樟子松固沙林凋落物分解對(duì)土壤碳·氮·磷的影響

李文久 雷澤勇 王國(guó)晨 張野 張欣月

摘要 ?選擇遼寧省章古臺(tái)樟子松固沙林中9塊樣地原位布設(shè)凋落物分解試驗(yàn)，研究凋落物分解下不同土層深度（0～60 cm）的有機(jī)碳、全氮、堿解氮、全磷、有效磷含量及其變化量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。結(jié)果表明：T1、T2分解時(shí)段（60、120 d）的土壤有機(jī)碳含量增長(zhǎng)率自表層向深部呈減弱趨勢(shì)；T1～T3時(shí)段（60、180、360 d）土壤堿解氮的變化量隨土層的增加而逐漸減小，T1、T2分解時(shí)段0～20 cm土層土壤堿解氮與20～60 cm土層土壤存在顯著差異（P<0.05）；各土層有效磷的變化量最大值均出現(xiàn)在T3時(shí)段，各層T1～T3時(shí)段土壤有效磷變化量均呈遞增趨勢(shì)，隨著凋落物分解時(shí)間的增加，各層土壤有效磷增加量漸趨平衡，至后期（T4）相差不大。綜合來看，研究區(qū)沙地土壤全氮、全磷含量變化不顯著，而土壤有機(jī)碳、堿解氮和有效磷含量及變化量在分解初期表層高于深層，各養(yǎng)分垂向遷移能力表現(xiàn)為有機(jī)碳＞堿解氮＞有效磷。

關(guān)鍵詞 ?樟子松；有機(jī)碳；堿解氮；有效磷；凋落物

中圖分類號(hào) ?S 714 ??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ?A ??文章編號(hào) ?0517-6611（2023）05-0113-05

doi： 10.3969/j.issn.0517-6611.2023.05.026

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Effects of Litter Decomposition on Soil Carbon， Nitrogen， and Phosphorus in Sand-fixing Forest of Pinus sylvestris var. mongolica

LI Wen-jiu1， LEI Ze-yong1，2， WANG Guo-chen3 et al

（1. College of Environmental Science and Engineering， Liaoning Technical University， Fuxin， Liaoning 123000; 2 .Degenerate Land Ecological Governance Research Institute， Liaoning Technical University， Fuxin， Liaoning 123000; 3. Liaoning Institute of Sandy Land Control and Utilization， Fuxin， Liaoning 123000）

Abstract ?The dynamics of organic carbon， total nitrogen， available nitrogen， total phosphorus and available phosphorus contents and changes at different soil depths （0-60 cm） under decomposition of litter were investigated in nine in situ plots in Zhangguotai Pinus sylvestris var. mongolica sand-fixing forest in Liaoning Province.The results showed that the growth rate of soil organic carbon content in the T1 and T2 decomposition period（60， 120 d） decreased from the surface to the deep， the change amount of soil alkali-hydrolyzable nitrogen in T1-T3 period（60， 80， 360 d） gradually decreased with the increase of soil layer. There was a significant difference between 0-20 cm soil alkali-hydrolyzable nitrogen and 20-60 cm soil alkali-hydrolyzable nitrogen in T1 and T2 decomposition periods; the maximum change of available phosphorus in each soil layer appeared in T3 period， and the change of available phosphorus in each soil layer from T1 to T3 period showed an increasing trend. With the increase of litter decomposition time， the change of available phosphorus in each soil layer gradually balanced， and there was no significant difference in the later period （T4）. On the whole， the content of total nitrogen and total phosphorus in the study area did not change significantly， but the content and variation of soil organic carbon， available nitrogen and available phosphorus were higher in the surface layer than in the deep layer at the initial stage of decomposition， and the vertical migration ability of each nutrient was organic carbon > available nitrogen > available phosphorus.

