的重要指標(biāo)[1]，土壤中的碳（C）、氮（N）、磷（P）等是植物必需的大量元素，參與植物體內(nèi)多種生理生態(tài)過(guò)程[2]。其中，C是植物生物量的重要組成元素；而N和P元素的缺失會(huì)造成植物生理生態(tài)過(guò)程的紊亂，也是陸地生態(tài)系統(tǒng)中限制植物生長(zhǎng)最常見(jiàn)的營(yíng)養(yǎng)元素[3]。土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、速效磷等是土壤養(yǎng)分的主要組成部分，也是土壤動(dòng)物和微生物賴(lài)以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。土壤生物通過(guò)驅(qū)動(dòng)土壤碳、氮、磷養(yǎng)分的循環(huán)和轉(zhuǎn)化，從而影響土壤的理化性質(zhì)、保水保肥和養(yǎng)分供應(yīng)的能力[4]。土壤C∶N∶P化學(xué)計(jì)量比能夠反映土壤肥力和營(yíng)養(yǎng)狀況，研究土壤碳氮磷化學(xué)計(jì)量比有助于揭示養(yǎng)分脅迫下植物生長(zhǎng)發(fā)育的適應(yīng)機(jī)制[5]，其中，C∶N影響碳和氮循環(huán)，是土壤質(zhì)量的重要指標(biāo)，N∶P則指示植物生長(zhǎng)過(guò)程中土壤N的供應(yīng)情況[6-7]。因此，研究土壤C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)于理解森林生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)及其植物養(yǎng)分限制具有重要意義。

森林生態(tài)系統(tǒng)的不同群落類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分具有重要的影響。研究認(rèn)為，不同樹(shù)種對(duì)土壤肥力的改良作用存在明顯差異，且闊葉樹(shù)種的改良作用優(yōu)于針葉樹(shù)種[8]。劉飛鵬等[9]研究了華南3種人工林的土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量，發(fā)現(xiàn)桉樹(shù)Eucalyptus spp.人工林表層的土壤有機(jī)質(zhì)和速效P含量顯著高于馬尾松Pinus massoniana和杉木Cunninghamia lanceolata等針葉樹(shù)種人工林。舒媛媛等[10]在青藏高原東緣研究發(fā)現(xiàn)，不同闊葉樹(shù)種與針葉樹(shù)種造林明顯改變了土壤養(yǎng)分，除闊葉樹(shù)種連香樹(shù)Cercidiphyllum japonicum人工林土壤中P增加外，其余針葉樹(shù)種人工林的土壤C、N養(yǎng)分均降低。固氮樹(shù)種能與微生物共生從而具備固氮功能[11]。研究表明，固氮樹(shù)種能顯著增加土壤有機(jī)質(zhì)和土壤N素[12]。周麗麗等[13]研究了福建省漳浦縣中西國(guó)有林場(chǎng)的5種固氮樹(shù)種相思林和非固氮樹(shù)種尾巨桉Eucalyptus urophylla × E. grandis人工林的土壤養(yǎng)分，發(fā)現(xiàn)固氮樹(shù)種20～40 cm土層的土壤全C、全N含量均高于非固氮樹(shù)種，固氮樹(shù)種的有效養(yǎng)分在不同程度上也顯著高于非固氮樹(shù)種。由此可見(jiàn)，不同樹(shù)種的人工林土壤C、N、P元素含量特征表現(xiàn)出顯著的差異性。

我國(guó)是世界上人工林面積最大的國(guó)家，弄清不同樹(shù)種人工林的土壤肥力狀況有助于提高人工林的生態(tài)功能。近年來(lái)，關(guān)于人工林土壤養(yǎng)分含量變化，國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了大量的研究，重點(diǎn)集中在土壤養(yǎng)分[14-16]和酶活性[10，17]等領(lǐng)域的研究，但是關(guān)于不同樹(shù)種人工林種植對(duì)土壤養(yǎng)分含量變化的研究較少。本研究以廣東省陽(yáng)江市國(guó)有花灘林場(chǎng)種植的馬占相思林Acacia mangium Willd.、加勒比松林Pinus caribaea Morelet、尾葉桉林Eucalyptus urophylla S.T.Blake、灰木蓮林Magnoliaceae glanca Blume為對(duì)象，對(duì)不同林分的土壤進(jìn)行采樣并測(cè)定其碳氮磷含量，試圖比較不同類(lèi)型闊葉林與針葉林、固氮樹(shù)種與非固氮樹(shù)種人工林土壤碳氮磷養(yǎng)分含量的差異，以期探明不同林分類(lèi)型在不同土層深度的土壤有機(jī)碳、全氮、全磷和速效磷含量變化規(guī)律，揭示不同人工林樹(shù)種的種植與土壤養(yǎng)分之間的相互效應(yīng)。研究結(jié)果對(duì)人工林土壤養(yǎng)分循環(huán)與管理的研究具有重要意義，同時(shí)可為粵西地區(qū)人工林的經(jīng)營(yíng)和管理提供一定的數(shù)據(jù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣東省陽(yáng)江市國(guó)有花灘林場(chǎng)（111°43′15″E，22°15′05″N），該區(qū)域?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫22.3 ℃，極端最高溫38.4 ℃，極端最低溫-1.8 ℃。年均降水量為2 392.3 mm，降水主要集中在4—9月。研究區(qū)土壤類(lèi)型為磚紅壤，呈酸性，pH值4.0～4.5。

