陳銘, 王韋韋, 程慧梓, 陳蓉, 曹麗榮, 王小紅, 陳光水, 姚曉東

米櫧次生林和天然林細(xì)根養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征

陳銘, 王韋韋, 程慧梓, 陳蓉, 曹麗榮, 王小紅, 陳光水, 姚曉東*

(福建師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，濕潤(rùn)亞熱帶生態(tài)地理過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350007)

探討人為干擾對(duì)森林養(yǎng)分利用和生物地球化學(xué)循環(huán)特征的影響，對(duì)亞熱帶米櫧()次生林和天然林細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征及其隨土壤深度(0～80 cm)的變化趨勢(shì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，混合線性模型表明林分和土層深度對(duì)細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征影響的主效應(yīng)顯著，但是交互作用不顯著；米櫧次生林細(xì)根N和P含量均顯著低于天然林，而細(xì)根C濃度、C:N、C:P顯著高于天然林，天然林1～2 mm細(xì)根C濃度顯著低于次生林; 天然林和次生林細(xì)根N、P含量均隨土層深度增加而呈顯著下降趨勢(shì)，C:N、C:P、N:P均隨土層深度增加而呈顯著上升趨勢(shì)，且兩林分下降趨勢(shì)無(wú)顯著差異；天然林和次生林細(xì)根N、P含量及N:P分別與土壤全N、全P含量和N:P存在線性關(guān)系，而細(xì)根N、P含量和N:P隨土層深度變化均與直徑顯著相關(guān)，與細(xì)根比根長(zhǎng)(SRL)無(wú)關(guān)。天然林經(jīng)過人為干擾后，細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征隨土層深度變化規(guī)律雖未發(fā)生改變，但細(xì)根N和P濃度顯著降低。

次生林；天然林；米櫧；細(xì)根；化學(xué)計(jì)量特征

生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是研究生物地球化學(xué)循環(huán)和生態(tài)過程中元素?cái)?shù)量關(guān)系和規(guī)律性的一種綜合而有效的方法[1–2]。細(xì)根是植物從土壤吸收養(yǎng)分和水分的重要器官[3–4]，在植物與土壤之間的物質(zhì)交換和能量流動(dòng)中起著至關(guān)重要的作用。細(xì)根C:N、C:P能夠反映植物對(duì)N、P養(yǎng)分的利用效率和周轉(zhuǎn)速率[5],N:P能夠反映植物生長(zhǎng)對(duì)N、P養(yǎng)分的相對(duì)限制情況，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)揮著重要作用[6]。因此分析細(xì)根C、N、P的化學(xué)計(jì)量學(xué)特征有助于了解植物對(duì)外界環(huán)境的響應(yīng)和適應(yīng)能力，包括植物生長(zhǎng)過程中的碳同化能力、養(yǎng)分元素的利用效率和限制性元素的診斷等[7–8]。

植物細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征主要受外界生存環(huán)境的影響，特別是不同深度土壤的養(yǎng)分含量[9]和細(xì)根形態(tài)[10]等。細(xì)根的化學(xué)計(jì)量特征與土壤養(yǎng)分含量有關(guān)[11–12]。Makita等[13]的研究表明，日本京都山下鋸齒櫟()和梗冬青()在表層土壤(0～10 cm)的細(xì)根N濃度比40～50 cm土層土壤分別高出1.4和2.1倍，而且認(rèn)為土壤養(yǎng)分在土壤剖面上分布的異質(zhì)性可能是導(dǎo)致細(xì)根N濃度隨土層深度發(fā)生變化的主要因素。由于生物地球化學(xué)循環(huán)過程的作用及P本身移動(dòng)性差等特性[14]，P元素在土壤表層的富集度要大于N, 可能會(huì)導(dǎo)致細(xì)根N:P隨土壤深度呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)。除了土壤養(yǎng)分含量以外，細(xì)根形態(tài)特征也會(huì)影響細(xì)根養(yǎng)分的富集[15]。一般認(rèn)為，細(xì)根比根長(zhǎng)越大、直徑越小，其N、P養(yǎng)分吸收效率相對(duì)較高[16]。然而，目前細(xì)根化學(xué)計(jì)量學(xué)特征隨土壤深度變化的研究主要集中在0～50 cm土層，而50 cm以下土層細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征相關(guān)研究還鮮有報(bào)道。因此，在50 cm以下土層開展細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征隨土壤深度變化及其影響因素的研究，有助于進(jìn)一步理解植物與土壤相互作用及其對(duì)養(yǎng)分利用和周轉(zhuǎn)的影響[17–18]。

