中亞熱帶原生性森林生態(tài)系統(tǒng)土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征

1、中亞熱帶原生性森林生態(tài)系統(tǒng)土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征0引言生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是近年來新興的生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域，對揭示土壤化學(xué)元素的可獲得性、循環(huán)和平衡機(jī)制及生態(tài)系統(tǒng)植被養(yǎng)分的限制性等具有重要意義，為研究土壤-植物相互作用與C、N和P循環(huán)提供了新的思路1，2。土壤養(yǎng)分是土壤肥力最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其中，N和P是生物生長的限制性養(yǎng)分，C是物質(zhì)結(jié)構(gòu)，三者密切相關(guān)，所以，關(guān)于C、N和P的生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的研究最多3。生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)提出20多年來，國內(nèi)外學(xué)者已在許多領(lǐng)域進(jìn)行了應(yīng)用。例如，張向茹等人在研究黃土高原不同緯度下刺槐林土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征中發(fā)現(xiàn)土壤C/P和N/P隨緯度的升高顯著減小4，劉興詔等人發(fā)現(xiàn)南亞熱帶森

2、林不同演替過程中植物與土壤各土層的N/P隨演替的進(jìn)行有不斷增加的趨勢5 。然而，相較于國外生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究的深度和廣度，國內(nèi)研究則相對不足6。我國森林生態(tài)系統(tǒng)退化程度嚴(yán)重，恢復(fù)已退化的森林生態(tài)系統(tǒng)成為當(dāng)代人迫切需要解決的重大問題。武夷山是福建省著名旅游景點(diǎn)，因其保存著大量完整無損、多種多樣的林帶，是中國亞熱帶森林和南中國雨林最大、最具代表性的例證。作為中亞熱帶原生性森林生態(tài)系統(tǒng)，研究其土壤中多種元素含量變化，循環(huán)平衡和有效性對恢復(fù)我國森林生態(tài)系統(tǒng)具有借鑒作用。因此，本文主要對武夷山土壤C、N和P含量及生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征進(jìn)行探討，以期為恢復(fù)我國森林生態(tài)系統(tǒng)提供科學(xué)的理論依據(jù)。1 研究區(qū)概況與數(shù)

3、據(jù)源1.1 研究區(qū)概況武夷山自然保護(hù)區(qū)位于27°33'-27°54'N,117°27'-117°51'E,處福建省武夷山市，區(qū)內(nèi)多為北北東向和北西向的斷谷所分割，形成高山深谷地貌。武夷山地處中亞熱帶，四季溫度均勻，年平均氣溫約8.518C,年降水量約18462150mm7,是福建省降水量最多的地區(qū)。武夷山主要分布前震旦系和震旦系的變質(zhì)巖系，中生代的火山巖、花崗巖和碎屑巖，由于坡度較大，成土母質(zhì)多為坡積物或殘積-坡積物，土壤類型主要有紅壤、黃紅壤、黃壤、草甸土8，9。武夷山保存了世界同緯度帶最完整、最典型、面積最大的中亞熱帶原生性森林生態(tài)系統(tǒng)，發(fā)育有明顯的植被垂直帶譜，幾乎囊括了中國亞熱帶所有的亞熱帶原生性常綠闊葉林和巖生性植被群落10，7。1.2 數(shù)據(jù)源本文土壤樣品為2014年11月在武夷山自然保護(hù)區(qū)所采集的土壤。土壤野外采樣過程中，利用手持GPSB確定位。野外采樣共采集土壤樣品41個(gè)。將采集的土壤樣品帶回室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行土壤理化性質(zhì)的測定，測定項(xiàng)目包括有機(jī)質(zhì)、全氮和全磷，有機(jī)質(zhì)的測定采用高溫外熱重鉻酸鉀氧化-容量法，全氮采用開氏消煮法，全磷采用氫氧化鈉熔融-鉬銻抗比色法。在此基礎(chǔ)上再計(jì)算出C/N、C/P和N/P(質(zhì)量比)的值，如表1;