毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响.pdf

王晓荣，胡兴宜，龚苗，等.毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响 J.西南林业大引文格式：Mar.2024JOURNALOF SOUTHWESTFORESTRYUNIVERSITY2024年3月Vol.44No.2西南报大学学业林第2 期第44卷DOI:10.11929/j.swfu.202303033学学报（自然科学），2 0 2 4,44(2)：7 7-8 5.毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响王晓荣1，2胡兴宜12龚苗2.3辜忠春12戴薛1,2夏少丹2,3刘清平2.3牛红玉4（1.湖北省林业科学研究院，湖北武汉430 0 7 5；2.湖北幕阜山竹林生态系统国家定位观测研究站，湖北咸宁437 10 0；3.咸宁市林业科学院，湖北咸宁437 10 0；4.华中师范大学生命科学学院，湖北武汉430 0 7 9）摘要：以幕阜山区同一片毛竹林向两侧杉木林和阔叶林扩张形成的连续生态界面为研究对象，分析不同林型土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、硝态氮（NO;-N）、铵态氮（NH4-N）含量及其生态化学计量比，探讨毛竹不同扩张模式对森林土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）的影响。结果表明：在2 种扩张模式下，随土壤层次的增加，除NO，-N呈不规律变化外，SOC、TN、T P、NH 4+-N含量均呈逐渐降低趋势。在毛竹向杉木林扩张过程中，杉木林、竹杉混交林、毛竹林同一土层SOC、T N、T P含量均无显著差异；在毛竹向阔叶林扩张过程中，毛竹林0 10 cm土层SOC和TN含量较阔叶林和竹阔混交林分别降低了2 7.7 1%、30.45%和36.6 7%、31.11%，而在1020cm和2 0 30 cm土层则无显著差异；毛竹扩张对杉木林和阔叶林各土层TP含量无显著影响；毛竹向杉木林扩张增加了0 10 cm和2 0 30 cm土层NH4+-N含量，毛竹向阔叶林扩张增加了10 2 0 cm土层NH4+-N含量及2 0 30 cm土层NO，-N含量；毛竹向杉木林扩张对土壤C/N、C/P、N/P无显著影响，毛竹向阔叶林扩张导致0 10 cm土层N/P明显降低、10 2 0 cm土层C/N显著增加。综上，毛竹向杉木林扩张对土壤SOC、T N、T P影响不显著，但提升了表层和深层土壤NH4+-N含量，毛竹向阔叶林扩张造成表层土壤SOC、T N含量显著降低，并导致中层土壤NH4+-N含量和深层土壤NO,-N含量明显增加。关键词：毛竹扩张；杉木林；阔叶林；土壤养分；生态化学计量；幕阜山区中图分类号：S714.2文献标志码：A文章编号：2 0 95-1914(2 0 2 4)0 2-0 0 7 7-0 9Effects of Moso Bamboo Expansion on Soil Carbon,Nitrogen,Phosphorus and Ecological Stoichiometry Characteristics ofForest in Mufu Mountain AreaWang Xiaorong,Hu Xingyi,Gong Miao*,Gu Zhongchun-,Dai Xue2,Xia Shaodan 2,Liu Qingping 23,Niu Hongyu 收稿日期：2 0 2 3-0 3-13；修回日期：2 0 2 3-0 6-0 4基金项目：湖北省自然科学基金项目（2 0 2 1CFB505）资助；国家自然科学基金项目（318 7 0 416）资助。第1作者：王晓荣（198 4一），男，博士，助理研究员。研究方向：森林生态学。Email：r o n g a g e w a n g 12 6.c o m。通信作者：牛红玉（198 5一），女，博士，副教授。研究方向：群落生态学。Email:。78西南林业大学学报第44卷(1.Hubei Academy of Forestry,Wuhan Hubei 430075,China;2.National Positioning Observation and Research Station of Bamboo ForestEcosystem in Mufu Mountain,Xianning Hubei 437100,China;3.Xianning Academy of Forestry,Xianning Hubei 437100,China;4.School of Life Sciences,Central China Normal University,Wuhan Hubei 430079,China)Abstract:To study the effect of moso bamboo expansion on soil carbon(C),nitrogen(N)and phosphorus(P)into different stands,we selected 2 continuous interfaces from a moso bamboo stand to its surrounding Chinese firforest and broad-leaved forest in Mufu mountain area as the research objects.The contents of SOC,TN,TP,NO,-N,NH4t-N and their