Page 149 - 《广西植物》2023年第5期

５ 期 吴丹等: 黄土高原小流域不同植物群落土壤生态化学计量的垂直变化特征 ９ ２ ９

表 ４ 植物群落和土层深度对土壤化学计量比的影响 壤的改善较为明显(杜华栋等ꎬ２０２１)ꎮ 此外ꎬ土壤
Ｔａｂｌｅ ４ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｌａｎｔ ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ ａｎｄ ｓｏｉｌ ＳＯＣ、ＴＮ 含量垂直变化较大ꎬ变异性较高ꎬ这与土
ｄｅｐｔｈｓ ｏｎ ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｙ ｒａｔｉｏｓ
壤 ＳＯＣ、ＴＮ 含量主要来源于凋落物的分解、植物
显著性 根系 分 泌 及 微 生 物 活 动 等 有 关 ( Ｄｅｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ
自变量 因变量 Ｆ 值
Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ２０１６)ꎬ土壤 ＴＰ、ＴＫ 含量在不同植物群落和恢复
Ｆ ｖａｌｕｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ｖａｒｉａｂｌｅ ｖａｒｉａｂｌｅ
(Ｐ)
方式下均无显著差异ꎬ主要是因为其受植物和恢
群落 Ｃ ∶ Ｎ ８.５３０ ０.０４９ 复方式影响较小ꎬ主要来源于岩石风化与淋溶作
Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ Ｃ ∶ Ｐ ４.７３０ ０.００２
用ꎬ岩石风化需要较长时间ꎬ在 ０ ~ ６０ ｃｍ 土层风化
Ｃ ∶ Ｋ ２.９７２ ０.０２４
程度差异不大ꎬ进而导致其垂直变化较小变异性
Ｎ ∶ Ｐ ２２.６４２ ０.０００
较弱(李占斌等ꎬ２０１７)ꎮ
Ｎ ∶ Ｋ １５.２９８ ０.０００
３.２ 植物群落对土壤化学计量比垂直分布的影响
Ｐ ∶ Ｋ １.７７９ ０.１４１
土壤 ＳＯＣ、ＴＮ、ＴＰ、ＴＫ 化学计量特征是反映土
土层深度 Ｃ ∶ Ｎ １.４９５ ０.９２０
壤养分质量的重要指标( Ｌｉｕ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７)ꎮ 在土
Ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ Ｃ ∶ Ｐ １６.１５６ ０.０００
壤垂直剖面上ꎬ各植物群落土壤 Ｃ ∶ Ｎ 随土层加深
Ｃ ∶ Ｋ ２３.８６０ ０.０００
而增加ꎬ但在各土层间无显著差异ꎮ 差异不显著
Ｎ ∶ Ｐ ５７.８１６ ０.０００
Ｎ ∶ Ｋ ７１.７６９ ０.０００ 的原因可能是(１) 有机物质的形成需要一定数量
Ｐ ∶ Ｋ ０.２８４ ０.７５３
的 Ｎ 和其他营养成分与其相对应的相对固定比率
群落×土层深度 Ｃ ∶ Ｎ １.８８５ ０.９２０
的 Ｃ (Ｓｔｅｒｎｅｒ ＆ Ｅｌｓｅｒꎬ ２００２)ꎻ(２)ＳＯＣ、ＴＮ 元素作
Ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ × Ｃ ∶ Ｐ １.１６８ ０.３２９
Ｓｏｉｌ ｄｅｐｔｈ 为土壤结构性元素ꎬ来源基本相同ꎬ受植物群落和
Ｃ ∶ Ｋ １.１７８ ０.３２３
恢复方式影响较小ꎬ在积累与消耗过程中 Ｃ ∶ Ｎ 的
Ｎ ∶ Ｐ ５.６７０ ０.０００
变化 总 是 保 持 相 对 稳 定 ( Ｃｌｅｖｅｌａｎｄ ＆ Ｌｉｐｔｚｉｎꎬ
Ｎ ∶ Ｋ ３.３９６ ０.００２
２００７)ꎮ 土壤 Ｃ ∶ Ｎ 是反映土壤有机质分解速率与
Ｐ ∶ Ｋ ０.１９７ ０.９９０
养分供给的重要指标(Ｌｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１５)ꎮ 人工恢复
柠条群落土壤 Ｃ ∶ Ｎ 最低ꎬ自然恢复赖草群落土壤
物层增厚ꎬ同时其须根系能够改善土壤物理性质ꎬ Ｃ ∶ Ｎ 最高ꎬ说明该研究区内柠条有机质分解速率
提高团聚体含量ꎬ增强土壤抗蚀性ꎬ减少水土流 相对较高ꎬ更有利于养分的积累ꎮ ０ ~ ２０ ｃｍ 土层
失ꎬ进而有利于养分积累ꎬ相反赖草为自然恢复群 各植物群落土壤 Ｃ ∶ Ｐ 表现为柠条 >长芒草 >山
落ꎬ植被稀疏ꎬ养分富集作用较弱ꎬ易发生水土流 杏>苜蓿>赖草ꎬ这可能是因为 Ｃ ∶ Ｐ 与土壤 Ｐ 的
失ꎬ归还给土壤的枯落物和营养物质较少ꎬ根系的 有效性成反比ꎬ主要是由土壤 Ｃ 含量决定( 陶冶

