喻陽(yáng)華 程雯 楊丹麗

摘 要： ??為了闡明群落水平上的土壤礦質(zhì)元素特征，該研究以貴州喀斯特山區(qū)典型人工林為對(duì)象，以金屬元素和非金屬元素進(jìn)行類型劃分，探討了土壤礦質(zhì)元素含量特征及其相關(guān)性。結(jié)果表明：該區(qū)典型人工林土壤礦質(zhì)元素含量存在較大差異，且同一元素在不同樹(shù)種之間的變化幅度各異，鋅、鉻、鐵、鈦、鋁、鎂、鎳、鈷等的變化規(guī)律較為一致，鈣、鍶等的變化趨勢(shì)較為相似，砷、硒、硅在桉樹(shù)（Eucalyptus robusta）林、柏木（Cupressus funebris）林和枇杷（Eriobotrya japonica）林中的含量較高，硫、鈉、氯等元素含量則相反;不同礦質(zhì)元素隨林分類型的變化規(guī)律不完全一致，表明植物根系對(duì)養(yǎng)分的提取和富集能力存在差異;礦質(zhì)元素之間表現(xiàn)出一定程度的相關(guān)性，存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，不同礦質(zhì)元素之間的相關(guān)關(guān)系各異，表現(xiàn)出增強(qiáng)或抑制效應(yīng)，尤其以鐵、鈣等元素與其他元素的關(guān)系更為密切;礦質(zhì)元素之間的互作效應(yīng)及其計(jì)量平衡關(guān)系是分析元素特征的關(guān)鍵，是未來(lái)值得深入研究的科學(xué)問(wèn)題。該研究結(jié)果有利于掌握養(yǎng)分元素積累特征與調(diào)控規(guī)律，對(duì)于該區(qū)域典型人工林土壤養(yǎng)分管理具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞： ?人工林， 土壤， 礦質(zhì)元素， 相關(guān)性， 貴州喀斯特山區(qū)

中圖分類號(hào)： ??S727/728

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ???A

文章編號(hào)： ??1000-3142（2019）01-0108-09

Features of soil mineral elements in man-made forest of Guizhou karst mountain area

YU Yanghua1* ?， CHENG Wen1 ， YANG Danli2

（ 1. ?School of Karst Science / State Engineering Technology Institute for Karst Decertification Control， Guizhou Normal University， Guiyang 550001， China; 2. School of Geography and Environmental Science， Guizhou Normal University， Guiyang 550025， China ）

Abstract： ??In order to illustrate the soil mineral element feature of community level，? we discussed the content features of mineral elements and the correlations and classified metallic element and non-metallic element with the typical man-made forest in Guizhou karst mountain area as object. The results indicated that there were large differences in the soil mineral element contents of the typical man-made forest in the area， meanwhile the elements had different ranges in the different tree species. The change rules of Zn， Cr， Fe， Ti， Al， Mg， Ni， Co were relatively consistent， Ca and Sr’s were relatively similar. The content of As， Se， Si were high in Eucalyptus robusta forest， Cupressus funebris forest and Eriobotrya japonica forest， while the contents of S， Na， Cl were just the opposite. The change rule of different mineral elements was not in conformity with different forest types， which indicated that the extraction and accumulation ability of plant root system were different. There was a degree of relativity among mineral elements， the correlativity of different mineral elements differed and represented enhancement inhibitory effect， and especially Fe and Ca had close relationship with other elements. The interaction effect and measure equilibrium relationship of mineral elements were the key to analyze the features of element compositions and a scientific problem deserved to be further studied. The research results are in favor of mastering nutrient element accumulation features and regulation， and have an important theoretic and practical significance to soil nutrient management of typical plantation in the area.