20世紀(jì)70年代，福建省開展了常綠闊葉林人促更新試驗(yàn)，以米櫧()為建群種的人促更新林已成為亞熱帶地區(qū)地帶性植被經(jīng)營(yíng)的有效模式[10]。有關(guān)米櫧天然林和次生林研究主要集中在葉片、凋落物和土壤之間的化學(xué)計(jì)量特征[9,19–20], 而對(duì)其細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征的影響還知之甚少。森林次生演替過程中，森林物種組成結(jié)構(gòu)、土壤養(yǎng)分濃度、細(xì)根形態(tài)等生物或非生物因素的變化，都可能會(huì)影響細(xì)根的化學(xué)計(jì)量特征。林開淼[9]報(bào)道天然林經(jīng)過人促更新后，物種組成變化導(dǎo)致了森林土壤養(yǎng)分濃度發(fā)生顯著變化，其中土壤N養(yǎng)分濃度在0～60 cm顯著低于天然林，土壤P濃度在0～20 cm顯著低于天然林。此外，王韋韋等[10]報(bào)道米櫧次生林0～1 mm細(xì)根比根長(zhǎng)隨土層深度增加無(wú)顯著變化, 而天然林0～1 mm細(xì)根比根長(zhǎng)隨著土層增加顯著降低，同時(shí)次生林細(xì)根比根長(zhǎng)在10～80 cm土層要顯著小于天然林，這可能是由于米櫧次生林中植株個(gè)體多，使得更多的根系分布到深層土壤以減少可能的資源競(jìng)爭(zhēng)，進(jìn)而導(dǎo)致根系比根長(zhǎng)在次生林土壤剖面上分布更均勻。次生林和天然林土壤N、P含量會(huì)隨土層深度的增加而減少[9]，細(xì)根直徑則隨土層深度增加而增加，次生林比根長(zhǎng)隨土層深度而減少[10]，土壤養(yǎng)分和細(xì)根形態(tài)等因素的差異會(huì)引起細(xì)根養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征的差異。然而，現(xiàn)有米櫧天然林和次生林細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征研究，還缺乏同時(shí)考慮林分與土壤深度的影響。因此，本文以米櫧次生林為研究對(duì)象，以米櫧天然林作為對(duì)照，研究亞熱帶地區(qū)米櫧次生林和米櫧天然林細(xì)根C、N、P濃度及化學(xué)計(jì)量特征的差異，以及隨土壤深度的變化規(guī)律(0～80 cm)，并提出2個(gè)假設(shè)：(1) 次生林細(xì)根N、P養(yǎng)分濃度顯著低于天然林, C:N、C:P高于天然林，且次生林和天然林這種差異不受土層深度影響；(2)由于次生林和天然林土壤養(yǎng)分均隨土層深度增加而降低。因此假設(shè)細(xì)根N、P濃度隨著土層深度增加而均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，C:N、C:P、N:P逐漸增加，但由于次生林細(xì)根比根長(zhǎng)在土層深度的均勻分布，導(dǎo)致次生林細(xì)根養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征隨土層變化趨勢(shì)比天然林要更緩，為理解人為干擾對(duì)深層根系化學(xué)計(jì)量特征的影響，并為亞熱帶地區(qū)森林恢復(fù)和經(jīng)營(yíng)提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于福建省三明市格氏栲()自然保護(hù)區(qū)(26°11′ N, 117°28′ E)和三明市金絲灣森林公園陳大林業(yè)采育場(chǎng)(26°19′ N, 117° 36′ E)內(nèi)。該區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫19.1℃，年均降水量1 749 mm，相對(duì)濕度81%，降水主要集中于3—8月。區(qū)內(nèi)大量分布著以米櫧為代表的典型常綠闊葉林，土壤以花崗巖發(fā)育的紅壤和黃壤為主，土壤厚度超過1 m。