Key words ?Pinus sylvestris var. mongolica;Soil organic carbon;Available nitrogen;Available phosphorus;Litter

森林凋落物又稱枯落物，是連接森林地上植被和地下土壤的重要橋梁，在森林植被生長(zhǎng)發(fā)育過程中起著不可替代的作用，是土壤養(yǎng)分的主要來源［1］。土壤碳、氮、磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化可以反映土壤養(yǎng)分狀況。土壤碳、氮和磷是陸地生態(tài)系統(tǒng)植被生長(zhǎng)發(fā)育的重要營(yíng)養(yǎng)元素，能夠反映土壤碳蓄積動(dòng)態(tài)及養(yǎng)分供應(yīng)能力［2］，是衡量森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)的重要指標(biāo)［3-4］。土壤有機(jī)碳對(duì)維護(hù)生態(tài)環(huán)境，保護(hù)土地資源及農(nóng)林業(yè)的可持續(xù)發(fā)展均具有重要作用。氮是植物在生長(zhǎng)過程中從土壤中吸收利用最多的養(yǎng)分元素，其各種轉(zhuǎn)化過程是評(píng)價(jià)森林生態(tài)系統(tǒng)功能的重要指標(biāo)，而土壤磷作為植物所需磷元素的唯一來源，不僅用于合成植物體結(jié)構(gòu)成分，并且參與多種生化反應(yīng)過程［5］。

樟子松（Pinus sylvestris var.mongolica）天然分布于我國(guó)大興安嶺北部山地和呼倫貝爾沙地草原，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠和較速生等優(yōu)良特性。自20世紀(jì)50年代在我國(guó)遼寧省章古臺(tái)地區(qū)成功引種以來，樟子松作為優(yōu)良的固沙造林樹 種被迅速引種栽植。以往有關(guān)樟子松人工固沙林的研究集中于樟子松林營(yíng)建與管理、衰退機(jī)制以及樟子松的適應(yīng)性研究等方面，由于樟子松人工林處于半干旱地區(qū)，森林土壤發(fā)育較緩慢，凋落物的分解是其土壤碳、氮、磷形成的重要因素［6-7］。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于半干旱地區(qū)沙地樟子松凋落物分解對(duì)土壤碳、氮、磷影響的研究相對(duì)缺乏，影響了樟子松人工林的經(jīng)營(yíng)管理。因此，筆者以科爾沁沙地遼寧省沙地治理與利用研究所章古臺(tái)試驗(yàn)林場(chǎng)的樟子松成熟林為研究樣地，研究沙地樟子松林凋落物分解對(duì)0～60 cm深度土壤碳、氮、磷的影響，旨在分析樟子松成熟林凋落物分解對(duì)土壤碳、氮、磷垂直分布的影響規(guī)律，為沙地樟子松人工林科學(xué)管理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究地設(shè)立在中國(guó)東北科爾沁沙地的遼寧省沙地治理與利用研究所章古臺(tái)試驗(yàn)林場(chǎng)（42°39′～42°43′N，122°23′～122°33′E），該地為中國(guó)北方典型草原與農(nóng)地交錯(cuò)地帶，海拔高度平均為225 m。研究地地處中溫帶，大陸性季風(fēng)氣候，年均氣溫4.6～6.3 ℃，年降水量450 mm左右。年平均風(fēng)速4.5 m/s，春季多大風(fēng)、揚(yáng)沙天氣。土壤類型主要為風(fēng)沙土和流動(dòng)風(fēng)沙土，pH 6.7。代表性植物有中華委陵菜（Potentilla anserina）、中華隱子草（Cleistogenes chinensis）、山杏（Armeniaca sibirica）、興安胡枝子（Lespedeza daurica）等，營(yíng)建樟子松固沙林前為沙質(zhì)固定草地［8］。