1.2 樣品采集與處理

選擇立地條件基本一致的4種典型單一樹(shù)種的人工林林分為研究對(duì)象，分別為馬占相思林、加勒比松林、尾葉桉林和灰木蓮林。于2022年12月在4種林分中分別設(shè)置3個(gè)10 m×10 m的重復(fù)樣方，同一林分內(nèi)3個(gè)樣方的距離至少相隔50 m，進(jìn)行林分調(diào)查，記錄樣方內(nèi)樹(shù)木的株數(shù)、胸徑、樹(shù)高等情況，林分基本情況見(jiàn)表1。

每個(gè)樣方按照3點(diǎn)布點(diǎn)法設(shè)置并挖掘深度為100 cm的土壤剖面，剖面層次由上而下劃分為：0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm、60～100 cm共5層，并按層采集分析土樣及環(huán)刀樣（100 cm3），環(huán)刀樣用于測(cè)定土壤容重、持水量和孔隙度等物理性質(zhì)，同一樣方內(nèi)采集的土壤按同一層次混合為一個(gè)樣品，共采集60份土壤樣品帶回實(shí)驗(yàn)室風(fēng)干處理后測(cè)定其他理化性質(zhì)。樣品去除石礫、植物根系等雜物，于陰涼干燥處風(fēng)干，過(guò)篩后備用。4種林分的基本理化性質(zhì)見(jiàn)表2。

1.2 測(cè)定方法

土壤pH值采用電位法測(cè)定（水∶土=2.5∶1）；有機(jī)碳采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測(cè)定[18]；全氮采用濃硫酸-催化劑消解-靛酚藍(lán)比色法測(cè)定；全磷采用濃硫酸-催化劑消解-鉬銻抗比色法測(cè)定；速效磷用氟化銨-鹽酸溶液浸提后用鉬銻抗比色法測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013軟件數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)整理并制圖，采用SPSS 27.0軟件進(jìn)行方差分析，包括單因素方差分析（One-way ANOVA）和雙因素方差分析（Twoway ANOVA），用Duncan多重比較檢驗(yàn)數(shù)據(jù)間的差異，用Origin軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析和主成分分析，檢驗(yàn)各指標(biāo)間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 4種林分土壤養(yǎng)分含量特征

隨著土層深度的增加，4種林分土壤TOC和 TN含量呈遞減趨勢(shì)（圖1），土壤TOC、TN含量均值表現(xiàn)為馬占相思林>加勒比松林>尾葉桉林>灰木蓮林（表4）。土壤TOC和TN含量在各林分的0～10 cm和10～20 cm土層之間的差異顯著，0～10 cm土層的TOC和TN含量顯著高于10～20 cm土層（P<0.05）；灰木蓮林的土壤TOC、TN含量分別在0～60 cm、0～40 cm的土層之間差異顯著，其余各土層之間其TOC、TN含量不存在顯著差異（P>0.05）。

除灰木蓮林外，土壤TP在各個(gè)土層之間的含量相對(duì)比較穩(wěn)定。隨著土層深度的增加，馬占相思林和加勒比松林土壤TP含量變化不明顯；尾葉桉林和灰木蓮林的表層土壤TP含量顯著高于底層。整體上看，灰木蓮林土壤TP含量高于其他林分（P<0.05）。

