【摘 要】
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以关帝山林区不同林龄(11年、25年、35年、45年)华北落叶松人工林(Larix principis-rupprechtii)群落为研究对象,通过野外取样和室内试验,对针叶形态生理性状(叶长、叶宽、叶面积等)、土壤理化性质(含水率、容重、总孔隙度、通气度、p H、铵态氮、硝态氮、速效磷)及针叶-凋落叶-土壤连续体的碳氮磷全量养分进行测定,分析华北落叶松针叶形态生理性状、林下土壤理化性质及针叶-凋
【基金项目】
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山西省林业科技创新项目(2018LYCX32); 北方功能油料树种培育与研发山西省重点实验室(201805D111010); 山西省2019年度研究生教育创新项目(2019SY233);
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以关帝山林区不同林龄(11年、25年、35年、45年)华北落叶松人工林(Larix principis-rupprechtii)群落为研究对象,通过野外取样和室内试验,对针叶形态生理性状(叶长、叶宽、叶面积等)、土壤理化性质(含水率、容重、总孔隙度、通气度、p H、铵态氮、硝态氮、速效磷)及针叶-凋落叶-土壤连续体的碳氮磷全量养分进行测定,分析华北落叶松针叶形态生理性状、林下土壤理化性质及针叶-凋落叶-土壤C N P生态化学计量特征的林龄变化趋势,并对他们之间的相互作用关系进行总结,研究结果如下:(1)关帝山林区华北落叶松人工林针叶、凋落叶和土壤的C、N、P含量都表现为针叶>凋落叶>土壤。表层土壤TN受针叶TN的影响更强,浅层土壤C/P、N/P受针叶C/P、N/P影响更强。(2)华北落叶松叶各功能性状作为一个不可分割的整体而存在。随着叶含水率的增多,叶长、叶宽、叶面积、总氮含量也随之增大。随着林龄增大,叶长、叶宽、叶面积、含水率而增大,叶宽比叶长对林龄的响应更敏感。(3)凋落叶C、N、P含量表现出低C、高N、P含量的格局。凋落叶C、N含量、C/P、N/P随林龄增加表现出先升后降的趋势,P含量随林龄增加变化趋势与其相反;凋落叶C/N随林龄增大呈下降趋势。(4)随林龄增大,土壤C、N含量土层分异变大,容重、含水率、总孔隙度土层分异先增大后减小,p H、铵态氮、硝态氮、速效磷土层分异呈现“N”型变化趋势;随土层加深,土壤C含量、N含量、含水率、硝态氮、铵态氮、速效磷、通气度、N/P、C/P的林龄分异减小,C/N林龄分异与其相反;土壤P的土层分异和林龄分异均不显著。(5)土壤总N含量随林龄增大而先增大后减小,在35年时达到最大,但有机态N分解速率低,土壤有效氮供应不足。(6)土壤p H和容重是驱动土壤C、N、P含量及计量特征的主要因子。其中,各层土壤p H与土壤C/N均呈显著正相关,与土壤C含量呈显著负相关,除10-20cm外,其他各层土壤容重与土壤N/P均呈显著负相关。(7)华北落叶松人工林养分需求和养分利用策略随生长发育阶段而有显著变化,幼龄林的氮素需求大,土壤可利用氮相对不足,提高养分重吸收率是适应方式,近熟林的磷素需求大,土壤总磷及有效磷含量相对较高,从土壤中吸收养分的方式满足生长需求,成熟林时期,土壤总氮和总磷含量均高于幼龄林,养分利用策略与近熟林一致。为维持华北落叶松人工林的可持续发展,需在不同生长阶段采取不同的抚育经营方式。可以在幼龄林时施氮肥,中龄林和近熟林时需适当添加磷肥,成熟林时适当添加氮磷肥来提高土壤肥力。
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