ecological stoichiometric ratios in different forest types were analyzed.The resultsshowed that the contents of SOC,TN,TP and NH4+-N decreased gradually with the increase of soil depth underthe 2 expansion patterns,except the content of NO,-N changed irregularly.During the expansion of moso bam-boo to Chinese fir forest,there was no significant difference in SOC,TN and TP contents in the same soil layer.However,during the expansion of bamboo to broad-leaved forest,the SOC and TN contents in O-10 cm soil layerof bamboo forest decreased by 27.71%and 30.45%compared to those in broad-leaved forest and d ecrease36.67%and 31.11%compared to bamboo broad-leaved mixed forest,while there was no significant difference in10-20 cm and 20-30 cm soil layers.Moso bamboo expansion had no significant effect on TP content in each soillayer of Chinese fir forest and broad-leaved forest.The expansion of moso bamboo to Chinese fir forest increasedNH4t-N content both in 0-10 cm and 20-30 cm soil layers,and the expansion to broad-leaved forest increasedNH4t-N content in 10-20 cm soil layer and NO,-N content in 20-30 cm soil layer.There was no significant ef-fect of moso bamboo expansion to Chinese fir forest on soil C/N,C/P and N/P,while the expansion to broad-leaved forest resulted in a significant decrease in N/P in O-10 cm soil layer and a significant increase in C/N in10-20 cm soil layer.In conclusion,the expansion of moso bamboo to Chinese fir forest had no significant effecton the SOC,TN and TP contents,but increased the content of NH4+-N in surface and deep soil layer.However,the expansion of moso bamboo to broadleaved forest resulted in a significant decrease in SOC and TN contents insurface soil,and a significant increase in NH4-N contents in middle soil and NO3-N content in deep soil layer.Key words:Moso bamboo expansion;Chinese fir forest;broad-leaved forest;soil nutrient;ecological stoi-chiometry;Mufu mountain area土壤是森林生态系统相关生态过程和森林植物生长的重要载体和基质 I-2，土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）作为植物生长所需的重要元素 3)，直接调控着生态系统物质循环中微生物动态、调落物分解速率和土壤有机碳的累积过程 4-5，并受区域环境、树种类型、凋落物质量以及人为因素等生物和非生物因子的综合影响 6-7 。毛竹（Phyl-lostachyseduils）为禾本科竹亚科刚竹属高大乔木状竹类资源 6 ，占全国竹林面积的7 0%以上，具有较高的经济和生态价值 7-8 。然而，毛竹由于其克隆生长特性，在缺乏科学管理的情况下极易向邻近森林群落扩张 9，对相邻生态系统及生物资源构成巨大威胁，产生一系列生态问题10 ，如造成群落组成和结构简化、生物多样性和稳定性降低12 、土壤质量退化 13、土壤微生物群落结构变化 4-15、森林碳库改变 16 等。因此，开展毛竹扩张导致的植被变化驱动下的土壤养分变化及生态化学计量比的影响研究，对于深人理解毛竹扩张生态效应和制定适宜性毛竹扩张防控策略具有重要意义。