米櫧天然林位于三明市格氏栲自然保護(hù)區(qū)內(nèi), 樣地海拔為315 m，坡度35°，建群樹種為米櫧，主要樹種有米櫧、木荷()、杜英()、格氏栲()、桂北木姜子()，林分密度為1 955 ind./hm2，年凋落物為5.43 t/hm2，平均樹高11.9 m，平均胸徑20.0 cm。群落層次明顯，可劃分為喬木層、灌木層和草本層3個(gè)層次，其中喬木層以米櫧占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。灌木層(樹高小于3 m)植物種類較豐富，主要有米櫧、黃丹木姜子()、赤楠()、冬青()等。草本層主要由草珊瑚()、山姜()、扇葉鐵線蕨()等組成。林下地被層較厚，并且散布有枯立木、倒木和枯枝桿等，枯枝落葉厚度5～8 cm。米櫧次生林位于三明市金絲灣森林公園陳大林業(yè)采育場(chǎng)，由米櫧天然林在20世紀(jì)70年代經(jīng)強(qiáng)度擇伐后天然更新(歷時(shí)約40 a), 并在更新過程中去除其它樹種形成，樣地海拔330 m，坡度40°，林分密度為3 788 ind./hm2, 年凋落物為4.35 t/hm2，平均胸徑12.2 cm，平均樹高10.8 m。主要樹種有米櫧、閩粵栲()、黃丹木姜子、新木姜子()等; 灌木層有木莢紅豆()、米櫧、褐毛石楠()、羅浮栲()等種類; 草本主要由狗脊蕨()、黑莎草()、油草()等組成。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法

2010年8月在米櫧次生林和米櫧天然林分別建立3個(gè)20 m×20 m樣地，每個(gè)樣地間隔30 m，2011年4月進(jìn)行細(xì)根采樣，用內(nèi)徑4.05 cm的土鉆在每個(gè)樣地按S形鉆取土芯7根，深度為80 cm，將取回的土芯按0～10、10～20、20～40、40～60和60～80 cm土層分割，并把每個(gè)土層樣品分別裝入標(biāo)記好的塑料袋中，帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。

由于米櫧次生林和天然林內(nèi)樹種豐富，各樹種的細(xì)根難以區(qū)分，因此不對(duì)各樹種的細(xì)根進(jìn)行區(qū)分，只進(jìn)行群落水平的細(xì)根研究。用鑷子、剪刀等工具挑出土芯中的細(xì)根，根據(jù)細(xì)根顏色、外形、彈性、根皮與中柱分離的難易程度挑出活根，并將活根按0～1和1～2 mm分級(jí)，隨后將細(xì)根于65 ℃下烘干，將殺青烘干的細(xì)根用球磨儀進(jìn)行研磨。最后稱取10 mg磨碎根樣用元素分析儀(Vario EL Ⅲ Element Analyzer, 德國(guó))測(cè)定細(xì)根C、N含量；利用連續(xù)流動(dòng)分析儀(Skalar San++, Skalar, 荷蘭)測(cè)定細(xì)根P濃度。隨后將取完細(xì)根的土壤過2 mm篩，取部分過篩土進(jìn)行自然風(fēng)干，隨后將風(fēng)干土過100目篩用于測(cè)定土壤C、N和P含量，土壤的基本理化性質(zhì)見表1。

表1 土壤基本理化性質(zhì)

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將C、N、P濃度進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理，土層深度作為連續(xù)性變量，采用混合線性模型分析米櫧次生林和天然林細(xì)根之間的化學(xué)計(jì)量特征的差異，探究土層以及徑級(jí)對(duì)細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征的影響；此外，利用混合線性模型和線性擬合檢驗(yàn)細(xì)根N、P與土壤N、P、N:P及細(xì)根比根長(zhǎng)、直徑之間的相關(guān)性，顯著性水平設(shè)定為<0.05。利用Origin 2021軟件作圖。

2 結(jié)果和分析

2.1 細(xì)根C、N、P含量特征

米櫧次生林和天然林間的C含量差異因徑級(jí)而異, 在1～2 mm徑級(jí)中，次生林細(xì)根C含量顯著高于天然林(<0.05)，而在0～1 mm徑級(jí)中差異不顯著。在2個(gè)林分中，1～2 mm徑級(jí)細(xì)根C含量均顯著高于0～1 mm徑級(jí)(<0.05)；次生林和天然林所有徑級(jí)的細(xì)根C含量隨土層深度增加均無(wú)顯著變化(表2, 圖1)。

細(xì)根N、P含量只受林分、徑級(jí)和土層主效應(yīng)的顯著影響，不受林分和土層的交互影響。次生林細(xì)根N、P含量顯著低于天然林(<0.05)，分別低27.8%和28.7%；次生林和天然林0～1 mm細(xì)根的N、P含量均顯著高于1～2 mm細(xì)根(<0.05)；次生林和天然林細(xì)根N、P含量均隨土層深度增加而呈顯著下降趨勢(shì)(<0.05)(表2, 圖1)。

