森林草原交错区沟塘草甸土壤微量元素分析

doi:10.13466/j.cnki.lyzygl.2021.01.018

摘要/Abstract

摘要：

为研究森林草原交错区不同坡向沟塘草甸土壤化学计量特征,以内蒙古阿尔山市的沟塘草甸为研究区域,通过野外调查与室内实验相结合的方法,对阴坡阳坡不同深度土层有效微量元素(Fe,Mn,Cu,Zn)含量及有机C,全N,全P含量进行比较分析,探究沟塘草甸土壤化学计量特征。结果表明:1)阴坡阳坡土壤有效Fe和有效Mn含量均随着土层深度增加呈现先增后减趋势,而有效Cu含量随着土层深度变化差异不显著;2)阴坡阳坡土壤有效微量元素含量均呈现Fe>Mn>Zn>Cu趋势;3)土壤有效微量元素含量与pH值无相关性,有效Fe含量与有效Mn、有效Cu、有效Zn含量相关性(P<0.01)极为显著;4)同一坡向不同深度土层C:N,N:P差异均不显著,而C:P差异显著;5)土壤pH在不同坡向不同深度土层均无显著差异。研究结果为沟塘草甸土壤微量元素分析提供数据支持。

关键词: 森林草原交错区, 沟塘草甸, 土壤, 微量元素

Abstract:

In order to study the soil stoichiometric characteristics of swamp meadow in different slope directions and different depths in the forest-steppe ecotone,gully,pond and meadow in Arxan City,Inner Mongolia were taken as research areas,the contents of available trace elements(Fe,Mn,Cu,Zn) and organic C,total N,total P in different depth soil layers of shady slope and sunny slope were compared and analyzed through field investigation and indoor experiment.The results show that:1) The contents of available Fe and available Mn in shady slope and sunny slope soil first increased and then decreased with the increase of soil depth,and the difference of available Cu content was not significant with the change of soil depth.2) The contents of available trace elements in the soil showed the trend of Fe > Mn > Zn > Cu.3) There was no correlation between the contents of available trace elements and pH value,but the contents of available Fe,available Mn and available Cu.The correlation of available Zn content(P<0.01) was significant.4) There was no significant difference in C:N,N:P in different depth soil layers of the same slope aspect,but there was significant difference in C:P.5) There was no significant difference in soil pH in different depth soil layers of different slope aspect.The results of this study provide data support for the analysis of trace elements in the soil of ditches,ponds and meadows.

Key words: forest-steppe, gully, pond and meadow, soil, trace element

中图分类号:

S714.5

彭徐剑, 陈鹏飞, 王柏杰, 张恒. 森林草原交错区沟塘草甸土壤微量元素分析[J]. 林业资源管理, 2021, 0(1): 140-146.

PENG Xujian, CHEN Pengfei, WANG Baijie, ZHANG Heng. Analysis of Trace Element in Soil of Gully, Pond and Meadow in Forest Steppe[J]. FOREST RESOURCES WANAGEMENT, 2021, 0(1): 140-146.

图/表 8

图1

表1

图2

表2

表3

表4

表5

表6

参考文献 18

[1]	Li Jianwei, Richter Daniel D, Mendoza Arlene, et al. Four-decade responses of soil trace elements to an aggrading old-field forest:B,Mn,Zn,Cu,and Fe[J]. Ecology, 2008,89(10):2911-2923. doi: 10.1890/07-1381.1 pmid: 18959328
[2]	赵串串, 王媛, 高瑞梅. 青海省黄土丘陵区主要林分土壤微量元素丰缺状况研究[J]. 干旱区资源与环境, 2017,31(3):130-135.
[3]	孟庆权, 葛露露, 林宇, 等. 杉木人工林土壤碳、氮、磷化学计量特征[J]. 江西农业大学学报, 2018,40(6):1155-1162.
[4]	邓邦良, 袁知洋, 李真真, 等. 武功山草甸土壤有效态微量元素与有机质和pH的关系[J]. 西南农业学报, 2016,29(3):647-650.
[5]	张倩, 姚宝辉, 王缠, 等. 不同坡向高寒草甸土壤理化特性和微生物数量特征[J]. 生态学报, 2019,39(9):3167-3174.
[6]	于保港, 张田萌, 李可力, 等. 曲周县农田土壤有效微量元素含量空间变异特征及影响因素初探[J]. 土壤通报, 2019,50(2):395-400.
[7]	曾青, 明乐, 李霞, 等. 南亚热带三种典型人工林土壤微量元素全量与有效量特征[J]. 西部林业科学, 2019,48(1):42-47.
[8]	罗亚勇, 张宇, 张静辉, 等. 不同退化阶段高寒草甸土壤化学计量特征[J]. 生态学杂志, 2012,31(2):254-260.
[9]	Han Wenxuan, Fang Jingyun, Guo Dali, et al. Leaf nitrogen and phosphorus stochiometry across 753 terrestrialplant species in China[J]. New Phytologist, 2005,168:377-385.
[10]	李路, 常亚鹏, 许仲林. 天山雪岭云杉林土壤CNP化学计量特征随水热梯度的变化[J]. 生态学报, 2018,38(22):8139-8148.
[11]	王建林, 钟志明, 王忠红, 等. 青藏高原高寒草原生态系统土壤氮磷比的分布特征[J]. 应用生态学报, 2013,24(12):3399-3406.
[12]	曹娟, 闫文德, 项文化, 等. 湖南会同3个林龄杉木人工林土壤碳、氮、磷化学计量特征[J]. 林业科学, 2015,51(7):1-8.
[13]	LY/T 1237-1999,森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算[S].
[14]	LY/T 1228-1999,森林土壤全氮的测定方法[S].
[15]	LY/T 1232-1999,森林土壤全磷的测定方法[S].
[16]	LY/T2445-2015,绿化用表土保护技术规范[S].
[17]	李早霞. 不同改良措施对退化羊草(Leymus chinensis)草原养分及其化学计量比的影响[D]. 呼和浩特:内蒙古大学, 2011.
[18]	费鹏飞. 森林凋落物对林地土壤肥力的影响[J]. 安徽农学通报, 2009,15(13):55-56.