1.2 研究方法

1.2.1 ???試驗(yàn)地設(shè)置。

于章古臺(tái)試驗(yàn)林場(chǎng)樟子松成熟林設(shè)置9塊30 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)樣地。在9塊標(biāo)準(zhǔn)地中的每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)立凋落物原位分解小區(qū)，采用凋落物分解袋進(jìn)行（凋落物分解袋孔徑為0.5 mm，大小為200 cm2），每個(gè)凋落物袋裝凋落物3 g，凋落物袋布設(shè)土壤表層深度5 cm（除去凋落物層和草根層后將地表土壤覆蓋至分解袋上，盡量保持原有土層層次和厚度），用鐵絲固定，使其在自然條件下分解。凋落物分解于2020年5月20日開始，分解時(shí)段分別設(shè)為60、120、180、360 d（分別為處理T1、T2、T3、T4），每塊樣地每個(gè)時(shí)段凋落物分解設(shè)3次重復(fù)；每個(gè)分解時(shí)段結(jié)束后每塊樣地取走3個(gè)分解袋；同時(shí)分土層（0～10、10～20、20～40、40～60 cm）采集凋落物分解袋取后下方土壤樣品。

在試驗(yàn)開始前0.5 a，試驗(yàn)小區(qū)四周用壕溝法埋設(shè)200目雙層鋼絲網(wǎng)進(jìn)行截根，深度1 m，阻止外圍根系進(jìn)入小區(qū)，排除植物生長(zhǎng)對(duì)土壤碳、氮、磷含量的影響。為了消除試驗(yàn)過程中不斷有新的凋落物輸入帶來影響，每月對(duì)試驗(yàn)地掉入的凋落物人工清理一次直至試驗(yàn)結(jié)束。為了避免降雨過程中外部徑流流入試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)四周用隔板隔離，樣地外部徑流通過開挖的截水溝排走。

1.2.2 ???土壤樣品的采集與測(cè)定。

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，于2020年5月20日（T0）在各試驗(yàn)小區(qū)分土層（0～10、10～20、20～40、40～60 cm）采集土壤樣品，每層3次重復(fù)，將每層重復(fù)土樣混合均勻后按四分法取500 g帶回實(shí)驗(yàn)室，除去樣品中的植物根系和石塊，室溫風(fēng)干后過1 mm網(wǎng)篩，測(cè)定土壤有機(jī)碳、全氮、堿解氮、全磷、有效磷含量作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。每個(gè)小區(qū)分別于2020年7月20日（T1）、9月20日（T2）、11月20日（T3）和2021年5月20日（T4）收取凋落物分解袋3袋，分層（0～10、10～20、20～40、40～60 cm）采集收回的凋落物分解袋下方的土壤樣品，將3個(gè)凋落物分解袋下方的土壤樣品分層均勻混合后取500 g帶回實(shí)驗(yàn)室處理，測(cè)定土壤有機(jī)碳、全氮、堿解氮、全磷、有效磷含量。每次合計(jì)36個(gè)土壤樣品。

土壤有機(jī)碳含量采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法，土壤全氮含量采用半微量開氏法，土壤堿解氮含量采用堿解擴(kuò)散法，土壤全磷含量測(cè)定采用NaOH熔融-鉬銻抗比色法，土壤有效磷含量采用NaHCO3法［9］。

1.2.3 ???數(shù)據(jù)處理。

按下式計(jì)算土壤理化因子變化量與變化率：

△Xit=Xit－Xit-1

Pi=△Xit/△t

式中，Xit為凋落物分解下土壤有機(jī)碳、堿解氮、全氮、有效磷與全磷等土壤化學(xué)因子i在t時(shí)間的測(cè)定值，Xit-1為土壤化學(xué)因子i在時(shí)間t-1的測(cè)定值，△Xit為凋落物分解下土壤化學(xué)因子i在t時(shí)間的變化量；t為取樣時(shí)間，t-1為前一次取樣時(shí)間，△t為取樣時(shí)間間隔，間隔期為30 d。

運(yùn)用SPSS 22.0軟件對(duì)上述計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同取樣時(shí)間不同土層的土壤各因子變化量采用單因素方差分析法（one-way ANOVA）進(jìn)行差異性分析，運(yùn)用最小顯著差異法（LSD）進(jìn)行多重比較分析，顯著水平為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 凋落物分解對(duì)土壤有機(jī)碳變化量的影響