Key words： ?man-made forest， soil， mineral element， correlation， Guizhou karst mountain area

礦質(zhì)元素是影響土壤質(zhì)量的主要因子之一（Joimel et al.， 2016），在植物的生長(zhǎng)、生理、生化過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，與植物的產(chǎn)量、品質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)的形成密切相關(guān)（Qin et al.， 2017），是土壤質(zhì)量與健康程度的重要決定指標(biāo)。礦質(zhì)元素的供應(yīng)失衡對(duì)植物生長(zhǎng)和群落組成產(chǎn)生一系列的影響，而植物體內(nèi)元素的失衡與系統(tǒng)元素限制的平衡被打破有關(guān)（毛慶功等，2015），如氮素輸入過(guò)量會(huì)誘發(fā)植物體內(nèi)元素失衡，導(dǎo)致光合氮利用效率下降，生長(zhǎng)放緩甚至樹(shù)木壽命下降（Aber et al.， 1995; Whytemare et al.， 1997）。王麗香等（2013）結(jié)果表明，礦質(zhì)元素對(duì)花生生長(zhǎng)表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，不同元素之間表現(xiàn)出互作效應(yīng)，說(shuō)明礦質(zhì)元素對(duì)花生的生長(zhǎng)、生理狀況產(chǎn)生顯著影響;施用硅肥促進(jìn)了大蔥生長(zhǎng)和對(duì)其他礦質(zhì)元素的吸收（李煒?biāo)N等，2016），表明礦質(zhì)元素之間還表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)同效應(yīng);礦質(zhì)元素與油茶生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量、品質(zhì)形成與風(fēng)味都有直接相關(guān)關(guān)系，是重要的決定性因素（曹永慶等，2015）;適宜的磷、鉀、鎂、鋁、鋅含量能夠促進(jìn)茶樹(shù)形成優(yōu)質(zhì)茶葉（任明強(qiáng)等，2010）;合理調(diào)節(jié)銅、鋅、鐵等元素的施肥配比，能夠改善庫(kù)爾勒香梨品質(zhì)（位杰等，2018）。因此，系統(tǒng)研究土壤礦質(zhì)元素含量特征，對(duì)于揭示植物生理、生態(tài)特征和產(chǎn)量、品質(zhì)的形成機(jī)理具有重要意義，能夠科學(xué)指導(dǎo)植物群落健康、可持續(xù)經(jīng)營(yíng)。

關(guān)于植被土壤質(zhì)量特征的研究，目前主要集中在碳、氮、磷、鉀等大量元素（張璐等，2014;黃鈺輝等，2017），以及生物學(xué)特性（Govaerts et al.， 2006;劉麗等，2013），對(duì)中量、微量元素的研究報(bào)道較為鮮見(jiàn)（王飛等，2015;鄧紹歡等，2016），而中量、微量元素在調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育及其產(chǎn)量、品質(zhì)方面具有不可替代的作用，因而忽視對(duì)中量、微量礦質(zhì)元素的研究不利于集成品質(zhì)維持與提升的技術(shù)體系。上述分析表明，闡明典型人工林的土壤礦質(zhì)元素特征，對(duì)于科學(xué)管理土壤養(yǎng)分具有較強(qiáng)的理論和實(shí)踐意義，能夠?yàn)橥恋厣疃乳_(kāi)發(fā)利用及土地整理耕地培肥提供依據(jù)?；诖耍疚囊再F州喀斯特山區(qū)典型人工林為研究對(duì)象，采用環(huán)境礦物學(xué)的研究方法，探討土壤中量、微量等礦質(zhì)元素特征及其變化規(guī)律，揭示不同元素之間的相關(guān)性。通過(guò)上述科學(xué)問(wèn)題的闡釋，可以了解養(yǎng)分元素積累特征與調(diào)控規(guī)律，以期為人工林的生態(tài)恢復(fù)管理提供基礎(chǔ)資料，建立科學(xué)培肥制度。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域位于安順市關(guān)嶺縣花江鎮(zhèn)峽谷村與黔西南州貞豐縣北盤(pán)江鎮(zhèn)查耳巖村交界一帶（105°38′48.48″ E，25°39′35.64″ N），生境具有明顯的獨(dú)特性。主要表現(xiàn)如下：（1）干熱氣候，氣候類型主要為亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均降雨量1 100 ?mm，季節(jié)分配不均勻，冬春旱及伏旱嚴(yán)重，年均溫為18.4 ℃，年均極端最高溫為32.4 ℃，年均極端最低溫為6.6 ℃，年總積溫達(dá)6 542.9 ℃，冬春溫暖干旱、夏秋濕熱，熱量資源豐富。（2）河谷地形，區(qū)域內(nèi)河谷深切，地下水深埋，海拔高度370～1 473 m，垂直高差約1 100 m，具有典型的河谷氣候特征。（3）石漠化發(fā)育，屬北盤(pán)江流域，森林覆蓋率不足30%，基巖裸露率在50%～80%之間，碳酸鹽巖類巖石占78.45%，土壤以石灰?guī)r為成土母質(zhì)的石灰土為主，地表破碎，多處于中度、重度石漠化等級(jí)。經(jīng)過(guò)“九五”至“十三五”期間的綜合治理，石漠化得到有效控制，生態(tài)環(huán)境得以明顯改善。

