Page 158 - 《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 ５

用小于自然恢复草本植物ꎻ赵元等(２０２１) 研究认 行分层研 究ꎬ试 图 明 晰: ( １) 不 同 植 物 群 落 土 壤
为桂西北喀斯特峰丛洼地自然恢复比人工恢复更 ＳＯＣ、ＴＮ、ＴＰ、ＴＫ 含量及化学计量比的垂直变化特
有利于提升土壤活性碳组分ꎮ 有研究表明土壤养 征ꎻ(２)不同植物群落土壤养分含量及计量比间的
分 Ｎ 随土层深度而变化ꎬ一方面可能是由于植物 耦合关系ꎮ 旨在加深对黄土高原植被恢复过程中
的根系活动随土层深度变化ꎬ另一方面与土壤发 土壤养分循环的了解ꎬ为黄土高原植被恢复类型
育有关(邓小军等ꎬ２０１４)ꎮ 王凯博等(２０１２) 研究 及植被种类选择提供科学依据ꎮ
发现天然灌木林、天然草地和人工灌木林土壤有
机质和全氮垂直变化较大ꎬ而人工乔木林变化较 １ 材料与方法
小ꎮ 有研究表明 Ｋ 元素是仅次于 Ｎ、Ｐ 元素的第三
大植物生产元素ꎬＫ 元素与其他元素之间的比率 １.１ 研究区概况

变化 主 要 依 赖 于 环 境 条 件 ( Ｓａｒｄａｎｓ ＆ Ｐｅｎｕｅｌａｓꎬ 研究区位于黄土高原西部定西市巉口镇龙滩
２０１４)ꎮ 李培玺等(２０２０) 研究发现巢湖湖滨带土 流域(１０４°２７′—１０４°３１′ Ｅ、３５°４３′—３５°４６′ Ｎ)ꎬ属
壤 Ｃ、Ｎ、Ｐ 生态化学计量特征受植被类型影响显 于典型半干旱黄土丘陵沟壑区ꎬ年平均温度为 ６.８
著ꎮ 以上研究都表明ꎬ通过比较不同植物群落和 ℃ ꎬ年平均降水量约为 ３８６ ｍｍꎬ降雨主要集中在 ７
不同恢复方式下土壤化学计量特征的差异ꎬ对揭 月到 ９ 月ꎬ为暖温带半干旱气候( 于洋等ꎬ２０１６)ꎮ
示生态系统稳定性、生产力及植被恢复效果等有 本研究区土壤以黄绵土为主ꎬ含沙量高、有机质含
重要意义ꎮ 量低、土质疏松(王鑫等ꎬ２０１９)ꎮ 植被类型为暖温
黄土高原地处半干旱半湿润气候区ꎬ生态环 带半 干 旱 草 原ꎬ 流 域 内 的 草 地 以 长 芒 草 ( Ｓｔｉｐａ
境脆弱ꎬ水土流失严重ꎬ植被恢复重建是改善该地 ｂｕｎｇｅａｎａ)天然群落、苜蓿( Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ) 人工恢
区土壤质量和保持水土的主要措施 之 一 ( Ａｎ ｅｔ 复群落和赖草( Ｌｅｙｍｕｓ ｓｅｃａｌｉｎｕｓ) 自然恢复群落为
ａｌ.ꎬ ２０１３)ꎮ 生态建设的成效在很大程度上取决 主ꎻ灌丛以柠条( Ｃａｒａｇａｎａ ｋｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉ) 人工灌丛为
于土壤养分的变化ꎬ养分含量可以表征植被恢复 主ꎻ森林以山杏( Ａｒｍｅｎｉａｃａ ｓｉｂｉｒｉｃａ) 和油松( Ｐｉｎｕｓ
对土壤质量的改善作用ꎬ土壤质量逐步提高并保 ｔａｂｕｌａｅｆｏｒｍｉｓ)人工林为主ꎮ
持较高水平ꎬ退化的生态系统才能得到恢复( 安韶 １.２ 样地选择和野外调查
山等ꎬ２００８)ꎮ 经过以自然恢复和人工恢复为主的 依据代表性和典型性原则ꎬ在研究区内选取长
大规模退耕还林、还草的生态恢复和环境重建工 芒草、赖草、苜蓿、柠条及山杏 ５ 种典型植物群落共
作ꎬ该区植被恢复类型丰富多样ꎬ植被覆盖率有所 ３１ 个样地进行研究ꎮ 每个样地随机设置 ４ 个标准
提高ꎬ形成了不同的植物群落类型ꎬ生态环境有了 样方ꎬ大小设置分别为森林 １０ ｍ × １０ ｍ、灌丛 ５ ｍ ×
很大改善(Ｘｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１２)ꎮ 近年来ꎬ大量研究对 ５ ｍ、草原 １ ｍ × １ ｍꎬ在样方内进行物种调查ꎬ同时
黄土高原植被恢复过程中土壤养分变化( 闫玉厚 采用手持 ＧＰＳ 和地质罗盘记录每个样地的海拔、坡
和曹炜ꎬ２０１０)、土壤碳氮储量与分布( Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ 向、坡度等信息ꎮ 样地基本特征见表 １ꎮ
２０１７)、土壤理化性质(Ｗｅｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８) 等方面进 １.３ 样品采集和测定
行探讨ꎬ但不同群落和不同恢复方式下土壤生态 土壤样品于 ２０１７ 年 ８ 月采集ꎮ 在每个固定样
化学计量垂直变化特征的研究还比较缺乏ꎮ 因 地内采用直径为 ８ ｃｍ 的土钻ꎬ分别采集 ０ ~ ２０ ｃｍ、
此ꎬ我们前期对典型半干旱黄土小流域 ３ 种植被 ２０ ~ ４０ ｃｍ 和 ４０ ~ ６０ ｃｍ 层的土壤样品ꎬ同一样地

恢复方式下(天然荒草、自然恢复、人工恢复) 的 ５ 同一土层的 ４ 个土样混匀为 １ 个混合样ꎬ剔除植
种植 物 群 落 [ 长 芒 草 ( Ｓｔｉｐａ ｂｕｎｇｅａｎａ )、 赖 草 物、碎石等杂物ꎬ采用四分法取大约 １ ｋｇ 的混合
( Ｌｅｙｍｕｓ ｓｅｃａｌｉｎｕｓ)、 苜 蓿 ( Ｍｅｄｉｃａｇｏ ｓａｔｉｖａ)、 柠 条 样ꎬ经过风干、研磨后ꎬ过 ０.１５ ｍｍ 筛后装入自封

(Ｃａｒａｇａｎａ ｋｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉ)、山杏( Ａｒｍｅｎｉａｃａ ｓｉｂｉｒｉｃａ)] 袋带回实验室进行土壤指标测试ꎮ 土壤指标测定
的根、茎、叶及土壤碳( Ｃ) 、氮( Ｎ) 、磷( Ｐ) 含量 方法如下:土壤 ＳＯＣ 含量采用重铬酸钾外加热法ꎻ
及化学计量特征进行了研究( 温晨等ꎬ２０２１)ꎬ在此 ＴＮ 含量采用凯氏定氮法ꎻＴＰ 含量采用钼锑抗比色
基础上ꎬ本文通过对 其 土 壤 有 机 碳 ( ＳＯＣ)、全 氮 法ꎻＴＫ 含量采用火焰光度法( 史瑞和等ꎬ１９９８)ꎮ
(ＴＮ)、全磷(ＴＰ)、全钾(ＴＫ)含量及化学计量比进 各分析项目重复 ３ 次ꎮ