從圖1可見，在樟子松凋落物分解輸入影響下，T2時(shí)段土壤表層有機(jī)碳增量明顯高于T3、T4時(shí)段，且有機(jī)碳自表層向深層逐漸遷移。凋落物分解初期，碳分解較快，對(duì)土壤各層有機(jī)碳補(bǔ)充明顯，但表層顯著高于深層。T1、T2時(shí)段0～20 cm土層土壤的有機(jī)碳增量顯著高于20～60 cm土層（P<0.05）；凋落物分解180 d后（T3、T4時(shí)段），表層（0～20 cm）有機(jī)碳增加量比T1、T2分解時(shí)段下降；T4時(shí)段各層土壤有機(jī)碳增量趨勢(shì)與T3時(shí)段無顯著差異（P>0.05），表明分解后期的土壤有機(jī)碳主要來源于凋落物中一些難溶性木質(zhì)素等的緩慢分解。

2.2 凋落物分解對(duì)土壤堿解氮和全氮變化量的影響

樟子松凋落物分解影響下的土壤堿解氮變化量特征與土壤有機(jī)碳具有相似性，即凋落物分解120 d前（T1、T2時(shí)段）的土壤表層（0～20 cm）堿解氮增量明顯高于120 d后（T3、T4時(shí)段）的增量，且表層土壤（0～20 cm）的增加量顯著高于深層（P<0.05）；而全氮變化量差異不顯著。凋落物分解初期（T1、T2時(shí)段），0～10 cm土層土壤堿解氮顯著高于10～20 cm土層（P<0.05），而10～20 cm土層顯著高于20～60 cm土層（P<0.05）；T3分解時(shí)段表層（0～20 cm）堿解氮顯著高于深層（20～60 cm）（P<0.05），但差異呈縮小趨勢(shì)；T4分解時(shí)段土層間堿解氮變化量無顯著差異（P>0.05）。土壤全氮變化量在一整年的試驗(yàn)過程中變化不顯著，且變化量微小，最高不到0.05 g/kg（圖2、3）。

2.3 凋落物分解對(duì)土壤有效磷和全磷變化量的影響

試驗(yàn)結(jié)果顯示，研究區(qū)土壤有效磷含量極低，凋落物有效磷釋放的高峰晚于碳和氮，持續(xù)到T3時(shí)段，且各層土壤有效磷均增加，表明凋落物分解釋放的有效磷從表層向下運(yùn)移，提高了各土層有效磷含量。T3時(shí)段0 ～10 cm土層有效磷顯著高于10～60 cm土層（P<0.05），T4分解時(shí)段各層土壤有效磷無顯著差異（P>0.05）（圖4）。

研究區(qū)沙地土壤全磷在整個(gè)一年的分解過程中（T1～T4）變化微小。但凋落物分解對(duì)表層土壤全磷影響較大，且時(shí)間較短，表明凋落物磷分解持續(xù)的時(shí)間比凋落物碳和氮短，不同土層土壤之間全磷變化量無顯著差異（P>0.05）（圖5）。

3 討論

3.1 凋落物分解下的土壤碳、氮、磷垂直變化的異質(zhì)性

該研究結(jié)果表明，沙地土壤碳、氮、磷具有明顯的表聚效應(yīng)，這與孔濤等［10-11］研究結(jié)果一致，T1、T2分解初期（60、120 d）尤為顯著，表層土壤（0～20 cm）有機(jī)碳變化量在分解初期（60、120 d）與深層土壤（20～60 cm）之間差異顯著（P<0.05），T3、T4（180、360 d）分解時(shí)段與深層土壤無顯著差異，緣于凋落物分解初期受當(dāng)季氣候影響，凋落物分解加速，表層土壤有機(jī)碳含量增加較快［12-14］，進(jìn)而逐層向深部土層遷移，下部土層有機(jī)碳含量與變化量的增長(zhǎng)呈現(xiàn)滯后性和差異性，李斯雯等［15］在長(zhǎng)白山的不同森林類型土壤剖面研究中也得出類似結(jié)論。林地的表層土壤是有機(jī)質(zhì)向土壤碳庫轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵場(chǎng)所，表征了土壤有機(jī)碳積累狀況［16-17］。