1.2 研究方法

選取桉樹(shù)（Eucalyptus robusta）林、柏木（Cupressus funebris）林、枇杷（Eriobotrya japonica）林、香椿（Toona sinensis）林、核桃（Juglans regia）林、欒樹(shù)（Koelreuteria paniculata）林6種典型人工林（基本概況見(jiàn)表1），每一人工林設(shè)置3個(gè)10 m×10 m的樣地，每一個(gè)樣地采用S形土壤樣品采集的方法挖取5個(gè)土壤剖面，采集0～20 cm的土壤（不足20 cm的以實(shí)際深度為準(zhǔn)）。樣品充分混合后，按照四分法取出1 kg左右樣品，剔除石礫和動(dòng)植物殘?bào)w，帶回實(shí)驗(yàn)室用于元素分析。

土壤硼（B）、砷（As）、硒（Se）按照 《區(qū)域地球化學(xué)勘查規(guī)范》（DZ/T0167-2006）進(jìn)行測(cè)定，硅（Si）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鈉（Na）、鋁（Al）、鐵（Fe）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鉛（Pb）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、鈦（Ti）、鎳（Ni）、鈷（Co）、鍶（Sr）、鉬（Mo）、氯（Cl）、硫（S）依據(jù)《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（1：250000）》（DZ/T0258-2014）進(jìn)行測(cè)定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行預(yù)處理、計(jì)算與整理，使用Origin 8.6 軟件作圖，用SPSS21.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;采用單因素方差分析（One-way ANOVA）檢驗(yàn)土壤礦質(zhì)元素指標(biāo)在不同人工林之間的差異性;運(yùn)用Pearson相關(guān)系數(shù)法檢驗(yàn)土壤礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性。顯著性水平均設(shè)定為P=0.05，極顯著性水平均設(shè)定為P=0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 金屬元素

2.1.1 重金屬元素 ?由圖1可知，不同人工林土壤的重金屬元素含量存在較大差異，同一元素在不同林分之間的變化幅度也存在較大區(qū)別。銅的含量為24.01～89.13 mg·kg-1 ，以核桃林土壤最低、枇杷林土壤最高;鋅為148.69～209.53 mg·kg-1 ，以香椿林土壤最低、桉樹(shù)林土壤最高;鉛的濃度以柏木林土壤最高（109.40 mg·kg-1 ）、枇杷林土壤最低（45.67 mg·kg-1 ）;鉻的含量變幅較窄，不同人工林土壤類型之間的差異顯著性較小;鎘的濃度為1.33～2.65 mg·kg-1 ，桉樹(shù)林土壤最低、欒樹(shù)林土壤最高;錳除桉樹(shù)林土壤和核桃林土壤外，其余人工林土壤之間均為顯著差異。

2.1.2 非重金屬元素 ?典型人工林土壤非重金屬元素（鈣、鎂、鋁、鐵、鈦、鎳、鈷、鍶、鉬）的含量見(jiàn)圖2。由圖2可知，同一元素在不同林地土壤之間表現(xiàn)出較大的差異?？傮w來(lái)看，鐵、鈦、鎂、鋁、鎳、鈷的變化規(guī)律較為一致，鈣、鍶的變化趨勢(shì)較為相似，結(jié)果表明礦質(zhì)元素在不同人工林土壤中有趨同的變化規(guī)律。

2.2 非金屬元素

本研究測(cè)定的非金屬元素與半金屬元素有鈉、硒、硼、砷、硅、氯、硫（本文將半金屬元素計(jì)入非金屬元素）。由圖3可知，砷、硒、硅在桉樹(shù)林、柏木林和枇杷林中的含量較高，硫、鈉、氯等元素的含量則相反;硼在枇杷林、核桃林和欒樹(shù)林中的含量更高。不同人工林的非金屬元素含量存在顯著差異，表征了不同林分的根系對(duì)養(yǎng)分的提取和富集能力。

