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Vertical distribution patterns of nitrogen, phosphorus, and potassium in Chinese pine forest soils developed from different parent materials in Songshan Mountain Nature Reserve, Beijing of China.

北京松山自然保护区不同母质油松林土壤氮、磷、钾含量垂直分布


以北京市松山自然保护区同海拔油松林下两种母质(花岗岩和石灰岩)上发育的土壤为对象,研究了土壤的全氮、有效磷、速效钾含量在剖面的垂直变化.结果表明: 花岗岩母质发育的土壤0~20 cm土层的全氮、有效磷和速效钾含量分别为1.61~2.35 g·kg-1、5.84~10.74 mg·kg-1和39.33~93.66 mg·kg-1,石灰岩母质发育的土壤分别为1.69~2.36 g·kg-1、4.45~8.57 mg·kg-1和60.66~124.00 mg·kg-1.两种母质发育的土壤0~10 cm土层的全氮、有效磷和速效钾含量均最大,且与各土层之间差异均极显著,并随土层深度的增加而下降,说明土壤全氮、有效磷和速效钾含量的分布有很强的表聚性,而且石灰岩母质发育的土壤的表聚性更强.对同土层土壤进行配对t检验,全氮含量在各土层之间无显著性差异,有效磷含量在0~10 cm土层差异极显著,速效钾含量在10~20 cm土层之间差异显著.

Taking the soils developed from two kinds of parent materials (granite and limestone) under Pinus tabulaeformis forest at the same altitude in Songshan Mountain Nature Reserve of Beijing as test objects, this paper studied the vertical distribution patterns of soil total nitrogen, available phosphorus, and available potassium. The soil developed from granite had the total nitrogen, available phosphorus, and available potassium contents being 1.61-2.35 g·kg-1, 5.84-1074 mg·kg-1, and 39.33-93.66 mg·kg-1, while that developed from limestone had the total nitrogen, available phosphorus, and available potassium contents being 1.69-2.36 g·kg-1, 4.45-8.57 mg·kg-1, and 60.66-124.00 mg·kg-1, respectively. The total nitrogen, available phosphorus, and available potassium contents in the two soils were the highest in 0-10 cm layer, decreased with increasing depth, and had significant differences between different layers, showing that the soil total nitrogen, available phosphorus, and available potassium had a strong tendency to accumulate in surface layer. Such a tendency was more obvious for the soil developed from limestone. The paired ttest for the two soils indicated that the total nitrogen content in different layers had no significant difference, whereas the available phosphorus content in 0-10 cm layer and the available potassium content in 10-20 cm layer differed significantly.


全 文 :北京松山自然保护区不同母质油松林
土壤氮、磷、钾含量垂直分布*
苟丽晖1 摇 孙兆地3 摇 聂立水1**摇 罗盼盼1 摇 吴记贵2 摇 许武德3
( 1北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室, 北京 100083; 2北京松山国家级自然保护区, 北京 102115; 3辽宁
省水利水电勘测设计研究院, 沈阳 110062)
摘摇 要摇 以北京市松山自然保护区同海拔油松林下两种母质(花岗岩和石灰岩)上发育的土
壤为对象,研究了土壤的全氮、有效磷、速效钾含量在剖面的垂直变化. 结果表明: 花岗岩母
质发育的土壤 0 ~ 20 cm 土层的全氮、有效磷和速效钾含量分别为 1. 61 ~ 2. 35 g·kg-1、
5. 84 ~ 10. 74 mg·kg-1和 39. 33 ~ 93. 66 mg·kg-1,石灰岩母质发育的土壤分别为 1. 69 ~ 2. 36
g·kg-1、4. 45 ~ 8. 57 mg·kg-1和 60. 66 ~ 124. 00 mg·kg-1 .两种母质发育的土壤 0 ~ 10 cm土
层的全氮、有效磷和速效钾含量均最大,且与各土层之间差异均极显著,并随土层深度的增加
而下降,说明土壤全氮、有效磷和速效钾含量的分布有很强的表聚性,而且石灰岩母质发育的
土壤的表聚性更强.对同土层土壤进行配对 t检验,全氮含量在各土层之间无显著性差异,有
效磷含量在 0 ~ 10 cm土层差异极显著,速效钾含量在 10 ~ 20 cm土层之间差异显著.