馬占相思林和加勒比松林的土壤AP含量隨著土層深度的增加變化不顯著（P>0.05），尾葉桉林和灰木蓮林的土壤AP含量隨著土層深度增加表現(xiàn)出先降低后升高的趨勢(shì)。土壤AP含量在10～100 cm土層之間表現(xiàn)為加勒比松林>馬占相思林>尾葉桉林>灰木蓮林，加勒比松林的土壤AP含量顯著高于灰木蓮林（表4）。

雙因素方差分析表明（表3），林分類(lèi)型和土層對(duì)土壤TOC含量和TP含量存在極顯著影響（P<0.001），但它們的交互作用對(duì)土壤TOC含量和TP含量的影響不顯著。土壤TN含量?jī)H受土層的極顯著影響，林分類(lèi)型對(duì)其的影響顯著（P=0.016）。土壤AP含量受林分類(lèi)型和土層及其交互作用的影響極顯著（P< 0.001）。

2.2 4種林分土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量特征

馬占相思林、加勒比松林、尾葉桉林和灰木蓮林的土壤C∶N、C∶P、N∶P、C∶N∶P分別為7.45～8.09、10.14～16.59、1.35～2.18和 6.26～7.32，4種林分的化學(xué)計(jì)量比變異系數(shù)在10%～60%之間，均屬于中等變異。C∶N和C∶N∶P在4種林分間差異不明顯，馬占相思林和加勒比松林的C∶P和N∶P均顯著高于灰木蓮林，但與尾葉桉林不存在顯著差異。

2.3 4種林分土壤化學(xué)計(jì)量特征與影響因子之間的關(guān)系

采用主成分分析法進(jìn)一步分析土壤基本理化性質(zhì)對(duì)養(yǎng)分狀況的影響，從圖2可以看出前兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了63.5%，可以綜合反映影響土壤養(yǎng)分狀況的主導(dǎo)因子。第1主成分對(duì)總方差的貢獻(xiàn)率為46.4%，即第1主成分對(duì)方差的總貢獻(xiàn)率為46.4%，其中TOC、TN、N∶P和C∶P起主要的作用，對(duì)土壤養(yǎng)分和保肥能力具有促進(jìn)作用；第2主成分對(duì)總方差的貢獻(xiàn)率為19.1%，第2主成分是土壤C∶N∶P和C∶N組成的綜合指標(biāo)。在第1主成分中，土壤TOC、TN、N∶P、C∶P與土壤養(yǎng)分狀況呈正相關(guān)關(guān)系，其載荷順序?yàn)門(mén)OC>TN>N∶P>C∶P。無(wú)論在PC1還是PC2上，4種林分都存在重疊情況，因此4種林分土壤養(yǎng)分狀況并不能以PC1和PC2完全區(qū)分開(kāi)（圖2）。

相關(guān)性分析結(jié)果表明，4種林分的土壤TOC均與TN呈極顯著正相關(guān)（圖3），除此之外，馬占相思林的土壤TOC與其他土壤養(yǎng)分之間沒(méi)有顯著的相關(guān)性，加勒比松林的土壤TOC與TP、AP，TN與AP相互之間存在顯著相關(guān)關(guān)系，尾葉桉林和灰木蓮林土壤TOC、TN、TP和AP等因子兩兩之間呈極顯著相關(guān)，灰木蓮林除了土壤pH值與TP不存在顯著的相關(guān)關(guān)系之外，其余土壤理化因子兩兩之間都存在極顯著的相關(guān)關(guān)系，包括SWC、pH值、TOC、TN、TP和AP。

3 討 論

3.1 林分類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

林分類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分含量有重要影響。魏孝榮和邵明安研究指出，植物群落不同，其根系活動(dòng)深度不同會(huì)導(dǎo)致對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收強(qiáng)度和深度存在明顯差異[19]。本研究中，固氮樹(shù)種馬占相思林的0～10 cm土層土壤TOC含量顯著高于非固氮樹(shù)種尾葉桉林和灰木蓮林，該林分各土層的土壤TOC和TN含量也明顯高于其他3種林分。周麗麗等[13]的研究結(jié)果表明了固氮樹(shù)種的土壤TOC、TN含量高于非固氮樹(shù)種，此外，劉曉民等[20]和王磊[21]的研究指出土壤TOC含量在不同的林分類(lèi)型間差異顯著，上述研究結(jié)果與本研究結(jié)果相一致。本研究中，不同林分之間的TOC含量差異主要是由馬占相思的固氮樹(shù)種特性導(dǎo)致的。馬占相思為豆科植物，含有固N(yùn)能力較強(qiáng)的根瘤菌，能直接增加土壤中的N含量，土壤中N供應(yīng)量的增加能促進(jìn)TOC的積累，因此，在人工林營(yíng)建過(guò)程中，可以適當(dāng)種植豆科等固氮樹(shù)種，以提高土壤N養(yǎng)分，可有效促進(jìn)林木生長(zhǎng)及提高土壤TOC的積累。