2.3 元素的相關(guān)性分析

由表2可知，礦質(zhì)元素之間表現(xiàn)出一定程度的相關(guān)性，不同礦質(zhì)元素之間的相關(guān)關(guān)系各異。鐵與鉻、鉛、鈦、鋁呈現(xiàn)出極顯著正相關(guān)（P<0.01，下同），與鈣、鍶呈現(xiàn)出極顯著負(fù)相關(guān);錳與鎘為極顯著正相關(guān)，與硫?yàn)轱@著正相關(guān)（P<0.05，下同），且對(duì)鉬、砷、硒存在抑制效應(yīng);鈦與鋅為極顯著正相關(guān)，與鋁、鉻、鉛呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)關(guān)系，與鍶、銅、硅為極顯著負(fù)相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)均大于0.700;鈣與鋁、鎳、鈷、鉻均表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系。其中，與鋁、鎳表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)，與鈷、鉻表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，同時(shí)與硼表現(xiàn)為顯著正相關(guān)關(guān)系，與鍶表現(xiàn)為極顯著正相關(guān);鎂與鈣、硅表現(xiàn)為極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與鈉表現(xiàn)為極顯著正相關(guān);鋁與鎳、鉻、鉛均表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系。其中，與鍶、鉻表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，與鉛表現(xiàn)為極顯著正相關(guān)，且相關(guān)系數(shù)較大，為0.829。鉬對(duì)鍶、銅、硒均存在增強(qiáng)效應(yīng)，且對(duì)銅的增強(qiáng)效應(yīng)最大;鎳僅與鈷為極顯著正相關(guān)關(guān)系，與鍶、硼、氯均為顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;鈷與鉻為極顯著正相關(guān)關(guān)系，與鍶為顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系;鍶對(duì)鉻、鉛存在抑制效應(yīng)，對(duì)銅存在增強(qiáng)效應(yīng);銅與鉻表現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與硅為極顯著正相關(guān);鋅對(duì)鉛、砷均存在增強(qiáng)效應(yīng)，且對(duì)砷增強(qiáng)效應(yīng)較大;硒與硫達(dá)極顯著負(fù)相關(guān);硅對(duì)氯表現(xiàn)為抑制效應(yīng)。

3 討論

3.1 不同人工林土壤礦質(zhì)元素特征

土壤肥力是土壤基本屬性和本質(zhì)特征的綜合反映，能夠?yàn)橹参锷L(zhǎng)提供必需的營(yíng)養(yǎng)元素（Gilliam & Dick， 2010）。礦質(zhì)元素是土壤肥力的重要組成部分，植物需要從土壤中攝取礦質(zhì)元素并在體內(nèi)積累。礦質(zhì)元素是農(nóng)作物生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)形成的物質(zhì)基礎(chǔ)（宋少華等，2016），其含量的變化還會(huì)影響植物的繁殖能力（Brun et al.， 2003），因而基于礦質(zhì)元素的土壤肥力研究有助于評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量形成的機(jī)理，合理指導(dǎo)可持續(xù)養(yǎng)分管理?？λ固氐貐^(qū)石漠化是重要的生態(tài)問(wèn)題（Wang et al.， 2002），導(dǎo)致土層淺薄且不連續(xù)、成土速率慢、水土流失嚴(yán)重（宋同清，2015），開(kāi)展土壤礦質(zhì)元素評(píng)價(jià)，能夠?yàn)樗?、土資源高效利用提供參考依據(jù)。由于本文的礦質(zhì)元素較多，因此選取與植物生長(zhǎng)較為密切的幾個(gè)元素進(jìn)行討論。