关键词摇 油松林摇 花岗岩母质摇 石灰岩母质摇 全氮摇 有效磷摇 速效钾
文章编号摇 1001-9332(2013)04-0961-06摇 中图分类号摇 S714. 2摇 文献标识码摇 A
Vertical distribution patterns of nitrogen, phosphorus, and potassium in Chinese pine forest
soils developed from different parent materials in Songshan Mountain Nature Reserve, Bei鄄
jing of China. GOU Li鄄hui1, SUN Zhao鄄di3, NIE Li鄄shui1, LUO Pan鄄pan1, WU Ji鄄gui2, XU Wu鄄
de3 ( 1Ministry of Education Key Laboratory of Soil and Water Conservation and Desertification Com鄄
bating, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2Beijing Songshan National Nature Re鄄
serve, Beijing 102115, China; 3Liaoning Investigation and Design Institute of Water Resources and
Hydropower, Shenyang 110062, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(4): 961-966.
Abstract: Taking the soils developed from two kinds of parent materials ( granite and limestone)
under Pinus tabulaeformis forest at the same altitude in Songshan Mountain Nature Reserve of Bei鄄
jing as test objects, this paper studied the vertical distribution patterns of soil total nitrogen,
available phosphorus, and available potassium. The soil developed from granite had the total nitro鄄
gen, available phosphorus, and available potassium contents being 1. 61 -2. 35 g·kg-1, 5. 84 -
10郾 74 mg·kg-1, and 39. 33-93. 66 mg·kg-1, while that developed from limestone had the total
nitrogen, available phosphorus, and available potassium contents being 1. 69 - 2. 36 g·kg-1,
4. 45-8. 57 mg·kg-1, and 60. 66-124. 00 mg·kg-1, respectively. The total nitrogen, available
phosphorus, and available potassium contents in the two soils were the highest in 0-10 cm layer,
decreased with increasing depth, and had significant differences between different layers, showing
that the soil total nitrogen, available phosphorus, and available potassium had a strong tendency to
accumulate in surface layer. Such a tendency was more obvious for the soil developed from lime鄄
stone. The paired t鄄test for the two soils indicated that the total nitrogen content in different layers
had no significant difference, whereas the available phosphorus content in 0-10 cm layer and the
available potassium content in 10-20 cm layer differed significantly.
Key words: Pinus tabulaeformis forest; granite parent material; limestone parent material; total ni鄄
trogen; available phosphorus; available potassium.
*北京松山国家级自然保护区油松林养分循环项目资助.
**通讯作者. E鄄mail: nielishui@ sohu. com
2012鄄08鄄14 收稿,2013鄄01鄄25 接受.
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 4 月摇 第 24 卷摇 第 4 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Apr. 2013,24(4): 961-966
摇 摇 土壤是在母质、气候、生物和地形等成土因素综
合作用下随着时间的推移而形成的独立自然
体[1-2] .母质是土壤形成的物质基础,其对土壤物理
及化学性质有着较大的影响.在气候、植被和海拔等
环境因素相同的条件下,母质作为最主要的成土因
素,对土壤中的营养元素有着重要的影响[3-4] .闫良
等[5]研究表明,不同母质发育土壤 0 ~ 20 cm土层的
全氮含量为片麻岩>砂页岩>花岗岩>玄武岩,有效
磷含量为玄武岩>花岗岩>片麻岩 =砂页岩,速效钾
含量为花岗岩>片麻岩>砂页岩>玄武岩. 舒英格
等[6]对石灰岩、白云质石灰岩、石灰岩夹页岩、白云
岩和石灰岩夹砂页岩 5 种母质发育的土壤理化性质
进行了研究,认为全氮含量在石灰岩发育的土壤中
最高,全磷和速效钾含量在石灰岩夹页岩发育的土
壤中最高.