本研究中，土壤TP含量在不同林分類(lèi)型間差異顯著，而在不同土層間差異不顯著。土壤中的P元素主要來(lái)源是巖石，其風(fēng)化需要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的過(guò)程，因此土壤中的TP含量在不同土層間的變化較小[22]。Liu等[23]對(duì)祁連山的青海云杉Picea crassifolia的研究結(jié)果表明，由于林木根系吸收利用的影響，導(dǎo)致土壤TP含量在不同林分類(lèi)型間存在顯著差異。本研究中，闊葉樹(shù)種馬占相思和灰木蓮林的土壤TP含量顯著高于針葉樹(shù)種加勒比松林，這與Liu等的研究結(jié)果相符。樹(shù)木從土壤中吸收P的能力受到根表面積和形態(tài)特征等諸多因素的影響，因此，本研究中闊葉樹(shù)種和針葉樹(shù)種林分間土壤TP含量的差異可能與它們的樹(shù)種特性有關(guān)。

速效磷是衡量土壤磷素供應(yīng)水平的確切指標(biāo)。大量研究結(jié)果表明，不同林分類(lèi)型的土壤AP含量隨土層深度增加表現(xiàn)出逐漸減少的趨勢(shì)[13， 24-25]，另有研究結(jié)果表明，土壤AP含量隨土層深度增加沒(méi)有明顯的變化規(guī)律[26]。在本研究中，土壤中的AP含量隨土層深度增加出現(xiàn)2種情況：馬占相思林和加勒比松林的土壤AP含量隨土層深度增加無(wú)顯著變化，尾葉桉林和灰木蓮林的土壤AP含量隨土層深度增加而顯著降低（圖1）。由于人工林表層土壤受凋落物的影響，有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)較高，同時(shí)表層土壤通氣結(jié)構(gòu)良好，有利于微生物活動(dòng)，能夠促進(jìn)凋落物分解，加快養(yǎng)分循環(huán)[27]，因此土壤AP含量的垂直分布在4種林分間都表現(xiàn)出明顯的“表聚現(xiàn)象”。本研究結(jié)果表明，土壤AP含量受林分類(lèi)型和土層及其交互作用的影響顯著（表3）。此外，主成分分析結(jié)果顯示，相較于馬占相思林和加勒比松林，尾葉桉林和灰木蓮林林分土壤養(yǎng)分情況存在極高度的重疊。因此，本研究認(rèn)為樹(shù)種類(lèi)型的不同是造成AP含量在4種林分間的垂直變化差異的最主要原因。

3.2 林分類(lèi)型對(duì)土壤C∶N∶P化學(xué)計(jì)量特征的影響

土壤C、N、P的生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征是評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分的重要指標(biāo)，C∶N、C∶P和N∶P能很好地指示土壤養(yǎng)分狀況[28]。C∶N是土壤有機(jī)質(zhì)組成和質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，能夠反映土壤有機(jī)質(zhì)的分解速率，與土壤有機(jī)質(zhì)分解速率成反比[29]。本研究中，花灘林場(chǎng)4種林分的土壤TOC、TN之間具有顯著的相關(guān)性，C∶N變化范圍在7.45～8.09之間，低于全國(guó)土壤C∶N的平均水平（11.90）[30]。C∶N比較穩(wěn)定，在4種林分間不存在顯著差異（表4），但闊葉樹(shù)種馬占相思、尾葉桉和灰木蓮人工林的C∶N的最大值和最小值都明顯高于針葉樹(shù)種加勒比松林，說(shuō)明4種林分的土壤有機(jī)質(zhì)雖然分解速率較慢，但闊葉林的土壤凋落物和動(dòng)植物殘?bào)w的分解速率略高于針葉林，闊葉樹(shù)種的土壤改良作用優(yōu)于針葉樹(shù)種[8]。