本研究中，植物生長(zhǎng)所必需的礦質(zhì)元素鋅以桉樹(shù)林土壤含量最高（209.53 mg·kg-1 ）、香椿林土壤含量最低（148.69 mg·kg-1 ），表明桉樹(shù)根系對(duì)鋅的溶解與提取能力更強(qiáng)，這與桉樹(shù)林凋落物蓄積量高、分解迅速、保水保肥能力強(qiáng)、水分蒸騰量大等有關(guān);而香椿雖然為落葉喬木，但凋落物蓄存量少、適應(yīng)喀斯特石漠化地區(qū)石質(zhì)生境的能力強(qiáng)，這可能導(dǎo)致根系對(duì)元素的提取能力存在差異。從人工林的分布環(huán)境來(lái)看，桉樹(shù)林較香椿林具有更大的土層厚度（前者大于20 cm，后者主要利用裂隙土）和較低的巖石裸露率（分別為10%、25%），這亦會(huì)影響礦質(zhì)元素的空間分布，表明開(kāi)展喀斯特地區(qū)人工林地土壤保持具有調(diào)蓄養(yǎng)分的功能。

硼是植物生長(zhǎng)發(fā)育必需的微量營(yíng)養(yǎng)元素，在花器官形成、增加花粉數(shù)量、促進(jìn)授粉受精等方面都發(fā)揮著重要作用，能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育和品質(zhì)形成。在6種典型成熟人工林中，硼元素含量由大到小依次為枇杷林（58.68 mg.kg-1 ）、桉樹(shù)林（56.33 mg·kg-1 ）、核桃林（50.83 mg·kg-1 ）、欒樹(shù)林（49.75 mg·kg-1 ）、柏木林（34.52 mg·kg-1 ）、香椿林（31.68 mg·kg-1 ），不同人工林土壤之間表現(xiàn)出差異性。該區(qū)域內(nèi)枇杷品質(zhì)較佳，研究結(jié)果也表明其土壤微量元素含量更豐富，這也可以在一定程度上揭示枇杷品質(zhì)形成的機(jī)理;香椿雖然是該區(qū)域的適生喬木樹(shù)種，但根系的范圍小、須根數(shù)量少，根系活性可能相對(duì)較低， 主要以緩慢投入物質(zhì)積累的策略來(lái)適應(yīng)喀斯特石漠化特殊生境。

鉬的營(yíng)養(yǎng)作用突出表現(xiàn)在氮素代謝方面，是硝酸還原酶和固氮酶的成分，還參與根瘤菌的固氮作用，在促進(jìn)繁殖器官的建成中發(fā)揮著特殊功能（陸景陵，2003）。不同人工林土壤的鉬元素含量除香椿林和欒樹(shù)林差異不顯著外，其他林分之間呈現(xiàn)顯著差異，以桉樹(shù)林最高、欒樹(shù)林最低。本文結(jié)果表明，桉樹(shù)林有更豐富的鉬元素資源參與氮素固定作用，對(duì)鉬元素的需求量也可能更大，原因是桉樹(shù)水分蒸騰速率高，導(dǎo)致養(yǎng)分周轉(zhuǎn)速率也較快;此外，桉樹(shù)林多分布在海拔1 200 m左右的區(qū)域，水熱條件好，氣態(tài)水資源較為充足，導(dǎo)致桉樹(shù)林生長(zhǎng)旺盛，因而需要更多的養(yǎng)分維持生長(zhǎng)和元素計(jì)量平衡。

氯是植物細(xì)胞胞質(zhì)和液泡中的主要礦質(zhì)陰離子，土壤中氯元素虧缺使生長(zhǎng)受到限制，含量過(guò)高則對(duì)植物生長(zhǎng)造成毒害作用，較多植物都有忌氯的特征。本研究中，土壤氯元素含量為欒樹(shù)林土壤最高（0.34 mg·kg-1 ）、香椿林土壤最低（0.15 mg·kg-1 ），氯元素含量大小可能與植物的抗性水平有關(guān);同時(shí)，由于欒樹(shù)林下種植有花椒（Zanthoxylum planispimum var. dintanensis）、紅薯（Ipomoea batatas）、玉米（Zea mays）和蔬菜等農(nóng)作物，受到更多的農(nóng)藝措施干擾，尤其是尿素、氯化鉀肥的施用等，這也可能是影響氯元素含量的原因之一。