土壤堿解氮變化量隨土層加深而減少，表層土壤的堿解氮變化量明顯高于深層土壤，這與張寧寧等［18-19］的研究結(jié)果基本一致，除T4時(shí)段外，表層與深層土壤堿解氮變化量呈顯著差異（P<0.05）。這表明土壤中的氮素含量主要來源是林地凋落物的歸還，歸還后的氮素由于吸附、沉淀、微生物固持等作用而被固定和積累［18，20］，0～20 cm表層土壤溫度及透水透氣性較好，微生物量與有機(jī)質(zhì)含量高［12］，樟子松凋落物需經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的分解，釋放的養(yǎng)分才能逐漸向更深的土壤遷移，但研究區(qū)的少雨氣候條件限制了氮素的遷移而滯留在土壤表層，強(qiáng)化了土壤氮的表聚現(xiàn)象。由于該試驗(yàn)進(jìn)行了根系截?cái)嗵幚?，深部土壤養(yǎng)分免受被植物吸收而損失，加之養(yǎng)分遷移的逐層滯留影響，堿解氮變化量在每層的增加量變化較小。各分解時(shí)段、各土層土壤全氮變化量變化不大［21］，凋落物分解對(duì)研究區(qū)沙地土壤全氮的貢獻(xiàn)量相對(duì)有限，意味著凋落物分解的氮素不能及時(shí)補(bǔ)充土壤中的氮素，氮素是研究區(qū)沙地土壤養(yǎng)分限制因素［22］。

土壤有效磷變化量T1～T4分解時(shí)段均表現(xiàn)為隨土層深度增加而減小的特征，且T1～T3時(shí)段表層土壤有效磷變化量與深層土壤差異顯著（P<0.05）。各層有效磷的變化量最大值均出現(xiàn)在T3分解時(shí)段。各土層在前3個(gè)分解時(shí)段土壤有效磷變化值均呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，T4時(shí)段有效磷變化量比T3小，表明T3時(shí)段達(dá)到了凋落物分解向土壤輸送的峰值，即180 d左右是凋落物分解補(bǔ)給土壤磷的高效時(shí)間段。有效磷隨分解時(shí)間不斷向深層遷移，各層土壤有效磷含量增加，但深層土壤增加緩慢［23-24］，分解后期至T4時(shí)段，淋溶到深層的有效磷一部分轉(zhuǎn)化為鈣磷沉淀下來，一部分保留在土壤中，增加了土壤中有效磷含量，各土層土壤有效磷變化量差異不大，因?yàn)楸韺拥挠行Я自从诘蚵湮锓纸忉尫帕恐鸩酱M，而深部土層養(yǎng)分逐漸累積，故而各層土壤養(yǎng)分含量差異漸趨均化。土壤全磷與全氮變化類似，含量低且變化量?。?7］，但值得指出的是，T1分解時(shí)段，土壤總體呈現(xiàn)全磷增加的特征，可能因?yàn)樵撾A段凋落物中纖維素快速降解釋放的有機(jī)碳為腐生性的解磷菌生長(zhǎng)繁殖提供了充足的碳源，促進(jìn)了磷素的釋放。