C∶P是土壤磷礦化能力的重要指標(biāo)，反映了磷有效性的高低，C∶P越低磷有效性越高[31]，當(dāng)C∶P<200時(shí)，土壤微生物碳含量增加，微生物磷發(fā)生凈礦化作用[32]，有利于提高土壤磷有效性。土壤N∶P可作為氮飽和的指標(biāo)，指示樹(shù)木生長(zhǎng)過(guò)程中土壤養(yǎng)分的供給情況。本研究區(qū)位于華南地區(qū)，是典型的富N貧P區(qū)[33]。本研究結(jié)果表明，花灘林場(chǎng)4種林分的土壤C∶P、N∶P變化范圍分別是10.14～16.59和1.35～2.18，均低于全國(guó)平均水平（61和5.2）[30]，說(shuō)明該地區(qū)林木生長(zhǎng)受到土壤N、P限制。4種林分中，灰木蓮林的土壤C∶P、N∶P分別為10.14和1.35，均顯著低于其他林分（表4），說(shuō)明灰木蓮林土壤P有效性顯著高于其他樹(shù)種，同時(shí)受N限制的程度相比其他3個(gè)林分更強(qiáng)，為了提高灰木蓮林的生產(chǎn)力，可在其生長(zhǎng)過(guò)程中適當(dāng)增施N肥。

3.3 不同林分土壤化學(xué)計(jì)量特征與影響因子之間的關(guān)系

土壤是各種養(yǎng)分元素的載體，土壤理化性質(zhì)的改變對(duì)元素循環(huán)有重要影響[34]。研究認(rèn)為，土壤含水量與土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量比之間存在顯著相關(guān)關(guān)系[35]，本研究4種林分中，馬占相思林和加勒比松林的土壤TOC和TN含量與自然含水量（SWC）有顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，除尾葉桉林外的3種林分的土壤C∶P、N∶P都與土壤SWC存在顯著或極顯著的相關(guān)關(guān)系，此外，加勒比松林的土壤C∶N也與土壤SWC存在顯著相關(guān)關(guān)系，這與已有的研究結(jié)果一致[35]。水分是限制植物生長(zhǎng)的重要因素，張富榮等認(rèn)為，水分是影響土壤C、N、P的主要因素，會(huì)對(duì)生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征造成一定的影響[36]。因此，在林木生長(zhǎng)過(guò)程中，應(yīng)維持適當(dāng)?shù)牡乇淼蚵湮锏母采w厚度，以增加土壤含水量。

李培璽等[37]認(rèn)為，土壤pH值是影響土壤C、N、P含量以及生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征的重要環(huán)境因子。4種林分中，灰木蓮林的土壤C∶P和N∶P與SWC和pH值存在極顯著相關(guān)關(guān)系，而在其他3種林分中，pH值對(duì)C、N、P養(yǎng)分的影響不強(qiáng)烈，由此推測(cè)，土壤pH值是造成灰木蓮林C∶P和N∶P顯著低于其他3種林分類(lèi)型的主要影響因子。但灰木蓮林中各土層的土壤pH值均偏酸性，且不存在顯著差異，目前關(guān)于pH值如何影響土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量特征的研究較少，為探明其影響機(jī)制，還需要開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

4 結(jié) 論

粵西花灘林場(chǎng)4種典型林分土壤養(yǎng)分含量存在差異，土壤TOC和TN含量在不同林分間表現(xiàn)為馬占相思林>加勒比松林>尾葉桉林>灰木蓮林，說(shuō)明固氮樹(shù)種造林可以為土壤積累較多的有機(jī)碳和氮素，其養(yǎng)分歸還和地力維持具有較好的效果。針葉樹(shù)種加勒比松土壤維持了較高的養(yǎng)分，而鄉(xiāng)土樹(shù)種灰木蓮造林后土壤養(yǎng)分水平相對(duì)較低，易受到土壤N素供應(yīng)的限制，可以通過(guò)適量施肥來(lái)促進(jìn)林木生長(zhǎng)。另外，土壤水分含量和pH值影響人工林土壤C、N、P的周轉(zhuǎn)以及生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征，在粵西地區(qū)人工林林木生長(zhǎng)過(guò)程中應(yīng)維持適當(dāng)?shù)牡乇淼蚵湮锏母采w厚度以維持較高的土壤濕度，進(jìn)一步促進(jìn)土壤C、N、P的周轉(zhuǎn)和歸還。

參考文獻(xiàn)：

[1] 金曉明，于良斌，張穎琪，等.群落演替對(duì)呼倫貝爾草地兩種優(yōu)勢(shì)植物繁殖分配及生態(tài)化學(xué)計(jì)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2020，31（3）：787-793. JIN X M， YU L B， ZHANG Y Q， et al. Effects of community succession on plant reproductive allocation and ecological stoichiometry for two dominant species in the Hulunbuir grassland， China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2020，31（3）： 787-793.

