城市森林3种演替阶段森林土壤C、N、P现状分析文献综述

 2022-07-21 03:07

城市森林3种演替阶段森林土壤C、N、P现状分析文献综述

研究城市森林演替过程中土壤C、N、P 的现状,土壤是植物生长所需养分的主要来源,对植物生长具有重要的调节作用,土壤养分状况直接影响着植被群落的组成、结构与生产力水平,尤其是N、P元素作为生物体的重要组成部分,是限制植物生长的重要元素。在森林群落恢复演替过程中,由于森林类型及其所处立地环境不同,森林与土壤相互作用过程具有复杂性。通过野外样地采样,进行土壤基本理化性质调查,测定紫金山3种演替阶段的森林土壤有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)含量,对他们的化学计量进行分析,并进行统计分析。

土壤是植物生长所需养分的主要来源,对植物生长具有重要的调节作用,土壤养分状况,理化性质以及各种影响因素直接影响着植被群落的组成、 结构与生产力水平,因此关于对土壤产生影响的各项因素一直是研究的重点,包括土壤C,N ,P的变化,土壤细菌多样性动态,土壤微生物生物量碳氮变化,土壤理化性质,土壤含水量变化,土壤呼吸及其温度敏感性的变化等等,为了更进一步地促进研究工作的开展, 我们将近年来看到的一些有关文献, 分下列方面加以综述, 对研究工作进行参考。

  1. 森林演替不同阶段土壤的化学计量特征及变化

在南亚热带森林演替过程3个阶段(初期、中期和后期),土壤中全N含量随演替进行而 增加,演替中期0–10 cm土层中全P的含量为丰富;植物叶片中全N、全P的含量随演替呈减少的趋势, 但根系中全N、全P的含量都以演替初期为多, 演替中期和演替后期含量彼此相当;各土层中N:P随演替的进行呈现明显增加趋势,植物各器官中N:P随演替的进行也呈增加趋势, 且叶片和根系中的N:P相近。P已经成为南亚热带森林生态系统生物生长和重要生态过程的限制因子[1]

甘肃兴隆山 6 种森林类型( 青杄林、青杄-白桦林、山杨-白桦林、灌丛林、落叶松林和油松林),在森林群落恢复演替过程中,pH 值差异不显著,无明显变化规律; 土壤有机质、全 N、水解 N、有效 P、速效 K 均随深度的增加而变小,表聚效应明显; 全 P 差异不显著,呈“圆柱体”分布模式; 天然林 pH 值在演替方向上并未表现出酸化现象; 天然林土壤有机质、全 N、水解 N、有效 P 和速效 K 变化规律不明 显,但总的变化趋势为先增加后减小;有机质与全 N、水解 N、最大持水量、毛管持水量、田间持水量呈显著正相关,而与容重 呈显著负相关; 全 N 与水解 N 呈显著正相关[2]

在鼎湖山地区3 种森林土壤 SOC 和 TN 随演替阶段而增加,演替中后期 表层土壤(0~20 cm)与演替初期的差异达到显著水平,在土壤剖面上的分布都呈现显著的表层富集现象,且表层土壤与其他土层均有显著差异。土壤 TP 含量随演替阶段没有呈现出有规律的变化,不同演替阶段间也没有显著差异, 但不同演替阶段土壤 TP 在土壤剖面上的分布表现不同,演替前期土壤 TP 含量随着土层深度增加而增加,演替后期土壤 TP 随土层深度的增加而降低,而演替中期土壤 TP 含量在各土层间没有显著差异。土壤 C∶N 不受土层深度和演替进程的影响, 而土壤 C∶P 和 N∶P 均表现为随演替阶段而增加,随土层加深而降低。这些揭示了森林土壤 SOC、TN 和 TP 含量随演替进展及其在土壤剖面上的分布取决于土壤 C、N、P 的来源方式[3]

紫金山次生栋林凋落物分解后C, N, Ca的浓度均有不同程度下降,Mg的起始浓度几乎保持不变,而K的浓度升高。有机C, N均为净释放,并且在生态系统中流动性强。N,P元素均以有机物的形式存在,通过有机物的腐解矿化最终释放,所以迁移速率较慢。K元素以离子的形式存在,易经过雨水冲刷淋溶,在生态系统中的流动性强,所以波动性比较大。相对于以上几种元素,Ca, Mg元素最不易转移。此外,研究凋落物分解速率与C/N,C/P , N/P的关系发现,凋落物分解速率与C/N, C/P呈负相关关系(Plt;0.01)。凋落物叶分解速率也与有机C释放显著正相关(Plt;0.01),与N释放显著相关(Plt;0.05。凋落物分解的养分释放与土壤养分含量之间有一定的相关性,其中凋落物N含量与土壤N含量呈显著相关性(Plt;0.05,相关系数为0.857;凋落物P含量与土壤有效P含量也呈显著相关(Plt;0.05;而凋落物P含量与土壤全P, K与土壤速效K含量相关性不显著[4]

浙江天童植物群落演替过程的土壤腐殖质层,随着进展演替, 土壤全氮含量呈明显增长趋势, 但硝态氮、氨态氮、速效氮、速效磷和速效钾含量除演替初期的裸地、灌丛较小外, 森林群落阶段增长趋势一般不明显;土壤pH 值则缺乏明显的规律性, 但有机质含量呈明显增长趋势, 而富里酸和胡敏酸含量, 除栲树-木荷林和栲树林较高, 裸地最低外, 其它演替阶段增长趋势也不明显;HA/ FA 在腐殖质层缺乏明显的规律性, 但在0 ~ 10cm 和10 ~ 20cm 层则呈减少趋势.可见, 常绿阔叶林次生演替能增加土壤有机物质含量, 促进土壤有机物质的矿化和再合成作用;而土壤化学性状的改善, 也为常绿阔叶林的进展演替奠定了基础[5]

演替中、后期不同土层的土壤SOC、MBC、DOC 含量和SMQ 均显著高于演替初期( P<0. 05) ; 与演替中期相比,演替后期土壤MBC、DOC 含量有所降低,SOC 含量和SMQ 无显著差异。土壤SOC、MBC 和DOC 含量随土层加深而显著性降低( 演替初、中期DOC 除外) ,并随演替进行逐渐向腐殖质层富集。不同演替阶段MBC、DOC 和SMQ 均有显著季节变化,最低值出现在秋季,最高值随演替进程由冬季逐步转向夏季。相关分析表明,不同演替阶段土壤活性有机碳含量与土壤有机碳

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