圖1 細(xì)根 C、N、P含量和化學(xué)計(jì)量比。ns: 無(wú)顯著差異; 5個(gè)柱子從左至右依次為0～10、10～20、20～40、40～60和60～80 cm土層; SF: 次生林; NF: 天然林; FT: 林分; SL: 土層; D: 徑級(jí); *: P<0.05。下同

表2 林分、土層與徑級(jí)對(duì)細(xì)根C、N和P含量影響的混合線性模型分析

2.2 細(xì)根化學(xué)計(jì)量比特征

次生林和天然林細(xì)根之間的C:N和C:P也只受到林分、徑級(jí)和土層主效應(yīng)的影響，不受林分和土層的交互影響。與0～1 mm相比，在1～2 mm細(xì)根中，次生林細(xì)根C:N和C:P顯著高于天然林(<0.05),并且與天然林相比，米櫧次生林細(xì)根C:N和C:P分別提高了34.9%和26.2%；次生林和天然林1～2 mm細(xì)根的C:N、C:P均顯著高于0～1 mm細(xì)根(<0.05); 次生林和天然林所有細(xì)根C:N、C:P和N:P均隨土層深度增加而表現(xiàn)出顯著上升趨勢(shì)(表2, 圖1)。

2.3 相關(guān)性分析

由表3, 4可知，細(xì)根N含量與土壤全N含量存在顯著相關(guān)(<0.05)，隨著土壤全N含量增加而顯著升高，林分間和徑級(jí)間的擬合線斜率均無(wú)顯著差異，但次生林的擬合線截距顯著高于天然林，0～ 1 mm細(xì)根的擬合線截距顯著高于1～2 mm細(xì)根。細(xì)根與土壤的全P含量以及細(xì)根與土壤的N:P也存在線性關(guān)系，且其擬合線斜率和截距不受林分和徑級(jí)影響。細(xì)根N、P含量及N:P隨土層深度的變化受徑級(jí)影響，與比根長(zhǎng)無(wú)關(guān)(圖2)。

表3 細(xì)根與土壤的N、P含量和N:P的混合線性模型

表4 N、P含量和N:P與細(xì)根比根長(zhǎng)(SRL)、直徑之間的混合線性模型分析

3 結(jié)論和討論

3.1 次生林與天然林細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征的差異

與假設(shè)(1)一致，米櫧次生林細(xì)根N、P含量均顯著低于天然林。細(xì)根N、P元素主要來源于土壤，不同林分細(xì)根N、P含量間的差異與土壤養(yǎng)分含量差異有關(guān)[21]。天然林和次生林的土壤與細(xì)根N、P含量協(xié)方差分析表明，土壤和細(xì)根N、P存在顯著正相關(guān)。之前的研究也表明在0～80 cm土層中，次生林土壤N含量顯著低于天然林土壤，P含量在0～ 20 cm土層顯著低于天然林[9]。因此，次生林細(xì)根N、P含量顯著低于次生林，可能與不同森林類型之間的土壤養(yǎng)分含量差異有關(guān)。此外，林分之間的細(xì)根N、P含量差異也可能與森林物種組成差異有關(guān)。相比于天然林，次生林中樹種較多且密集，采集的根中米櫧樹種占比較少，同時(shí)米櫧樹種細(xì)根本身N、P含量要顯著高于其他樹種的平均值[22]，因此導(dǎo)致次生林細(xì)根N、P含量顯著低于天然林。細(xì)根C:N、C:P能在一定程度上反映細(xì)根周轉(zhuǎn)能力，研究細(xì)根C:N、C:P在預(yù)測(cè)與調(diào)控森林生態(tài)系統(tǒng)中的養(yǎng)分循環(huán)方面具有重要意義[23]。細(xì)根C:N和C:P與細(xì)根周轉(zhuǎn)速率呈負(fù)相關(guān)[24]，即細(xì)根C:N、C:P越小，細(xì)根周轉(zhuǎn)越快。米櫧次生林C:N、C:P顯著高于天然林, 支持假設(shè)(1)中次生林和天然林C:N、C:P差異，表明天然林經(jīng)過人為干擾后，細(xì)根周轉(zhuǎn)能力會(huì)降低，進(jìn)而可能影響森林土壤的生物地球化學(xué)循環(huán)。

