植被恢复过程中芒萁覆盖对侵蚀红壤氮组分的影响

氮素是限制陆地生态系统生产力的重要因子。采用时空代换法,以红壤侵蚀区未治理、恢复12年和30年的马尾松林为研究对象,对比分析了林下芒萁覆盖地与裸地表层土壤之间氮同位素、不同形态氮组分含量以及不同组分氮含量所占比例之间的差异。结果表明:在所有马尾松林中,芒萁覆盖增加了表层土壤的全氮含量,δ~(15)N值则比林下裸地显著降低了33. 8%—83.1%(P0.05)。随着恢复年限增加,林下芒萁覆盖地表层土壤δ~(15)N值显著下降,而林下裸露地δ~(15)N值没有显著变化(P0.05)。不同恢复年限马尾松林的芒萁覆盖地表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量显著高于林下裸地(P 0.05),而硝态氮含量则显著低于林下裸地(P0.05)。随恢复年限增加,表层土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均呈增加趋势,而硝态氮含量则呈下降趋势,不同形态氮占全氮比例表现为:微生物生物量氮铵态氮可溶性有机氮硝态氮。相关分析表明土壤δ~(15)N值与硝态氮极显著正相关,与其他氮组分极显著负相关(P0.01)。由此可见,与林下裸地相比,芒萁覆盖在植被恢复过程中有助于提高表层土壤中全氮、微生物生物量氮、可溶性有机氮和铵态氮含量,降低硝态氮的淋溶损失风险,促进土壤氮保持和积累,从而有利于退化红壤生态系统的恢复。     

生态恢复对马尾松叶片化学计量及氮磷转移的影响

为了解生态恢复对侵蚀红壤恢复的马尾松林叶片碳氮磷化学计量及氮磷养分转移的影响,在福建省长汀县河田镇典型侵蚀红壤区选取恢复13、30、33a的马尾松林为研究对象,并以未治理侵蚀地(CK1)和次生林(CK2)分别作为恢复前和恢复后的对照,通过测定马尾松叶片的碳、氮、磷含量,计算其计量比,内稳性指数和氮磷转移率,分析了侵蚀红壤生长的马尾松养分限制与养分转移的关系。结果表明:在侵蚀红壤恢复过程中,马尾松1年龄叶片C、N、P含量及1年龄叶片C∶N、C∶P、N∶P变化较小,这与马尾松较高的内稳性有关(N和P内稳性指数分别为7.57和3.89)。所有实验地马尾松1年龄叶片N∶P处于11.0—13.4之间,表明马尾松的生长受N、P共同限制,其中马尾松叶片N转移率显著低于P转移率,这与生态恢复过程中马尾松养分利用效率、生长需求以及土壤养分供应状况有关。1年龄叶片C∶N、C∶P分别与马尾松N、P转移率成负相关关系,当马尾松叶片C∶N、C∶P较低时,表明N、P利用效率较低,叶片衰老时更多的N和P被转移利用;反之,则N、P利用效率较高,转移率低。同时,C∶N、C∶P分别与树高、胸径成显著负相关关系,即马尾松生长对N、P的需求同样会影响化学计量比的变化,从而影响养分转移。虽然侵蚀地生态恢复过程中土壤N、P含量增加,但仍较贫瘠,不足以满足马尾松的生长,马尾松养分转移率较高,因此,为了提高侵蚀地恢复的马尾松林的生产力,建议下一步恢复措施中适当施加N肥和P肥。该研究将侵蚀红壤不同生态恢复年限的马尾松叶片C、N、P化学计量及养分转移结合,有助于全面、系统地揭示生态恢复过程马尾松林的养分循环,对指导侵蚀红壤恢复和提高马尾松生产力具有重要意义。     

红壤侵蚀地马尾松人工林恢复过程中土壤非保护性有机碳的变化

选择红壤侵蚀区本底条件相似而恢复年限不同的马尾松林为对象,以侵蚀裸地和次生林为对照,结合时空代换法对侵蚀地植被恢复过程中表层土壤非保护性有机碳(轻组有机碳和颗粒有机碳)含量、分配比例及其向保护性有机碳转化过程进行研究.结果表明:在植被恢复过程中(0~30年)土壤有机碳含量及其储量随恢复年限极显著增加.植被恢复7~11年,土壤非保护性有机碳含量显著增加,其分配比例也明显升高,而恢复至27年和30年后分配比例保持在较稳定水平,说明植被恢复初始过程主要以非保护性有机碳的形式积累,而长期恢复后土壤有机碳呈相对稳定状态;0~10 cm和10~20 cm土壤非保护性有机碳向保护性有机碳的转化速率常数(k)与恢复年限分别呈极显著相关和显著相关,说明植被恢复过程中土壤非保护性有机碳逐渐向保护性有机碳转化.