喀斯特生境具有高鈣的特征，土壤鈣元素以枇杷林（90.95 mg·kg-1 ）最高、桉樹(shù)林（7.06 mg·kg-1 ）最低。原因是枇杷是退耕還林樹(shù)種，桉樹(shù)是封山育林樹(shù)種，二者所處生境的脅迫程度各異，環(huán)境背景值不同;也與不同樹(shù)種對(duì)鈣的適應(yīng)性和吸收、轉(zhuǎn)化能力存在差異有關(guān)。由于桉樹(shù)林是自然生長(zhǎng)為主，枇杷林受人工施肥、翻耕、采摘等干擾較大，導(dǎo)致鈣含量呈現(xiàn)顯著差異，表明喀斯特地區(qū)雖然地質(zhì)環(huán)境富鈣，但并不代表土壤中鈣含量豐富，這對(duì)該區(qū)人工林養(yǎng)分管理提供了理論參考。由前述分析可見(jiàn)，黔中喀斯特山區(qū)人工林養(yǎng)分管理應(yīng)做到定量、精準(zhǔn)，這對(duì)林分健康經(jīng)營(yíng)具有重要的實(shí)踐價(jià)值。

由于目前對(duì)土壤礦質(zhì)元素的研究集中在氮、磷、鉀等大量元素，中量、微量礦質(zhì)元素的研究報(bào)道相對(duì)較少，且缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系，因而難以評(píng)定各礦質(zhì)元素的數(shù)量豐缺狀況，也未將本研究區(qū)與其他區(qū)域的研究結(jié)果進(jìn)行綜合比較。元素之間存在協(xié)同、拮抗等聯(lián)合作用方式，不同濃度的元素組合必將產(chǎn)生不同的效應(yīng)（王煥校，2012），這也是未來(lái)土壤礦質(zhì)元素和植物營(yíng)養(yǎng)研究中需要重點(diǎn)關(guān)注的科學(xué)問(wèn)題。

3.2 礦質(zhì)元素之間的相關(guān)性

本研究結(jié)果表明典型人工林土壤礦質(zhì)元素之間表現(xiàn)出一定的相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明不同元素之間存在協(xié)同或權(quán)衡關(guān)系，通過(guò)綜合調(diào)控措施對(duì)植物發(fā)揮作用。鐵與鈣、鋁、鍶、鉻、鉛等元素的相關(guān)性較高，且多表現(xiàn)為促進(jìn)效應(yīng)，而錳與其他元素之間更多表現(xiàn)為抑制效應(yīng)，說(shuō)明元素之間的作用規(guī)律存在差異，這可能與土壤中鐵的豐度較高有關(guān)，鐵元素可以促進(jìn)其他元素的釋放，表明了土壤中全鐵含量的重要性。鈣、鎂元素也與其他元素表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性，鈣與鐵、鋁、鎳、鈷、鍶、鉻、硼等表現(xiàn)出較高的相關(guān)性，鎂與銅、鈉、硅表現(xiàn)出顯著的相關(guān)關(guān)系，表明礦質(zhì)元素之間存在此消彼長(zhǎng)的特征。其中，鈣與鐵、鍶、硅之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，可能原因是硅酸鹽礦物風(fēng)化導(dǎo)致其同步活化;鎂與銅、硅之間均表現(xiàn)出極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明喀斯特地區(qū)較高的鎂含量會(huì)抑制銅、硅等元素的活化。礦質(zhì)元素是植物生長(zhǎng)所必需的元素，具有重要的生理、生態(tài)功能，但這些元素發(fā)揮生理作用的前提是處于相對(duì)平衡與穩(wěn)定狀態(tài)，下一步基于生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究元素平衡關(guān)系的維持具有重要價(jià)值（Jeyasingh et al.， 2009; Elser et al.， 2000），能夠?yàn)樵氐臓I(yíng)養(yǎng)功能調(diào)控提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明不同人工林土壤礦質(zhì)元素含量存在較大差異，不同礦質(zhì)元素隨林分類型的變化規(guī)律不一致，表明植物根系對(duì)養(yǎng)分的提取和富集能力存在差別;元素之間表現(xiàn)出一定程度的相關(guān)性，存在此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，尤其以鐵、鈣等元素與其他元素的關(guān)系更為密切，說(shuō)明土壤礦質(zhì)元素之間存在增強(qiáng)或抑制效應(yīng);礦質(zhì)元素之間的互作效應(yīng)及其計(jì)量平衡關(guān)系是未來(lái)研究的科學(xué)問(wèn)題之一。

參考文獻(xiàn)：

AB ER JD， MAGILL A， MCNUITY SG， et al.， 1995. Forest biogeochemistry and primary production aitered by nitrogen saturation? [J]. Water Air Soil Poll， 85（3）：1665-1670.