研究區(qū)沙地土壤貧瘠，有機(jī)碳、堿解氮和有效磷含量及變化量明顯受到凋落物分解釋放輸入的影響，均表現(xiàn)出分解初期表層各土壤因子變化量高于深層，但對(duì)比有機(jī)碳、堿解氮和有效磷變化量不難發(fā)現(xiàn)，不同深度土層這3種養(yǎng)分漸趨均化而呈現(xiàn)無差異性的階段是不同的，有機(jī)碳相較堿解氮和有效磷更早進(jìn)入各層無差異性階段，表明其垂向遷移能力最強(qiáng)，堿解氮和有效磷垂向遷移能力相對(duì)較弱，尤其是4個(gè)分解時(shí)段土壤有效磷含量變化量總體呈現(xiàn)由表層向深部減小的趨勢(shì)，表明有效磷不僅遷移能力弱，且影響其遷移能力的因素亦較少，故而有效磷其向下遷移呈現(xiàn)緩慢而相對(duì)均一的特征。

3.2 凋落物分解下的土壤碳、氮、磷的動(dòng)態(tài)變化

表層土壤與深層土壤有機(jī)碳含量及變化量動(dòng)態(tài)變化特征不同。表層土壤有機(jī)碳變化量具有明顯的快速增長(zhǎng)后減弱的趨勢(shì)，最大變化量出現(xiàn)在T2分解時(shí)段，尤其是0～10 cm土層土壤有機(jī)碳變化量出現(xiàn)了峰值，其后進(jìn)入土壤深層有機(jī)碳變化量增加減緩，這與史學(xué)軍［25］的研究結(jié)果一致。深層土壤有機(jī)碳在表層有機(jī)碳持續(xù)輸入下累積增長(zhǎng)，這種增長(zhǎng)模式一直持續(xù)至T3時(shí)段。T3時(shí)段土壤有機(jī)碳變化量呈現(xiàn)中層（20～40 cm）高、上下層（0～10、40～60 cm）低的分布特征；T4時(shí)段土樣則呈現(xiàn)與T3時(shí)段相近的變化量特征。凋落物在分解過程中向土壤中釋放的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提高了土壤有機(jī)碳的含量，凋落物分解又受環(huán)境條件的影響。凋落物分解的初期處在5—9月（T1、T2），在試驗(yàn)周期內(nèi)研究區(qū)進(jìn)入相對(duì)高溫多雨時(shí)段，淋溶作用增強(qiáng)，使凋落物中溶解性物質(zhì)隨雨水下滲淋溶進(jìn)入土壤，土壤有機(jī)碳變化量明顯升高；而9月至次年5月份（T3、T4），研究區(qū)進(jìn)入低溫少雨時(shí)段，凋落物分解速率緩慢（冬季停止分解），土壤微生物活動(dòng)極低（冬季微生物活動(dòng)停止），遷移至土壤的養(yǎng)分減少［26-27］，故而進(jìn)入土壤的有機(jī)碳在不同時(shí)間出現(xiàn)顯著差異，上述特征揭示了研究區(qū)樟子松凋落物釋放有機(jī)碳的能力相對(duì)較高，且釋放的有機(jī)碳向深部遷移的能力較強(qiáng)［28］。另外，也有研究表明，降雨過后大量土壤有機(jī)碳可能以可溶性有機(jī)碳的形式遷移并儲(chǔ)藏于深層土壤（40 cm）中［29］，但關(guān)于樟子松凋落物分解釋放有機(jī)碳的垂向遷移深度及機(jī)制則需要進(jìn)一步研究。