毛竹向相邻森林生态系统扩张会改变群落结构和物种组成 10-1，形成不同的凋落物组成、土壤质地和养分条件，进而对土壤养分含量产生明显影响 2.5。如毛竹向江西大岗山的常绿阔叶林扩张造成土壤有机碳（SOC）含量呈先增加后降低变化17 ，土壤氮素氨化作用明显增强，而硝化作用和总矿化作用则减弱18 ；毛竹向福建永安的阔叶林扩张造成土壤SOC和全氮（TN）含量显著升高，而全磷（TP）、全钾（TK）、速效磷（A P）、速效钾（AK）含量则降低；毛竹向福建永安的杉木林扩张造成SOC、T N、T P呈先升高后降低趋势，导致土壤N、P元素更加缺乏 5。坡向和土层深度也是毛竹扩张土壤养分及其生态化学计量特征差异的重要因素，阴坡明显优于阳坡 2。可见，区域环境差异、林分类型、扩张强度、扩张时间、立地条件等都可能成为土壤养分变化的重要原因 1,13,17 。湖北省幕阜山区是我国毛79王晓荣等：毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征的影响第2 期竹自然分布的北缘地带，是开展毛竹适应气候变化响应和竹林扩张研究的理想试验场所 。然而，毛竹扩张对该地区森林土壤养分及生态化学计量特征的研究尚未见报道。基于此，本研究在幕阜山典型区域选择同一片毛竹林向两侧杉木（Cu n n i n g h a mi a l a n c e o l a t a）林和喜树（Camp-totheca acuminata）+擦木（Sassafras tzumu）组成的阔叶林自然扩张形成的连续生态界面为研究对象，分析2 种毛竹扩张模式下土壤的C、N、P及其生态化学计量特征差异，旨在为该区域毛竹扩张群落演替研究和土壤科学管理提供参考。1研究区概况研究区地处湖北省东南部咸宁市潜山国家森林公园（2 946 2 949N，11418 1142 0 E），属幕阜山余脉，最高海拔2 46 m，最低海拔38 m。为亚热带季风气候区域，年均降水量17 0 0 mm，年均气温16.8，年日照时间12 34.6 h，年无霜期2 6 0 d。土壤成土母岩为硅化灰岩和砂页岩，土壤类型为黄红壤。森林覆盖率达96%，优势树种以马尾松（Pinusmassoniana）、黄山松（P.t a i w a n e n s i s）、毛竹、擦木、喜树、香樟（Ci n n a mo mu m c a mp h o r a）、桂花（Osmanthusfragrans）、杉木、山杜英（Elaeocarpus sylvestris）、黄檀（Dalbergia hupeana）等为主，现有毛竹林面积约118.13hm，且毛竹向邻近森林自然扩张现象严重。本研究选择林分为近2 0 年毛竹向杉木林和喜树+擦木阔叶林自然扩张形成的竹木混交林，其中杉木林龄约30 年，为2 0 世纪90 年代杉木林砍伐后重造的二代杉木林；阔叶树林龄约55年，为2 0 世纪7 0 年代栽植的人工林。2材料与方法2.1样地设置及调查2021年10 月，选择立地条件一致的同一片毛竹林向两侧杉木林和阔叶林扩张的连续生态界面，面积5.0 8 hm，分别设置3条10 m50m的平行样带，样带间隔距离超过2 0 m，每个样带内依据扩张前期、扩张中期、扩张后期设置3个10 m10m样地，其中扩张前期为靠近相邻森林的毛竹扩张前沿区域，仅有很少量毛竹存在；扩张中期为毛竹扩张后广泛分布于原有林分，形成混交林；扩张后期为毛竹占绝对优势，树木仅零星或少量分布 叫。依据扩张阶段毛竹向杉木林扩张界面的林型依次为杉木林、竹杉混交林、毛竹林，毛竹向阔叶林扩张界面的林型依次为阔叶林、竹阔混交林和毛竹林。调查样方内所有胸径大于3cm的林木个体，记录物种名、胸径、树高、生长状况等，并调查坡度、坡向等立地因子，样带基本情况见表1。表1样带基本情况Table 1 Basic situation of the transects扩张模式扩张阶段林分类型胸径/cm树高/m密度/(株hm)坡度/（）坡向主要树种组成毛竹向杉木林扩张扩张前期杉木林11.15 0.699.35 0.48220015东北杉木、毛竹扩张中期竹杉混交林11.40 0.5211.47 0.38310015东北毛竹、杉木扩张后期毛竹林11.70 0.1813.79 0.14443420东北毛竹、杉木毛竹向阔叶林扩张扩张前期阔叶林16.92 1.3514.60 0.64166722东北毛竹、喜树、擦木扩张中期竹阔混交林12.38 0.6812.57 0.42253320东北毛竹、喜树、擦木扩张后期毛竹林11.23 0.2712.39 0.19443317东北毛竹、黄檀2.2土样采集与测试分析在每个样地内按照梅花型设置5个取样点，去除地表调落物后，利用内径0.45cm土钻按010、10 2 0、2 0 30 c m 分层采集土样，相同土层土样混合为1份样品，装人自封袋并编号，随后装人保温箱带回实验室供测试。充分混匀后，去除根系和石块等杂物，过2 mm土筛后均匀分为2 份，1份鲜样用于测试硝态氮（NO3-N）和铵态氮（NH4-N），1份风干后过10 0 目土筛，用于测试土壤SOC、T N、T P。SO C采用重铬酸钾外加热法测定，TN采用半微量开氏法测定，TP采用硫酸-高氯酸消煮-钼锑抗比色法测定，NH4+-N和NO，-N采用氯化钾溶液提取后Smartcheml40型化学间断分析仪（AMS集团，意大利）测定2.3数据分析采用Excel2016和SPSS19.0软件进行数据统计分析和作图。采用单因素方差对2 种扩张模式下不同林分类型不同土层土壤C、N、P含量及生态化学计量比进行分析，利用Turkey检验进行组间两两比较，采用Pearson法对各养分指标间进行相关性分析。80西南林业大学学报第44卷3结果与分析3.1毛竹向杉木和阔叶林扩张过程中土壤C、N、P含量变化由图1可知，随着土壤层次的增加，2 种毛竹扩张模式下不同林分类型土壤SOC、T N、T P含量均表现为逐渐降低趋势。