死亡腐解更少ꎬ因而表层 ＳＯＣ 较低ꎮ 在 ０ ~ ２０ ｃｍ 等ꎬ２０１６)ꎬ柠条群落在 ５ 种植物群落中该层 ＳＯＣ
和 ２０ ~ ４０ ｃｍ 土层中ꎬ柠条群落 ＴＮ 含量均显著高 含量最高ꎬ因此ꎬ土壤 Ｃ ∶ Ｐ 最大ꎬ土壤 Ｃ ∶ Ｐ 是衡

于其他植物群落(Ｐ<０.０５)ꎬ这与尹秋龙等(２０１７) 量微生物矿化土壤有机物质吸收固持磷或释放磷
对黄土高原植物群落土壤养分特征研究结果一 素潜力的一个指标(廖珂等ꎬ２０２０)ꎬ同时也表明自
致ꎮ 这一方面与柠条作为固氮植物能够固定较多 然恢复赖草群落土壤 Ｐ 的有效性较高ꎬ释放潜力
的氮有关ꎬ另一方面柠条群落为人工恢复ꎬ物种多 大ꎮ 此外ꎬ在 ０ ~ ２０ ｃｍ 和 ２０ ~ ４０ ｃｍ 土层中 Ｎ ∶ Ｋ
样性高ꎬ凋落物种类丰富ꎬ归还量较高ꎬ能够积累 表现为人工恢复柠条显著高于其他植物群落ꎬ而
更多养分ꎮ 此外ꎬ有研究表明柠条根系可分泌能 在 ４０ ~ ６０ ｃｍ 土层中则表现为山杏土壤 Ｃ ∶ Ｋ 显
够活化根际土壤难溶性养分的有机酸ꎬ提高土壤 著小于其他植物群落 ( Ｐ < ０. ０５)ꎬ其 主 要 原 因 为
养分有效性从而改善土壤养分质量( 安韶山和黄 ＴＮ、ＳＯＣ 含量在各植物群落间差异较大ꎬ而 ＴＫ 含
懿梅ꎬ２００６)ꎮ 从整体来看ꎬ人工恢复苜蓿、柠条、 量则保持相对稳定ꎬ导致其 Ｎ ∶ Ｋ、Ｃ ∶ Ｋ 的变化主
山杏群落土壤表层 ＳＯＣ、ＴＮ 含量均高于自然恢复 要受 ＳＯＣ、 ＴＮ 含 量 的 影 响ꎬ 柠 条 在 ０ ~ ２０ ｃｍ 和
赖草群落ꎬ这可能是由于人工植被恢复样地植被 ２０ ~ ４０ ｃｍ 土层中 ＴＮ 含量最高ꎬ因而 Ｎ ∶ Ｋ 最高ꎬ
盖度和生物量迅速增加ꎬ有机质累积速度快ꎬ对土 相反山杏作为乔木林ꎬ 主要靠吸收土壤中的大量