土壤中的氮、磷和钾元素作为植物生长所需的
大量矿质营养元素,是养分元素循环的核心[7],其
在土壤中含量的丰缺是衡量土壤质量的重要指
标[8-9] .研究不同母质发育的土壤全氮、有效磷和速
效钾含量的垂直分布,对探讨土壤圈中的养分元素
循环和生态环境变化、合理利用土壤资源,营造最佳
生态效益林分,防止地力衰退和改善生态环境均具
有重大意义.
通常认为,油松(Pinus tabulaeformis)最适合生
长于花岗岩母质发育的土壤中,而石灰岩母质发育
的土壤更适合阔叶林生长[10] .北京松山自然保护区
生长着大面积的天然油松林,主要分布在两种不同
母质(花岗岩和石灰岩)发育的土壤上,而且长势较
好.本文分析了油松林下两种不同母质发育的土壤
养分元素含量的垂直分布特征,旨在了解油松林地
的土壤养分状况,为本区域适地适树选育及区域防
护林配置提供科学参考.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究地概况
研究区域位于地处北京市西北部延庆县境内的
北京松山自然保护区(40毅29忆9义—40毅33忆35义 N,115毅
43忆44义—115毅50忆22义 E),北依燕山支脉大海坨山,南
面向妫水盆地, 地势北高南低, 园区总面积
4671 hm2,海拔 695 ~ 2190 m.该区属于大陆性季风
气候,是暖温带与中温带、半干旱与半湿润的过渡地
带,年均气温 8. 9 益,年平均降雨量 452. 5 mm,年平
均日照时数 2726. 2 h,无霜期 183 d.各季的气候特
点为:春季升温快,少雨多风;夏季温暖多雨,日照充
足;秋季晴朗短暂,气温下降较快;冬季严寒漫长,干
燥多风[10] .该地区主要出露岩类为花岗岩,占该区
面积的 97% ,亦出露极少部分石灰岩. 植被具有典
型的针叶林特征,主要伴生树种有:山杏 (Prunus
sibirica)、丁香( Syzygium aromaticum)、大果榆(Ul鄄
mus macrocarpa)和白蜡(Fraxinus chinensis)等;主要
灌木有:大花溲疏(Deutzia grandiflora)、胡枝子(Les鄄
pedeza bicolor)和三裂绣线菊( Spiraea trilobata)等;
主要林下草本植物有:蓖苞风毛菊(Saussurea pecti鄄
nata)和披针叶苔草(Carex lanceolata)等.
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 样地设置及采样 摇 2011 年 6 月,在北京松山
自然保护区同一海拔(1000 m 左右)分别选择花岗
岩和石灰岩母质发育的土壤为下垫面的次生油松林
地,各布设面积为 20 m伊20 m 的样地 3 个. 每个样
地内按 S 形设置 5 个采样点,按 0 ~ 10、10 ~ 20、
20 ~ 40、40 ~ 60 和 60 ~ 100 cm 5 个层次分层采集,
同层混合后,用四分法取 1 kg 左右的土样装入布
袋,得到土壤混合样[11-12] .样地概况见表 1.
1郾 2郾 2 样品处理 摇 土样经风干、磨细,过 2 mm 和
0郾 25 mm土壤筛后,用 KDY鄄9830 凯氏定氮仪测定
土壤全氮含量,用钼锑抗比色法测定土壤有效磷含
量,用 FP640 火焰光度计测定土壤有效钾含量[13] .