[2] AGREN G I. Stoichiometry and nutrition of plant growth in natural communities[J]. Annual Review of Ecology， Evolution， and Systematics，2008，39（1）：153-170.

[3] GüSEWELL S. N∶P ratios in terrestrial plants： variation and functional significance[J]. New Phytologist，2004，164（2）：243-266.

[4] 肖靈香，方晰，項(xiàng)文化，等.湘中丘陵區(qū)4種森林類(lèi)型土壤理化性質(zhì)[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（5）：90-97，108. XIAO L X， FANG X， XIANG W H， et al. Soil physical and chemical properties of four subtropical forests in hilly region of central Hunan province， China[J]. Journal of Central South University of Forestry Technology，2015，35（5）：90-97，108.

[5] 曾德慧，陳廣生.生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)：復(fù)雜生命系統(tǒng)奧秘的探索[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，29（6）：1007-1019. ZENG D H， CHEN G S. Ecological stoichiometry： a science to explore the complexity of living systems[J]. Acta Phytoecologica Sinica，2005，29（6）：1007-1019.

[6] HERBERT D A， WILLIAMS M， RASTETTER E B. A model analysis of N and P limitation on carbon accumulation in Amazonian secondary forest after alternate land-use abandonment[J]. Biogeochemistry，2003，65（1）：121-150.

[7] REICH P B， TJOELKER M G， MACHADO J， et al. Universal scaling of respiratory metabolism， size and nitrogen in plants[J]. Nature，2006，439（7075）：457-461.

[8] 朱毅，韓敬.蒙山不同樹(shù)種對(duì)改良土壤物理性狀的影響[J].水土保持研究，2006，13（3）：97-98. ZHU Y， HAN J. Effects of different tree species of Meng moutain on soil physical properties improvement[J]. Research of Soil and Water Conservation，2006，13（3）：97-98.

[9] 劉飛鵬，儲(chǔ)雙雙，裴向陽(yáng)，等.華南3種人工林土壤有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分含量及其綜合評(píng)價(jià)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2014，38（2）：81-85. LIU F P， CHU S S， PEI X Y， et al. Soil organic matter and nutrient contents and integrate evaluation of them under three tropical planted forests in south China[J]. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），2014，38（2）：81-85.

[10] 舒媛媛，黃俊勝，趙高卷，等.青藏高原東緣不同樹(shù)種人工林對(duì)土壤酶活性及養(yǎng)分的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2016，36（2）： 394-402. SHU Y Y， HUANG J S， ZHAO G J， et al. Effects of afforestation with different tree species on soil enzyme activities and nutrient content in eastern Qinghai-Tibetan plateau， China[J]. Acta Ecologica Sinica，2016，36（2）：394-402.

[11] SPRENT J I， PARSONS R. Nitrogen fixation in legume and nonlegume trees[J]. Field Crops Research，2000，65（2）：183-196.

[12] HOOGMOED M， CUNNINGHAM S C， BAKER P， et al. N-fixing trees in restoration plantings： effects on nitrogen supply and soil microbial communities[J]. Soil Biology and Biochemistry， 2014，77：203-212.

[13] 周麗麗，李樹(shù)斌，潘輝，等.5種相思樹(shù)和尾巨桉人工林土壤養(yǎng)分和酶活性特征[J].熱帶亞熱帶植物學(xué)報(bào)，2021，29（5）： 483-493. ZHOU L L， LI S B， PAN H， et al. Characteristics of soil nutrients and enzyme activities in five Acacia and Eucalvptus urophylla plantations[J] Journal of Tropical and Subtropical Botany， 2021，29（5）：483-493.

[14] 涂宏濤，孫玉軍，劉素真，等.亞熱帶杉木人工林生物量及其碳儲(chǔ)量分布—以福建將樂(lè)縣杉木人工林為例[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35（7）： 94-99. TU H T， SUN Y J， LIU S Z， et al. Stand biomass and carbon storge distribution of Chinese fir plantation in subtropical China[J]. Journal of Central South University of Forestry Technology，2015，35（7）：94-99.

