武夷山南方铁杉针阔混交林不同地形土壤营养元素分析

doi:10.3969/j.issn.1000-2006.201902009

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南京林业大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 44 ›› Issue (4): 176-182.doi: 10.3969/j.issn.1000-2006.201902009

武夷山南方铁杉针阔混交林不同地形土壤营养元素分析

赵家豪¹(), 袁景西², 袁在翔¹, 王小民², 陈斌¹, 郑元庆², 关庆伟¹()

^1.南京林业大学生物与环境学院，南方现代林业协同创新中心，江苏南京 210037
^2.江西武夷山国家级自然保护区管理局，江西铅山334500

收稿日期:2019-02-15 修回日期:2020-04-08 出版日期:2020-07-22 发布日期:2020-08-13
通讯作者: 关庆伟
作者简介:赵家豪（460342758@qq.com）
基金资助:
国家重点研发计划(2016YFC0502703)

An analysis of soil nutrient elements in different terrains of coniferous(Tsuga chinensis var. tchekiangensis) and broadleaf mixed forest in Jiangxi Wuyishan

ZHAO Jiahao¹(), YUAN Jingxi², YUAN Zaixiang¹, WANG Xiaomin², CHEN Bin¹, ZHENG Yuanqing², GUAN Qingwei¹()

^1.Co -Innovation Center for the Sustainable Forestry in Southern China, College of Biology and the Environment, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, China
^2.Administrative Bureau of Jiangxi Wuyishan National Nature Reserve, Yanshan 334500, China

Received:2019-02-15 Revised:2020-04-08 Online:2020-07-22 Published:2020-08-13
Contact: GUAN Qingwei

摘要/Abstract

摘要： 目的

南方铁杉（Tsuga chinensis var. tchekiangensis）在江西武夷山国家级自然保护区有较大的天然种群分布。探究江西武夷山南方铁杉针阔混交林中不同地形条件下土壤营养元素含量的特征，揭示地形因素对该地土壤营养元素迁移分布的影响，为深入研究土壤-植被相互关系以及生物多样性保护提供参考。

方法

以江西武夷山国家级自然保护区内面积为6.4 hm²的南方铁杉针阔混交林动态监测固定样地为研究对象，分析样地中土壤营养元素含量和变异特征；将样地中160个20 m×20 m的样方根据海拔、凹凸度和坡度等3种地形因子进行系统聚类并划分成4种不同的地形类型，比较这4种地形类型中0～20 cm的土壤中C、N、K、P、Fe、Na、Ca、Mg、Zn、Cu、Mn元素含量，并分析其与3种地形因子之间的关系。

结果

①江西武夷山动态监测固定样地中各土壤营养元素含量的变异程度均为中等，其中土壤Cu和P元素的变异程度最强，土壤K元素的变异程度最弱。②4种地形中仅土壤C、N、P、Mg、Mn元素有显著性差异。③地形因子中，海拔的降低与坡度的增大均可增加土壤C元素含量；土壤Mn元素受凹凸度影响相对较高，其次为海拔，（呈负相关关系）；凹凸度越大，土壤Ca元素含量越高。

结论

地形对土壤营养元素含量和迁移分布具有一定的影响，尤其可显著影响土壤中植物必需营养元素N、P的含量和分布，可成为南方铁杉种群分布和天然更新的限制因子。

关键词: 南方铁杉, 原始林, 针阔混交林, 地形, 土壤营养元素, 江西武夷山国家级自然保护区

Abstract: Objective

Tsuga chinensis var. tchekiangensis is widely distributed in the Jiangxi Wuyishan National Naturae Reserve. The effects of topographical factors on the spatial variation of soil elements in a permanent plot of coniferous (T. chinensis var. tchekiangensis) and broadleaf mixed virgin forest in Jiangxi Wuyishan were investigated. This provided a model system to study the relationship between soil, vegetation and biodiversity conservation.

Method

The study was carried out in a 6.4 hm² coniferous and broadleaf mixed forest permanent plot, in the core region of the Jiangxi Wuyishan National Nature Reserve. The soil element content was analyzed from 160 samples, taken from 20 m × 20 m plots, which were divided into four topographic categories based on the clustering analysis of three topographic factors: altitude, convexity, and slope. The variation in the element contents of C, N, K, P, Fe, Na, Ca, Mg, Zn, Cu and Mn in the 0-20 cm layer of soil across the different terrains was analyzed to determine the relationship between the soil element content and the three topographic factors.

Result

① The degree of variation in the soil element content in the permanent plot was moderate, although soil Cu and P varied the most, while K had the least variation; ② Only the element contents of soil C, N, P, Mg and Mn varied significantly among the different types of terrain; ③ Soil C increased with the increase of slope and decrease of altitude. Among the three topographical factors, soil Mn was most affected by convexity, followed by altitude, which was negatively correlated. Additionally, with the increase in convexity, the soil Ca content increased.

Conclusion

These results suggested that topography does affect the soil element content and migration distribution, in particular the content and distribution of plant essential nutrients N and P. This in turn may limit the distribution and regeneration of T. chinensis var. tchekiangensis population in the Jiangxi Wuyishan National Nature Reserve.

Key words: Tsuga chinensis var. tchekiangensis, virgin forest, coniferous and broadleaf mixed forest, terrain, soil nutrient element, Jiangxi Wuyishan National Natural Reserve.

中图分类号:

S718.5

赵家豪,袁景西,袁在翔,等. 武夷山南方铁杉针阔混交林不同地形土壤营养元素分析[J]. 南京林业大学学报（自然科学版）, 2020, 44(4): 176-182.

ZHAO Jiahao, YUAN Jingxi, YUAN Zaixiang, WANG Xiaomin, CHEN Bin, ZHENG Yuanqing, GUAN Qingwei. An analysis of soil nutrient elements in different terrains of coniferous(Tsuga chinensis var. tchekiangensis) and broadleaf mixed forest in Jiangxi Wuyishan[J].Journal of Nanjing Forestry University (Natural Science Edition), 2020, 44(4): 176-182.DOI: 10.3969/j.issn.1000-2006.201902009.

图/表 6

图1

表1

表2

图 2

表3

表4

参考文献 34

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项目 item	C	N	K	P	Ca	Mg	Fe	Na	Cu	Zn	Mn
变异系数/% CV	24.74	19.11	14.80	70.21	31.10	34.70	15.81	43.42	75.93	26.37	16.95
最大值max	158.68	10.37	37.91	224.12	2.82	6.09	37.03	38.92	139.37	121.83	275.38
最小值min	45.54	3.29	67.38	1.87	9.10	1.54	15.58	9.51	0.04	33.54	130.47
平均值mean	83.11	5.84	50.73	74.29	5.08	2.97	25.72	13.71	41.52	58.43	179.17

地类 terrain category	样方数 sample number	平均海拔/m mean altitude	平均凹凸度 mean convexity	平均坡度/（°） mean slope
Ⅰ	33	1 778.80±8.55 d	-0.54±1.37 c	27.05±7.58 b
Ⅱ	21	1 784.66±10.44 c	0.23±1.33 abc	49.46±7.33 a
Ⅲ	31	1 827.47±6.65 a	0.62±1.53 a	1.97±7.84 c
Ⅳ	75	1 813.89±10.60 b	0.52±2.40 b	26.44±10.07 bd

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武夷山南方铁杉针阔混交林不同地形土壤营养元素分析

An analysis of soil nutrient elements in different terrains of coniferous(Tsuga chinensis var. tchekiangensis) and broadleaf mixed forest in Jiangxi Wuyishan

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