1郾 3摇 数据处理
采用 Microsoft Office Excel 2007 进行数据处理
和图表绘制,运用 SPSS 18. 0 的单因素方差分析
(one鄄way ANOVA)和最小显著差异法(LSD)比较不
同土层间养分含量的差异;用配对t检验分析对比
表 1摇 样地基本概况
Table 1摇 General status of studied area
母质
Parent
material
地形
Topography
优势种
Dominant species
林龄
Stand age
(a)
郁闭度
Canopy density
(% )
平均树高
Average height
(m)
平均胸径
Average
DBH (cm)
枯落物厚度
Litter depth
(cm)
花岗岩
Granite
山地
Mountainous terrain
油松
P. tabulaeformis
20 85 17 17. 7 5郾 0
石灰岩
Limestone
山地
Mountainous terrain
油松
P. tabulaeformis
20 70 16 15. 7 4. 5
269 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
两种母质发育的土壤同层元素含量的差异 ( 琢 =
0郾 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同母质发育的土壤全氮含量的垂直分布
花岗岩和石灰岩母质发育的土壤 0 ~ 100 cm土
层全氮含量分别为 0. 21 ~ 2. 35 和 0. 43 ~ 2. 36
g·kg-1,其垂直变化趋势一致,均随土层深度的加
深而逐渐下降(图 1). 其中,0 ~ 10 cm 土层的全氮
含量最高,花岗岩和石灰岩母质发育的土壤全氮含
量分别为(2. 36依0. 27)和(2. 35依0. 65) g·kg-1,分
别是 10 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm、40 ~ 60 cm 和 60 ~
100 cm土层的 1. 47、2. 34、5. 02、5. 49 倍和 1. 39、
2郾 40、4. 61、11. 19 倍.
摇 摇 方差分析结果(表 2)表明,同母质不同土层深
度土壤全氮含量存在极显著差异.在 0 ~ 100 cm 土
层,花岗岩母质发育的土壤全氮含量由上到下的降
低幅度呈先增大后减小的趋势.其中, 40 ~ 60 cm土
层的全氮含量降幅最大,比 20 ~ 40 cm 土层降低
53. 5% ;60 ~ 100 cm土层的降幅最小,比 40 ~ 60 cm
土层降低 8. 5% . 而石灰岩母质发育的土壤在 0 ~
100 cm土层的全氮含量由上到下的降低幅度呈逐
渐增加的趋势. 其中,60 ~ 100 cm 土层的全氮含量
降幅最大,比 40 ~ 60 cm 土层降低 58. 8% ;10 ~
20 cm土层的降幅最小,比 0 ~ 10 cm 土层降低
28郾 1% .花岗岩和石灰岩母质发育的土壤在 0 ~
20 cm土层的全氮含量分别为 0 ~ 100 cm 土层的
67郾 5%和 70郾 4% .这说明土壤全氮含量的分布有很
强的表聚性,且石灰岩母质的表聚性更强.
从配对 t检验结果来看,两种母质发育的土壤
在 60 ~ 100 cm土层的全氮含量相差较大,但差异不
显著,在其他各土层的全氮含量差异甚微,说明母质
图 1摇 不同母质发育的土壤全氮、有效磷和速效钾含量的垂直分布
Fig. 1摇 Vertical distribution of the contents of total nitrogen (TN), available phosphorus (AP) and available potassium (AK) in soil
developed from different parent materials.
玉:石灰岩 Limestone;域:花岗岩 Granite.
