青海黄土高寒区4种典型人工林树木叶片、凋落物、土壤碳氮磷含量及化学计量特征

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探究青海黄土高寒区当地4种典型的人工林树木即:华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)、青海云杉(Picea crassifolia)、白桦(Betula platyphylla)、青杨(Populus cathayana)的叶片、凋落物、土壤的有机碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量特征及相应的化学计量特征随树木针、阔叶树种、生长季月份和坡位的变化,以便更好了解当地人工林生态系统各部分的养分存储现状、差异和循环机理,为指导其更健康的经营管理提供理论依据。本文从野外取回叶片、凋落物、土壤样品,在室内分析测定其OC、TN、TP含量,通过Shapiro-Wilk正态性检验、单因素方差分析、Duncan事后多重检验、spearman相关性分析、RDA分析等,分析树木叶片、凋落物、土壤碳氮磷养分含量特征及其化学计量特征。结果表明:(1)青海黄土高寒区4种典型人工纯林的树木叶片OC、TN、TP含量的平均值分别为591.84、17.76、1.47g/kg,变异性为TP>TN>OC。C:N、C:P、N:P的平均值分别为38.87、1042.97、28.32,变异性为C:P>N:P>C:N。除青海云杉外,其他3种树木叶片TN含量与TP含量均呈极显著正相关性。青海云杉的C:N和C:P较高,而N:P较低,说明青海云杉生长较慢且更多受TN限制。生长季月份和针、阔叶树种是影响4种树木叶片养分含量和化学计量比的重要因素。阔叶树叶片TN含量高于针叶树叶片TN含量,阔叶树叶片TN、TP含量及C:N、C:P受生长季月份的影响要大于针叶树叶片。因为受到人为活动的干扰,下坡位树木生长相对较慢。(2)青海黄土高寒区4种典型人工纯林的凋落物OC、TN、TP含量的平均值分别为396.89、14.55、6.23g/kg,C:N、C:P、N:P的平均值分别为34.18、172.26、5.21。凋落物C:P与N:P呈显著或极显著正相关性。针、阔叶树种和生长季月份是影响4种树木凋落物养分含量和化学计量比的重要因素。阔叶树凋落物TN含量要高于针叶树凋落物TN含量,针叶树凋落物C:N要高于阔叶树凋落物。针叶树凋落物TP含量及N:P受生长季月份的影响要大于阔叶树凋落物。阔叶树凋落物C:N受坡位的影响要大于针叶树凋落物。(3)青海黄土高寒区4种典型人工纯林下0-10cm表层土壤OC、TN、TP含量的平均值分别为23.20、1.13、0.28g/kg,C:N、C:P、N:P的平均值分别为23.89、221.02、9.25。土壤TN含量与N:P呈显著或极显著正相关性,土壤C:N与N:P呈显著或极显著负相关性。针、阔叶树种是影响4种树木下0-10cm表层土壤养分含量和化学计量比的重要因素。阔叶树下0-10cm表层土壤TN含量及C:P和N:P要高于针叶树。在0-60cm深度土壤内,OC和TN含量、C:P和N:P呈现随土壤深度增加而降低的规律,阔叶树下土壤OC、TN、TP含量、C:N、C:P、N:P在0-60cm不同土层间的变异系数均要大于针叶树。(4)对于青海黄土高寒区针叶树,养分在叶片、凋落物、土壤间的相关关系较为明显,对于阔叶树,养分仅在凋落物与土壤间有较明显的相关关系。对于TP含量,针叶、阔叶树木均表现为凋落物>叶片>表层土壤,而对于OC、TN含量,针叶、阔叶树木则表现为叶片>凋落物>表层土壤。
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