BRUN LA， LE CORFF J， MAILLET J， 2003. Effects of elevated soil copper on phenology， growth and reproduction of five ruderal plant species [J]. Environ Poll， 122（3）：361-368.

CAO YQ， YAO XH， REN HD， et al.， 2015. Changes in contents of endogenous hormones and main mineral elemental in oil-tea camellia fruit during maturation? [J]. J Beijing For Univ， 37（11）：1106-1110.? [曹永慶， 姚小華， 任華東， 等， 2015. 油茶果實(shí)成熟過(guò)程中內(nèi)源激素和礦質(zhì)元素含量的變化特征 [J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 37（11）： 76-81.]

DENG SH， ZENG LT， GUAN Q， et al.， 2016. Minimum dataset-based soil quality assessment of waterlogged paddy field in South China? [J]. Acta Pedol Sin， 53（5）：1326-1333. [鄧紹歡， 曾令濤， 關(guān)強(qiáng)， 等， 2016. 基于最小數(shù)據(jù)集的南方地區(qū)冷浸田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià) [J]. 土壤學(xué)報(bào)， 53（5）： ?1326-1333.]

ELSER JJ， STERNER RW， GOROKHOVA E， et al.， 2000. Biological ?stoichiometry from genes to ecosystems? [J]. Ecol Lett， 3： 540-550.

GILLIAM FS， DICK DA， 2010. Spatial heterogeneity of soil nutrients and plant species in herb-dominated communities of contrasting land use [J]. Plant Ecol， 209（1）： 83-94.

GOVAERTS B， SAYRE KD， DECKERS J， 2006. A minimum data set for soil quality assessment of wheat and maize cropping in the highlands of Mexico [J]. Soil Till Res， 87（2）：163-174.

HUANG YH， ZHANG WQ， GAN XH， et al.， 2017. Soil quality assessment on different tree species composition patterns in Cunninghamia lanceolata stand conversion in south subtropics? [J]. Sci Soil Water Conserv， 15（3）： 123-130.? [黃鈺輝， 張衛(wèi)強(qiáng)， 甘先華， 等， 2017. 南亞熱帶杉木林改造不同樹(shù)種配置模式的土壤質(zhì)量評(píng)價(jià) [J]. 中國(guó)水土保持科學(xué)， 15（3）： 123-130.]

JEYASINGH PD， WEIDER LJ， STENER RW， 2009. Genetically-based trade-offs in response to stoichiometric food quality influence competition in a keystone aquatic herbivore [J]. Ecol Lett， 12（11）：1229-1237.

JOIMEL S， CORTET J， JOLIVET CC， et al.， 2016. Physico-chenical characteristics of topsoil for constrasted forest， agricultural， urban and industeral land uses in France? [J]. Sci Total Environ， 545-546： 40-47.

LI WQ， ZHANG Y， SHI J， et al.， 2016. Effects of silicon on mineral element uptake and distribution， yield and quality of Chinese spring onion? [J]. J Plant Nutr Fert， 22（2）： 486-494.? [李煒?biāo)N， 張逸， 石健， 等， 2016. 硅對(duì)大蔥礦質(zhì)元素吸收、分配特性及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 [J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)， 22（2）： 486-494.]

LIU L， XU MK， WANG SL， et al.， 2013. Effects of different Cunninghamia lanceolata plantation soil qualities on soil microbial community structure? [J]. Acta Ecol Sin， 33（15）： 4692-4706.? [劉麗， 徐明愷， 汪思龍， 等， 2013. 杉木人工林土壤質(zhì)量演變過(guò)程中土壤微生物群落結(jié)構(gòu)變化 [J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 33（15）： 4692-4706.]

LU J L， 2003. Plant nutrition [M]. 2nd ed. Beijing： China Agricultural University Press.? [陸景陵， 2003. 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué) [M]. 2版. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社.]