表 2摇 不同母质发育的土壤各层全氮、有效磷和速效钾含量及配对 t检验
Table 2摇 Total nitrogen, available phosphorus and available potassium contents in soil layers developed from different parent
materials and the paired t鄄test (mean依SD)
土层
Soil layer
(cm)
母质
Parent
material
全氮 Total N
Mean依SD
(g·kg-1)
t P
有效磷 Available P
Mean依SD
(mg·kg-1)
t P
速效钾 Available K
Mean依SD
(mg·kg-1)
t P
0 ~ 10 玉 2. 35依0. 65A 0. 026 0. 981 8. 57依0. 55A -15. 551 0. 004** 124. 00依35. 15A -1. 925 0. 194
域 2. 36依0. 27A 10. 74依0. 46A 93. 66依7. 37A
10 ~ 20 玉 1. 69依0. 88AB -0. 131 0. 908 4. 45依0. 82B -1. 087 0. 391 60. 66依6. 42B -4. 880 0. 040*
域 1. 61依0. 18B 5. 84依1. 40B 39. 33依2. 30B
20 ~ 40 玉 0. 98依0. 72AB 0. 073 0. 948 3. 29依0. 53BC -4. 077 0. 055 25. 00依2. 00BC 2. 946 0. 098
域 1. 01依0. 15C 5. 41依0. 74B 34. 00依5. 29BC
40 ~ 60 玉 0. 51依0. 36B -0. 204 0. 857 2. 12依0. 19CD -2. 559 0. 125 17. 00依1. 00C 3. 250 0. 083
域 0. 47依0. 10D 3. 48依0. 96BC 30. 00依7. 81BC
60 ~ 100 玉 0. 21依0. 08B 3. 900 0. 060 1. 48依0. 24D -1. 380 0. 302 15. 33依0. 57C 3. 286 0. 081
域 0. 43依0. 07D 1. 97依0. 54C 23. 00依4. 35C
玉:石灰岩 Limestone;域:花岗岩 Granite.不同大写字母表示同一母质不同土层间差异极显著(P<0. 01) Different capital letters in the same column
meant significant difference at 0. 01 level among soil layers in the same parent material. * P<0. 05; ** P<0. 01. 下同 The same below.
3694 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 苟丽晖等: 北京松山自然保护区不同母质油松林土壤氮、磷、钾含量垂直分布摇 摇 摇
对土壤各层全氮含量的影响均不显著.
基于回归分析方法,建立土壤全氮含量与土层
深度的数学模型(表 3),从中可以看出:两种土壤全
氮含量与土层深度呈不同的函数关系,拟合方程的
决定系数(R2)分别为 0. 979 和 0. 998,拟合的整体
效果十分显著,且石灰岩母质发育的土壤全氮测定
真实值与回归方程的拟合度更好.
2郾 2摇 不同母质发育的土壤有效磷含量的垂直分布
花岗岩和石灰岩母质发育的土壤 0 ~ 100 cm土
层有效磷含量分别为 1. 97 ~ 10. 74 和 1. 48 ~ 8. 57
mg·kg-1,其垂直变化趋势一致,均随土层的加深而
逐渐下降(图 1). 其中,0 ~ 10 cm 土层的有效磷含
量最高,花岗岩和石灰岩母质发育的土壤有效磷含
量分别为(10. 74依0. 46)和(8. 57依0. 55) mg·kg-1,
分别是 10 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm、40 ~ 60 cm 和 60 ~
100 cm土层的 1. 84、1. 99、3. 09、5. 45 倍和 1郾 93、
2郾 60、4. 04、5. 79 倍.
方差分析结果(表 2)表明,同一母质不同深度
的土壤有效磷含量存在极显著差异. 在 0 ~ 100 cm
土层,花岗岩母质发育的土壤有效磷含量由上到下
的降低幅度呈先减小后增大的趋势. 其中,10 ~
20 cm土层的有效磷含量降幅最大,比 0 ~ 10 cm 土
层降低 45. 6% ;20 ~ 40 cm 土层降幅最小,比 10 ~
20 cm土层降低 7. 4% .而石灰岩母质发育的土壤在
0 ~ 100 cm土层的有效磷含量由上到下的降低幅度
总体呈减小的趋势.其中,10 ~ 20 cm 土层的有效磷
含量降幅最大,比 0 ~ 10 cm 土层降低 48. 1%;20 ~
40 cm土层的降幅最小,比 10 ~ 20 cm 土层降低
26郾 1% .两种母质发育的土壤在 0 ~ 20 cm 土层的有
效磷含量分别占 0 ~100 cm土层的 60郾 4%和 65郾 4%,
表 3摇 不同母质发育的土壤全氮、有效磷和速效钾含量随土
层深度变化的拟合方程
Table 3摇 Fitting equation of total nitrogen, available phos鄄
phorus and available potassium contents changed with
depth in soil developed from different parent materials
含量
Content
母质
Parent
material
回归方程
Regression equation
R2
全氮 玉 y=2. 689e-0. 03 x 0. 998**
Total N 域 y=-0. 74lnx + 3. 56 0. 979**
有效磷 玉 y=24. 134x0. 621 0. 989**
Available P 域 y=-2. 99lnx + 15. 08 0. 959**
速效钾 玉 y=468. 1x-0. 81 0. 971**
Available K 域 y=176. 5x-0. 47 0. 935**
x代表土层深度 x represented soil depth (cm); y分别代表土壤全氮、
有效磷、速效钾含量 y represented soil total nitrogen, available phos鄄
phorus and available potassium contents, respectively.