[15] 王振宇，王濤，鄒秉章，等.不同生長(zhǎng)階段杉木人工林土壤C∶N∶P化學(xué)計(jì)量特征與養(yǎng)分動(dòng)態(tài)[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2020， 31（11）：3597-3604. WANG Z Y， WANG T， ZOU B Z， et al. Soil C∶N∶P stoichiometry and nutrient dynamics in Cunninghamia lanceolata plantations during different growth stages[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2020，31（11）：3597-3604.

[16] 趙玉林，陳云江，馮毅，等.成都龍泉山不同林齡香樟人工林土壤養(yǎng)分和微生物群落結(jié)構(gòu)[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)， 2022，28（5）：1151-1159. ZHAO Y L， CHEN Y J， FENG Y， et al. Soil nutrients and microbial community structure of artificial Cinnamomum camphora forests at different stand ages in Chengdu Longquan mountain[J]. Chinese Journal of Applied and Environmental Biology， 2022，28（5）：1151-1159.

[17] 趙滿(mǎn)興，楊帆，馬文全，等.黃土丘陵區(qū)沙棘人工林土壤養(yǎng)分及酶活性季節(jié)變化[J].水土保持研究，2023，30（2）：58-66. ZHAO M X， YANG F， MA W Q， et al. Seasonal change of soil nutrient and enzyme activities in Hippophae rhamnoides plantation with different stand ages in loess hilly region[J]. Research of Soil and Water Conservation，2023，30（2）：58-66.

[18] 魯如坤.土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，2000. LU R K. Agricultural chemical analysis methods of soil[M]. Beijing： China Agricultural Science and Technology Press，2000.

[19] 魏孝榮，邵明安.黃土高原溝壑區(qū)小流域坡地土壤養(yǎng)分分布特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（2）：603-612. WEI X R， SHAO M A. The distribution of soil nutrients on sloping land in the gully region watershed of the loess plateau[J]. Acta Ecologica Sinica，2007，27（2）：603-612.

[20] 劉曉民，白嘉駿，楊耀天，等.內(nèi)蒙古圪秋溝流域不同林分類(lèi)型對(duì)土壤養(yǎng)分含量的影響[J].土壤通報(bào)，2023，54（2）：328-335. LIU X M， BAI J J， YANG Y T， et al. Effects of different stand types on soil nutrient contents in Geqiugou watershed of Inner Mongolia[J]. Chinese Journal of Soil Science，2023，54（2）：328-335.

[21] 王磊，劉晴廙，關(guān)慶偉，等.平原沙土區(qū)不同林分類(lèi)型下土壤有機(jī)碳庫(kù)特征及其影響因子[J].林業(yè)科學(xué)研究，2023，36（4）： 72-81. WANG L， LIU Q Y， GUAN Q W， et al. Characteristics of soil organic carbon pools and their influencing factors under different stand types in the plain sandy area[J]. Forest Research，2023，36（4）： 72-81.

[22] 劉興詔，周?chē)?guó)逸，張德強(qiáng)，等.南亞熱帶森林不同演替階段植物與土壤中N、P的化學(xué)計(jì)量特征[J].植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2010， 34（1）：64-71. LIU X Z， ZHOU G Y， ZHANG D Q， et al. N and P stoichiometry of plant and soil in lower subtropical forest successional series in southern China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology，2010，34（1）： 64-71.

[23] LIU J， GOU X， ZHANG F， et al. Spatial patterns in the C∶N∶P stoichiometry in Qinghai spruce and the soil across the Qilian mountains， China[J]. Catena，2021，196：104814.

[24] 羅歆，代數(shù)，何丙輝，等. 縉云山不同植被類(lèi)型林下土壤養(yǎng)分含量及物理性質(zhì)研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2011，25（1）：64-69，91. LUO X， DAI S， HE B H， et al. Investigation of nutrients and physical properties of the soil under different types of forest vegetation in Jinyun mountain[J]. Journal of Soil and Water Conservation， 2011，25（1）：64-69，91.

[25] 廖科，劉振華，童方平，等.不同混交比例對(duì)櫟類(lèi)混交林生長(zhǎng)和土壤養(yǎng)分的影響[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，43（9）： 80-88. LIAO K， LIU Z H， TONG F P， et al. Effects of different mixed ratios on the growth and soil nutrient of oak mixed plantations[J]. Journal of Central South University of Forestry Technology， 2023，43（9）：80-88.