圖2 細(xì)根和土壤的N、P含量和N:P與細(xì)根比根長(zhǎng)間的關(guān)系

米櫧次生林細(xì)根N、P含量均值分別為8.38、0.21 mg/g，天然林為11.25、0.28 mg/g，而全球植物細(xì)根的平均N和P含量分別為9.90～11.2和0.55～ 0.85 mg/g[7]，中國(guó)植物細(xì)根的平均N和P含量分別為9.16和0.39 mg/g[25]。米櫧天然林細(xì)根N含量高于全球和中國(guó)平均水平，主要由于亞熱帶地區(qū)受到N沉降的影響，導(dǎo)致植物N含量增加[26]。Li等[27]的Meta分析結(jié)果也表明，模擬氮沉降后, 細(xì)根N含量顯著提高。米櫧次生林細(xì)根平均N含量低于全球和中國(guó)平均水平，這可能與米櫧次生林土壤本身N含量較低有關(guān)。此外，由于植物P限制現(xiàn)象在熱帶到溫帶生態(tài)系統(tǒng)中普遍存在，尤其是具有高風(fēng)化土壤的熱帶和亞熱帶森林[14]，這也導(dǎo)致了米櫧次生林和天然林細(xì)根P含量均低于全球和中國(guó)平均水平。

此外，一般認(rèn)為細(xì)根N:P低于14表示植物受N限制，高于16表示植物受P限制，14～16表示受N與P的共同限制[15]。Yuan等[25]對(duì)全球植被地下細(xì)根的化學(xué)計(jì)量研究表明，細(xì)根的N:P為13～18[28]; 馬玉珠等[25]對(duì)中國(guó)植被細(xì)根化學(xué)組成進(jìn)行研究，認(rèn)為細(xì)根的N:P平均為14.30。2種林分細(xì)根N:P沒有顯著差異，平均為38.97，遠(yuǎn)高于全球和中國(guó)平均水平，表明該地區(qū)米櫧次生林和天然林均受到強(qiáng)烈的P限制，這與一般認(rèn)為溫帶森林和北方森林的生產(chǎn)力受N的限制，而熱帶雨林和亞熱帶常綠林生產(chǎn)力普遍受P限制的觀點(diǎn)相似[29–30], Han等[31]的研究也表明中國(guó)南方的植物普遍受P限制。此外, 2種林分間N:P差異不顯著，可能歸結(jié)于植物N、P元素在各種生物功能上緊密耦合及協(xié)同變化，導(dǎo)致N:P相對(duì)恒定[32–34]

3.2 細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征隨土層深度變化

與假設(shè)(2)不一致，細(xì)根N、P養(yǎng)分含量隨土層深度增加而減少，化學(xué)計(jì)量特征隨土層深度增加而增加，同時(shí)次生林和天然林細(xì)根養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征隨土層深度變化趨勢(shì)無(wú)顯著差異。細(xì)根N、P含量隨土層深度的變化趨勢(shì)分別與土壤N、P含量變化趨勢(shì)呈顯著正相關(guān)，與Joslin等[35]的研究結(jié)論一致。次生林細(xì)根N含量與土壤全N含量擬合線截距要顯著低于天然林，0～1 mm細(xì)根回歸直線截距顯著低于1～2 mm細(xì)根，這表明在相同土壤養(yǎng)分條件下，次生林以及直徑更大的細(xì)根對(duì)N養(yǎng)分的吸收能力更弱，這與Gong等[16]的研究結(jié)果一致。此外，細(xì)根和土壤的P含量、N:P的擬合線斜率和截距不受林分和徑級(jí)影響，表明細(xì)根與土壤的P含量的相關(guān)性及細(xì)根與土壤的N:P的相關(guān)性不受林分和徑級(jí)影響。細(xì)根N、P含量和N:P與細(xì)根直徑顯著相關(guān)，這與Mattia等[24]的結(jié)論一致，但與比根長(zhǎng)不存在顯著相關(guān)，這可能說明細(xì)根N、P養(yǎng)分和N:P隨土層變化均不受比根長(zhǎng)的影響。細(xì)根C:N、C:P能夠反映細(xì)根周轉(zhuǎn)速率，其值越高表明周轉(zhuǎn)速率越低[35]。天然林和次生林細(xì)根C:N、C:P隨土層深度增加均表現(xiàn)出指數(shù)型增加的趨勢(shì)，不僅支持了本研究假設(shè)(2)中C?N、C?P隨土層增加而增加的趨勢(shì)，同時(shí)也反映了細(xì)根周轉(zhuǎn)速率隨土層深度的變化趨勢(shì)。隨土層深度增加，細(xì)根N:P呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，表明隨著土壤深度增加，細(xì)根受P限制比N更嚴(yán)重，這可能是因?yàn)镻元素在土壤中移動(dòng)性較差[14]，在土壤表層的富集度又大于N，同時(shí)隨土層深度增加，P元素含量減少程度要顯著高于N，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)根N:P隨土層深度增加而增加。這些結(jié)果表明，森林細(xì)根養(yǎng)分及化學(xué)計(jì)量特征隨土層深度變化趨勢(shì)可能主要受到了土壤養(yǎng)分的調(diào)控，對(duì)細(xì)根比根長(zhǎng)無(wú)明顯響應(yīng)。同時(shí)能夠進(jìn)一步揭示細(xì)根養(yǎng)分利用及周轉(zhuǎn)能力在土壤剖面的變化規(guī)律，有助于進(jìn)一步加深對(duì)森林土壤的生物地球化學(xué)循環(huán)過程的理解。