说明土壤有效磷含量的分布有很强的表聚性,且石
灰岩母质的表聚性更强. 土壤速效磷含量总体低于
10 mg·kg-1, 属于缺磷土壤[14],磷的供给小于植物
的需要,磷营养处于亏缺状态,可以通过施肥来提高
磷的供应量,从而改善油松林的生长.
配对 t检验结果表明:两种母质发育的土壤有
效磷含量仅在 0 ~ 10 cm土层有极显著差异,在其他
各土层均为花岗岩母质发育的土壤高于石灰岩,但
差异不显著.
基于回归分析方法,建立土壤有效磷含量与土
层深度的数学模型(表 3),结果表明,两种母质土壤
有效磷含量随土层深度变化符合不同的数学模型,
拟合方程的 R2分别为 0. 989 和 0. 959,拟合的整体
效果十分显著,且石灰岩母质发育的土壤有效磷测
定真实值与回归方程的拟合度更好.
2郾 3摇 不同母质发育的土壤速效钾含量的垂直分布
花岗岩和石灰岩母质发育的土壤 0 ~ 100 cm土
层速效钾含量分别为 23. 00 ~ 93. 66 和 15. 33 ~
124. 00 mg·kg-1,其垂直变化趋势一致,均随土层
的加深而逐渐下降(图 1). 其中,0 ~ 10 cm 土层的
速效钾含量最高,花岗岩和石灰岩母质发育的土壤
速效钾含量分别为 (93. 66 依 7. 37) 和 (124. 00 依
35郾 15) mg·kg-1,分别是 10 ~ 20 cm、20 ~ 40 cm、
40 ~ 60 cm和 60 ~ 100 cm 土层的 2. 38、2. 75、3郾 12、
4郾 07 倍和 2. 04、4. 96、7. 29、8. 09 倍.
方差分析结果(表 2)表明,同母质不同土层深
度土壤速效钾含量存在极显著差异. 在 0 ~ 100 cm
土层,花岗岩母质发育的土壤速效钾含量由上到下
的降低幅度呈先减小后增大的趋势. 其中,10 ~
20 cm土层的速效钾含量降幅最大,比 0 ~ 10 cm 土
层降低 58. 0% ;40 ~ 60 cm 土层降幅最小,比 20 ~
40 cm土层降低 11. 8% . 而石灰岩母质发育的土壤
在0 ~ 100 cm土层的速效钾含量由上到下的降低幅
度呈先增大后减小的趋势.其中, 20 ~ 40 cm土层的
速效钾含量降幅最大,比 10 ~ 20 cm 土层降低
58郾 8% ;60 ~ 100 cm土层的降幅最小,比 40 ~ 60 cm
土层降低 9. 8% .两种母质发育土壤在 0 ~ 20 cm 土
层的速效钾含量分别占 0 ~ 100 cm 土层的 60. 5%
和 76. 3% ,说明土壤速效钾含量的分布有很强的表
聚性,且石灰岩母质的表聚性更强.
