陕北黄土高原土壤性质及其生态化学计量的纬度变化特征

来源：自然资源学报杂志2015年第5期北京时间：

作者：曾全超1,3； 李鑫2； 董扬红4； 李娅芸2； 程曼2； 安韶山1,2；

单位：1. 中国科学院、教育部水土保持与生态环境研究中心, 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西杨凌712100;2. 西北农林科技大学资源环境学院, 陕西杨凌712100;3. 中国科学院大学, 北京100049;4. 西北农林科技大学水土保持研究所, 陕西杨凌712100

摘要：为了研究不同纬度下土壤的生态化学计量特征,为黄土高原退化生态系统的植被恢复与重建提供理论依据,通过采集黄土高原陕北地区不同纬度下5 个典型植被区的34 个典型土样,测定并分析土壤养分及生态化学计量指标随纬度和植被的变化特征。结果表明,从南到北土壤碱性逐渐增强;土壤容重逐渐增大;土壤速效钾、硝态氮、铵态氮等速效养分逐渐降低,纬度变异性较大;土壤速效磷纬度变异性小。土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷表现出一致的变化规律,随着纬度的增加逐渐降低,变异性较大,表层土壤大于下层土壤。土壤速效养分也表现出表层土壤大于下层土壤,而土壤容重及土壤pH值表现出下层土壤大于表层土壤。0~5 cm土层土壤的碳氮比(C:N)、碳磷比(C:P)、氮磷比(N:P)分别为8.79~22.00、9.91~35.92、1.06~3.25,5~20 cm土层土壤的分别为8.02~21.03、7.36~24.01、0.82~2.22。土壤的C:N受气候变化影响较小,在黄土高原陕北地区随纬度的升高无明显的变化;而土壤C:P、N:P变异性较大,随着纬度的升高显著下降。随着植被的恢复土壤碳氮磷等养分逐渐累积,森林植被明显高于荒漠植被及沙区植被。土壤有机碳与全氮、全磷之间存在极显著的正相关,C:N 与N:P 存在极显著的正相关,与C:P 存在显著的负相关,C:P 与N:P 存在极显著的正相关。黄土高原土壤C:N较为稳定,不随纬度变化;随着植被的恢复,相对于高纬度地区,低纬度地区更容易缺磷;高纬度地区的植被更容易受到N含量的限制,因此对于该区域应该更加注重N肥的施用。

关键词：黄土高原,土壤,养分,生态化学计量学,纬度

基金资助：国家自然科学基金重点基金(41030532);国家自然科学基金面上项目(41171226);新世纪优秀人才支持计划(NCET-12-0479);西北农林科技大学“优秀人才科研专项(QN2011049)”。