綜上所述，天然林在人促更新后物種組成、土壤養(yǎng)分含量等性狀會(huì)發(fā)生顯著改變，進(jìn)而導(dǎo)致植物細(xì)根本身養(yǎng)分含量及周轉(zhuǎn)能力發(fā)生變化。相比天然林，次生林細(xì)根N、P含量顯著降低，C:N、C:P及N:P顯著增加，但細(xì)根化學(xué)計(jì)量特征隨土層深度變化規(guī)律沒有發(fā)生顯著變化，表明人促更新后，森林樹種之間的競(jìng)爭(zhēng)加強(qiáng)，導(dǎo)致森林細(xì)根養(yǎng)分含量及周轉(zhuǎn)能力下降，但細(xì)根養(yǎng)分利用和周轉(zhuǎn)的能力在土壤剖面上的變化已經(jīng)接近天然林，說明人促更新對(duì)森林的恢復(fù)、經(jīng)營(yíng)有著比較好的效果。因此，在未來森林經(jīng)營(yíng)中，可考慮將人促更新納入主要森林恢復(fù)、經(jīng)營(yíng)的方式中，同時(shí)將米櫧作為主要樹種進(jìn)行保育，以利于森林生產(chǎn)力的提高。

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Difference of Fine Root Nutrients and Stoichiometric Characteristics BetweenSecondary Forest and Natural Forest in Subtropical China

CHEN Ming, WANG Weiwei, CHENG Huizi, CHEN Rong, CAO Lirong, WANG Xiaohong, CHEN Guangshui, YAO Xiaodong*

(School of Geographical Science, Key Laboratory for Humid Subtropical Eco-Geographical Processes of the Ministry of Education, Fujian Normal University, Fuzhou 350007, China)

In order to understand the effects of human disturbance on forest nutrient utilization and biogeo- chemical cycling, the stoichiometric characteristics of fine roots insecondary forest and natural forest and their variation trend with soil depth (0-80 cm) were studied. The results showed that the main effect of stand and soil depth on fine root stoichiometry was significant by mixed linear model, but the interaction effect was not significant. The contents of N and P in fine roots of secondary forest were significantly lower than those in natural forest, while the C content, C:N and C:P in fine roots were significantly higher than those in natural forest. The C content of fine root at 1-2 mm diameter in secondary forest was significantly higher than that of natural forest. Fine root The N and P contents of fine root in natural and secondary forest decreased significantly with the increase of soil depth, while C:N, C:P, N:P increased with the increase of soil depth, and the change trend of root stoichiometric characteristics with soil layer were similar between secondary forest and natural forest. The contents of N, P and N:P in fine roots of natural and secondary forests were linear with the contents of total N, total P and N:P in soil, respectively. The contents of N, P and N:P in fine roots were significantly correlated with the soil depth, but not with the specific root length (SRL). Therefore, the stoichio- metric characteristics of fine roots did not change with soil depth in the natural forest after human disturbance, but the concentrations of N and P in fine roots decreased significantly.

Secondary forest;;Natural forest; Fine root; Stoichiometry character

10.11926/jtsb.4542

2021-10-11

2022-04-14

福建省杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目(2010J06009)資助

This work was supported by the Project for Outstanding Youth Science Research in Fujian (Grant No. 2010J06009).

陳銘，男，碩士研究生，主要從事森林地下生態(tài)研究。E-mail: 1759911043@qq.com

E-mail: 874868097@qq.com