从配对 t检验结果看,石灰岩母质发育的土壤
在 0 ~ 10、10 ~ 20 cm土层的速效钾含量均高于花岗
岩母质发育的土壤,且在 10 ~ 20 cm 土层有显著性
差异,而 20 ~ 40、40 ~ 60 和 60 ~ 100 cm土层则为花
469 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
岗岩母质发育的土壤高于石灰岩母质发育的土壤,
但它们之间的差异均不显著.
基于回归分析方法,建立土壤速效钾含量与土
层深度的数学模型(表 3),可以看出:两种母质发育
的土壤速效钾含量与土层深度均呈幂函数关系,拟
合方程的 R2分别为 0. 935 和 0. 971,拟合的整体效
果十分显著,且石灰岩母质发育的土壤速效钾测定
真实值与回归方程拟合度更好.
3摇 讨摇 摇 论
参照第二次土壤普查分级标准,分别对北京市
松山自然保护区花岗岩和石灰岩母质发育的土壤养
分进行分级,花岗岩母质发育土壤的全氮含量为二
级(含量很高),有效磷为四级(含量低),速效钾为
四级(含量适中);石灰岩母质发育的土壤全氮为二
级(含量很高),有效磷为四级(含量适中),速效钾
为三级(含量高).本研究结果与文献[15-17]的研
究结果相近.聂立水等[16]报道,北京西山油松林、栓
皮栎混交林 0 ~ 15 cm土壤的全氮、有效磷和速效钾
含量分别为 1. 31 g·kg-1、15. 2 mg·kg-1和 133
mg·kg-1 .
两种母质发育的土壤全氮、有效磷和速效钾含
量垂直递减特征明显,可用不同的回归模型拟合.方
差分析显示,两种母质发育的土壤全氮、有效磷和速
效钾含量在不同土层间均存在极显著差异,其中
0 ~ 20 cm土层的全氮、有效磷和速效钾含量分别占
0 ~ 100 cm土层的 67. 5% 和 70. 4% 、 60. 4% 和
65郾 5% 、60. 5%和 76. 3% ,说明土壤全氮、有效磷和
速效钾含量的分布均有很强的表聚性[18-19],这与刘
杨等[20]和张心昱等[21]的研究结果一致. 土壤矿质
营养元素的表聚现象可能与土壤蒸发及地上植被
(尤其是高大乔木)的根系从深层土壤中吸收养分,
然后再通过枯枝落叶等形式将部分养分归还于表层
土壤有关[22-23] .相比花岗岩母质,石灰岩母质的表
聚性更强.这与不同母质发育的土壤质地、土壤容重
及孔隙度等物理性质的差异有关,花岗岩母质发育
的土壤相对疏松多孔、通透性好,利于营养元素的下
渗,而石灰岩母质发育的土壤质地较细、土质较粘,
养分流失和下渗少[24-25] .
土壤全氮、有效磷和速效钾的含量因母质不同
存在差异.同土层中全氮含量为花岗岩母质发育土
壤略高于石灰岩母质土壤,但差异不显著;同土层有
效磷含量为花岗岩母质发育的土壤明显高于石灰岩
母质土壤,且在 0 ~ 10 cm 土层有极显著差异.这主
要是由于土壤中的氮素和磷素最直接的来源是有机
质的分解[26-27],而该研究区域内花岗岩母质发育的
土壤凋落物厚度高于石灰岩母质发育的土壤. 0 ~ 10
和 10 ~ 20 cm土层速效钾含量为石灰岩母质发育的
土壤高于花岗岩母质土壤,在 10 ~ 20 cm 土层有显
著性差异,而其他土层为花岗岩母质发育的土壤高
于石灰岩土壤,且无显著性差异.这是由于速效钾含
量主要受母质因素的影响,花岗岩母质含有长石等,
风化后土壤钾含量较高;石灰岩发育形成的土壤表
聚性强于花岗岩母质发育土壤[28] .
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作者简介摇 苟丽晖,女,1984 年生,博士研究生.主要从事土
壤学及植物营养学研究. E鄄mail: glhbjfu@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
669 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