MAO QG， LU XK， CHENG H， et al.， 2015. Responses of terrestrial plant diversity to elevated mineral element inputs? [J]. Acta Ecol Sin， 35（17）：5884-5897.? [毛慶功， 魯顯楷， 陳浩， 等， 2015. 陸地生態(tài)系統(tǒng)植物多樣性對(duì)礦質(zhì)元素輸入的響應(yīng) [J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 35（17）： 5884-5897.]

QIN J， SHI AL， MOU BQ， et al.， 2017. Genetic diversity and association mapping of mineral element concentrations in spinach leaves? [J]. BMC Genom， 18：941-954.

REN MQ， ZHAO B， ZHAO GX， et al.， 2010. Quality of green tea from different leaf position on new shoots and it influence factors [J]. Guizhou Agric Sci， 38（12）： 77-79. [任明強(qiáng)， 趙賓， 趙國(guó)宣， 等， 2010. 不同葉位新梢綠茶的品質(zhì)及其影響因素探討 [J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)， 38（12）： 77-79. ]

SONG SH， LIU Q， LI M， et al.， 2016. Correlation and path analysis between mineral elements and quality parameters in ono-astringent persimmon? [J]. J Fruit Sci， 33（2）： 202-209.? [宋少華， 劉勤， 李曼， 等， 2016. 甜柿果實(shí)礦質(zhì)元素與品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性及通徑分析 [J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào)， 33（2）： 202-209.]

SONG TQ， 2015. Piants and the environment in karst areas of Southwest China? [M]. Beijing： Science Press.? [宋同清， 2015. 西南喀斯特植物與環(huán)境 [M]. 北京： 科學(xué)出版社.]

WANG F， LI QH， LIN C， et al.， 2015. Establishing a minimum data set of soil quality assesment for cold-waterlogged paddy field in Fujian Province， China? [J]. Chin J Appl Ecol， 26（5）：1461-1468.? [王飛， 李清華， 林誠(chéng)， 等， 2015. 福建冷浸田土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)因子的最小數(shù)據(jù)集 [J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 26（5）：1461-1468.]

WANG HJ， 2012. Pollution ecology? [M]. 3rd ed. Beijing： Higher Education Press.? [王煥校， 2012. 污染生態(tài)學(xué) [M]. 3版. 北京： 高等教育出版社.]

WANG LX， CHEN H， GUO F， et al.， 2013. Effects of cadmium on peanut growth and mineral nutrient uptake? [J]. J Agro-Environ Sci， 32（6）： 1106-1110.? [王麗香， 陳虎， 郭峰， 等， 2013. 鎘脅迫對(duì)花生生長(zhǎng)和礦質(zhì)元素吸收的影響 [J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)， 32（6）： 1106-1110.]

WANG SJ， ZHANG DF， LI RL， 2002. Mechanism of rocky desertification in the karst mountain areas of Guizhou Province， southwest China? [J]. Internat Review Environ Stra， 3（1）： 123-135.

WEI J， JIANG Y， LIN CX， et al.， 2018. Correlation and path analysis between fruit quality and mineral elements of 6 varieties of Korla fragrant pear? [J]. Food Sci， DOI：10.14067/j.cnki.1003-8981.2013.03.012.? [位杰， 蔣媛， 林彩霞， 等， 2018. 6個(gè)庫(kù)爾勒香梨品質(zhì)果實(shí)礦質(zhì)元素與品質(zhì)的相關(guān)性和通徑分析 [J]. 食品科學(xué)， DOI：10.14067/j.cnki.1003-8981.2013.03.012.]

WHYTEMARE AB， EDMONDS RL， ABER JD， et al.， 1997. Influence of excess nitrogen deposition on a white spruce （Picea glauca） stand in southern Alaska? [J]. Biogeochemistry， 38（2）： 173-187.

ZHANG L， WEN SL， CAI ZJ， et al.， 2014. Characteristics of soil fertility under different vegetation types in the hilly red soil region of southern Hunan [J]. Acta Ecol Sin， 34（14）： 3996-4005.? [張璐， 文石林， 蔡澤江， 等， 2014. 湘南紅壤丘陵區(qū)不同植被類型下土壤肥力特征 [J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 34（14）： ?3996-4005.]