表層土壤堿解氮變化量峰值也出現(xiàn)在T2時(shí)段，這是由于初期分解的凋落物組織營(yíng)養(yǎng)成分含量較高，易分解的組織較多，輸入到土壤的堿解氮就相對(duì)較多。隨著分解時(shí)間的延長(zhǎng)，凋落物中難分解的木質(zhì)素、纖維素增多而營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少，輸入的營(yíng)養(yǎng)成分也隨之減少。T1～T3分解時(shí)段堿解氮變化量均隨土層加深呈現(xiàn)減小趨勢(shì)，這與劉紅梅等［30-31］的研究結(jié)果一致；非生長(zhǎng)季（T4）堿解氮變化量峰值在10～20 cm土層。深層土樣堿解氮試驗(yàn)周期的動(dòng)態(tài)變化呈現(xiàn)出穩(wěn)中有升，但變化不顯著的特征。T1～T4分解時(shí)段堿解氮隨凋落物有微小增長(zhǎng)，尤其是深層的40～60 cm土樣堿解氮變化量極微小。降水、溫度等氣候因子影響著凋落物的分解效率，T3時(shí)段土樣在相對(duì)高溫少雨的環(huán)境條件下，表層土壤呈現(xiàn)了堿解氮快速釋放的特征［32］，而試驗(yàn)中后期（T4）在低溫少雨條件下各土層的堿解氮變化量開始下降，尤其是影響了表層向深層的遷移能力。試驗(yàn)周期內(nèi)40～60 cm土層土壤堿解氮變化量增長(zhǎng)不顯著（P>0.05），顯然是受到了凋落物分解釋放堿解氮較少的影響。全氮變化量微小，但在T2分解時(shí)段的20～60 cm土層土壤出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)，這可能是來自上層土壤的氮補(bǔ)給量難以滿足微生物分解活動(dòng)需求，加之該時(shí)段雨季的淋濾作用共同導(dǎo)致。

T1～T4時(shí)段各土層土壤有效磷自表層向深層變化量均呈減小趨勢(shì)，變化量峰值均出現(xiàn)在T3時(shí)段，遲于有機(jī)碳、堿解氮變化量峰值出現(xiàn)的T2時(shí)段。磷在生態(tài)系統(tǒng)中的可移動(dòng)性弱于其他2種養(yǎng)分，因而進(jìn)入養(yǎng)分的再循環(huán)過程也較緩慢。T3時(shí)段0～10 cm土層土壤有效磷變化量與其他土層差異顯著。深層土壤的有效磷在分解后期明顯高于分解初期，一方面，由于磷的垂向遷移深層累積作用，另一方面凋落物分解釋放大量低分子有機(jī)酸，通過各種化學(xué)機(jī)制促進(jìn)土壤快速活化部分有機(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷，凈釋放的部分無機(jī)磷易被淋溶到土壤深層累積。因此，隨樟子松凋落物分解進(jìn)程的推進(jìn)和分解程度的加深，T4時(shí)段各土層有效磷含量差異不大。研究區(qū)土壤全磷變化量微小，試驗(yàn)周期內(nèi)全磷含量之間不存在顯著差異（P>0.05）。土壤中的磷是土壤最難溶的因子之一，磷的垂向遷移性差，研究區(qū)沙地的保水保肥能力差，易造成磷素的流失，若在植物根系吸收的疊加影響下［18］，深部土層的磷缺乏將更加嚴(yán)重，磷素也是研究區(qū)沙地土壤養(yǎng)分的限制因素。

4 結(jié)論

該研究結(jié)果表明，凋落物的分解顯著影響了土壤碳、氮、磷變化量及變化特征，分解前期（T1、T2）土壤碳、氮、磷表現(xiàn)出明顯的表聚現(xiàn)象，表層（0～20 cm）土壤的碳、氮、磷與深層（20～60 cm）土壤有顯著差異；隨著分解進(jìn)行至非生長(zhǎng)季節(jié)（T4），各層土壤碳、氮、磷差異性逐漸降低。該研究還揭示了60 cm土層可能已經(jīng)達(dá)到或接近研究區(qū)沙地土壤中有機(jī)碳快速遷移的限制層位或垂向遷移的下限層位，深層土壤中堿解氮處于總體缺乏的補(bǔ)給與消耗基本動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)，T3分解時(shí)段各土層土壤有效磷變化量達(dá)到峰值意味著有效磷的垂向遷移性弱于其他2種養(yǎng)分。該研究結(jié)果為更深入了解樟子松固沙林凋落物不同分解階段土壤碳、氮、磷的動(dòng)態(tài)特征提供了科學(xué)依據(jù)。

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