[26] 李雯靖，王立，趙維俊，等.祁連山青海云杉林土壤養(yǎng)分特征[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，51（5）：88-94. LI W J， WANG L， ZHAO W J， et al. Soil nutrient characteristics of Picea crassifolia forest in Qilian mountains[J]. Journal of Gansu Agricultural University，2016，51（5）：88-94.

[27] 渠開(kāi)躍，代力民，馮慧敏，等.遼東山區(qū)不同林型土壤有機(jī)質(zhì)和NPK分布特征[J].土壤通報(bào)，2009，40（3）：558-562. QU K Y， DAI L M， FENG H M， et al. Soil fertility characteristics of main forest types in eastern mountain areas of Liaoning[J]. Chinese Journal of Soil Science，2009，40（3）：558-562.

[28] 曾全超，李鑫，董揚(yáng)紅，等.黃土高原延河流域不同植被類(lèi)型下土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J].自然資源學(xué)報(bào)，2016，31（11）： 1881-1891. ZENG Q C， LI X， DONG Y H， et al. Ecological stoichiometry of soils in the Yanhe watershed in the loess plateau： the influence of different vegetation zones[J]. Journal of Natural Resources， 2016，31（11）：1881-1891.

[29] 王紹強(qiáng)，于貴瑞.生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷元素的生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2008，28（8）：3937-3947. WANG S Q， YU G R. Ecological stoichiometry characteristics of ecosystem carbon， nitrogen and phosphorus elements[J]. Acta Ecologica Sinica，2008，28（8）：3937-3947.

[30] TIAN H， CHEN G， ZHANG C， et al. Pattern and variation of C∶N∶P ratios in China’s soils： a synthesis of observational data[J]. Biogeochemistry，2010，98（1）：139-151.

[31] 俞月鳳，彭晚霞，宋同清，等.喀斯特峰叢洼地不同森林類(lèi)型植物和土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量特征[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2014， 25（4）：947-954. YU Y F， PENG W X， SONG T Q， et al. Stoichiometric characteristics of plant and soil C， N and P in different forest types in depressions between karst hills， southwest China[J]. Chinese Journal of Applied Ecology，2014，25（4）：947-954.

[32] 賈宇，徐炳成，李鳳民，等.半干旱黃土丘陵區(qū)苜蓿人工草地土壤磷素有效性及對(duì)生產(chǎn)力的響應(yīng)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，27（1）： 42-47. JIA Y， XU B C， LI F M， et al. Availability and contributions of soil phosphorus to forage production of seeded alfalfa in semiarid Loess Plateau[J]. Acta Ecologica Sinica，2007，27（1）：42-47.

[33] TOWNSEND A R， CLEVELAND C C， ASNER G P， et al. Controls over foliar N：P ratios in tropical rain forests[J]. Ecology， 2007，88（1）：107-118.

[34] 李路，常亞鵬，許仲林.天山雪嶺云杉林土壤CNP化學(xué)計(jì)量特征隨水熱梯度的變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2018，38（22）：8139-8148. LI L， CHANG Y P， XU Z L. Stoichiometric characteristics of Picea schrenkiana forests with a hydrothermal gradient and their correlation with soil physicochemical factors on Tianshan mountain[J]. Acta Ecologica Sinica，2018，38（22）：8139-8148.

[35] 丁小慧，羅淑政，劉金巍，等.呼倫貝爾草地植物群落與土壤化學(xué)計(jì)量學(xué)特征沿經(jīng)度梯度變化[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32（11）： 3467-3476. DING X H， LUO S Z， LIU J W， et al. Longitude gradient changes on plant community and soil stoichiometry characteristics of grassland in Hulunbeir[J]. Acta Ecologica Sinica，2012，32（11）： 3467-3476.

[36] 張富榮，柳洋，史常明，等.不同恢復(fù)年限刺槐林土壤碳、氮、磷含量及其生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2021， 30（3）：485-491. ZHANG F R， LIU Y， SHI C M， et al. Soil carbon， nitrogen， phosphorus content and their ecological stoichiometric characteristics in different plantation ages[J]. Ecology and Environmental Sciences，2021，30（3）：485-491.

[37] 李培璽，儲(chǔ)炳銀，滕臻，等.巢湖湖濱帶不同植被類(lèi)型土壤碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[J].草業(yè)科學(xué)，2020，37（8）：1448-1457. LI P X， CHU B Y， TENG Z， et al. Effect of vegetation type on the eco-stoichiometric characteristics of soils from around Chaohu lake[J]. Pratacultural Science，2020，37（8）：1448-1457.

[本文編校：吳 彬]