元素	坡向	土层/cm
元素	坡向	0~10	10~20	20~30
有机碳/(g/kg)	阴坡	51.0±1.15a	51.8±2.43a	43.6±2.38b
有机碳/(g/kg)	阳坡	43.4±1.70a	46.4±2.00a	38.9±0.80b
全氮/(g/kg)	阴坡	3.98±0.82a	3.86±1.02a	3.45±0.51a
全氮/(g/kg)	阳坡	3.78±0.19a	3.86±0.55a	3.05±0.16b
全磷/(g/kg)	阴坡	0.84±0.04a	0.59±0.05b	0.71±0.11ab
全磷/(g/kg)	阳坡	0.83±0.05a	0.59±0.09a	0.78±0.23a
有效Fe/(mg/kg)	阴坡	217±2.10b	234±2.50a	180±3.00c
有效Fe/(mg/kg)	阳坡	131±0.90b	190±2.00a	39.1±1.20c
有效Mn/(mg/kg)	阴坡	7.21±0.28b	8.42±0.39a	5.10±0.42c
有效Mn/(mg/kg)	阳坡	8.10±0.11a	7.32±0.11b	1.44±0.15c
有效Cu/(mg/kg)	阴坡	1.11±0.06a	0.88±0.27a	1.25±0.37a
有效Cu/(mg/kg)	阳坡	0.79±0.09a	0.81±0.12a	0.47±0.05b
有效Zn/(mg/kg)	阴坡	1.54±0.22a	1.43±0.19a	0.66±0.21b
有效Zn/(mg/kg)	阳坡	1.54±0.40a	1.29±0.33a	0.30±0.11b

化学计量比	坡向	土层/cm
化学计量比	坡向	0~10	10~20	20~30
C∶N	阴坡	13.26±2.56a	14.20± 4.53a	12.89± 2.62a
C∶N	阳坡	11.48±0.12a	12.13± 1.22a	11.76± 0.41a
C∶N	阴坡	60.54±1.51b	87.98± 3.34a	62.24±13.11b
C∶N	阳坡	52.33±1.11b	80.20±16.21a	53.36±17.61b
C∶N	阴坡	4.66±0.76a	6.67± 2.31a	4.84± 0.03a
C∶N	阳坡	5.22±0.62a	5.74± 0.86a	4.20± 1.51a
C∶N	阴坡	15.85±3.82a	23.77± 5.62a	18.74± 6.69a
C∶N	阳坡	13.87±0.99b	20.66± 1.24a	17.33± 4.83ab

化学计量比	最大值	最小值	均值	标准差	变异系数%
C∶N	14.21	11.48	12.62	0.94	7.44
C∶P	87.98	52.33	66.11	13.39	20.25
N∶P	5.74	4.20	4.94	0.48	9.72

指标	pH值	有机C	全N	全P	C∶N	C∶P	N∶P	C∶N∶P
pH值	1
有机C	-0.522^*	1
全N	-0.147	0.282	1
全P	0.192	0.310	-0.247	1
C∶N	0.134	0.153	-0.638^**	0.083	1
C∶P	0.312	0.339	0.252	-0.674^**	-0.166	1
N∶P	-0.387	0.218	-0.605^**	-0.639^**	-0.417	0.820^**	1
C∶N∶P	-0.213	0.130	-0.301	-0.505^*	0.699^**	0.763^**	0.298	1

微量元素	微量元素含量(mg/kg)					变异系数%	峰度系数	偏度系数
微量元素	最大值	最小值	中值	平均值	标准差	变异系数%	峰度系数	偏度系数
有效Fe	234	39.10	185	165.18	64.96	39	1.51	-1.29
有效Mn	8.42	1.44	7.27	6.27	2.40	38	2.18	-1.57
有效Cu	1.25	0.49	0.85	0.89	0.24	27	-0.01	-0.10
有效Zn	1.54	0.30	1.36	1.12	0.48	39	-0.75	-1.04