其中，在毛竹向杉木林扩张过程中，不同林分类型0 10 cm土层SOC和TN含量与10 2 0 cm和2 0 30 cm土层存在显著差异（P0.05）；T P含量仅在毛竹林0 10cm土层与2 0 30 cm土层具有显著差异（P0.05），而在杉木林和竹杉混交林各土层间均无显著差异。在毛竹向阔叶林扩张过程中，阔叶林、针阔混交林、毛竹林的SOC和TN在0 10、10 20、2 0 30 c m 间均存在显著差异（P0.05）；T P含量仅年0 10 cm土层与10 2 0 cm和2 0 30 cm土层存在显著差异（P0.05）。口杉木林竹杉混交林口毛竹林目阔叶林日竹阔混交林口毛竹林3535aAaAaA30aAaA30(.3y.3)/0S(1.3y.3)/00S2525aB20bAabAbA20bAbAbACAbACA1515bAbACA101055000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmab2.5口杉木林竹杉混交林毛竹林3.0目阔叶林日竹阔混交林口毛竹林aAaAaAaA2.0aA2.5(.3y.8)/NLbAbA(,8y.3)/NL2.0aB1.5bAbAbAbAbACAAb1.5CA1.01.0CA0.50.5000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmCd0.6口杉木林竹杉混交林口毛竹林0.6目阔叶林竹阔混交林口毛竹林aAaA(.3y.3)/d1(,.3y.8)/dL0.4aAaAabAaAaAbA0.4aAaAaAbAabAbAbAbAbAA0.20.2000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmef大写字母表示同一土层不同林分类型差异显著（P0.05），小写字母表示同一林分类型不同土层差异显著（P0.05）。图1毛竹向杉木林和阔叶林扩张过程中不同林型不同土层SOC、T N、T P含量Fig.1 Content of SOC,TN and TP in different soil layers of different forest types during the expansion of moso bamboo toChinese fir forest and broad-leaved forest比较分析2 种扩张模式不同林分类型同一土层的SOC、T N、T P含量可知（图1），在0 10 cm土层，毛竹向杉木林扩张过程中杉木林、竹杉混交林、毛竹林间土壤SOC、T N、T P含量均无显著差异；而在毛竹向阔叶林扩张过程中，毛竹林土壤SOC和TN含量较阔叶林和竹阔混交林分别降低了2 7.7 1%、30.45%和36.6 7%、31.11%，且有显著差异（P0.05）；在10 2 0 cm和2 0 30cm土层，2 种扩张模式同一土层的SOC、T N、TP含量在不同林分类型间均无显著差异。81王晓荣等：毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含量及生计量特征的影响第2 期3.2毛竹向杉木和阔叶林扩张过程中土壤NO，-N、NH-N含量变化由图2 可知，毛竹向杉木林和阔叶林扩张过程中，不同林分类型土壤NO3-N含量随土层呈不规律变化，且不同土层间均无显著差异。在毛竹向杉木林扩张过程中，杉木林和毛竹林0 10 cm土层NH4+-N含量与2 0 30 cm土层间存在显著差异（P0.05），而在毛竹向阔叶林扩张过程中，NH4+-N含量仅在竹阔混交林2 0 30 cm土层与0 10cm和10 2 0 cm土层存在显著差异（P0.05）。口杉木林竹杉混交林口毛竹林阔叶林竹阔混交林口毛竹林66aAaAaAaA(.3y.3w)/N-ON(.3y.3w)/N-ON5aA5aA4aA43al3aAaBAaAaB22aAbAbA11000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmab30口杉木林竹杉混交林口毛竹林30目阔叶林日竹阔混交林口毛竹林(.3y.3u)/N-HN25aA(.3y.3u)/N-HN25aA2020aAaAaAaABaBaA15aBaAaAbAaBaAbA15bBaAbA,101055000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmCd大写字母表示同一土层不同林分类型差异显著（P0.05），小写字母表示同一林分类型不同土层差异显著（P0.05）。图2 毛竹向杉木林和阔叶林扩张过程中不同林型不同土层NO3-N、NH 4+-N含量Fig.2 Content of NO;-N and NH4+-N in different soil layers of different forest types during the expansion of moso bambooto Chinese fir forest and broad-leaved forest比较分析2 种毛竹扩张模式同一土层不同扩张阶段土壤的NH4+-N和NO3-N含量（图2）可知，在0 10 cm土层，2 种扩张模式不同林分类型土壤NO3-N含量均无显著差异。在毛竹向杉木林扩张过程中，竹杉混交林和毛竹林的NH4-N含量分别较杉木林增加了9.37%和48.41%，且有显著差异（P0.05），而毛竹向阔叶林扩张过程中不同林分类型间无显著差异；在10 2 0 cm土层，毛竹向阔叶林扩张过程中，竹阔混交林和毛竹林的土壤NH4+-N含量较阔叶林分别增加了37.76%和35.32%，且有显著差异（P0.05）；在2 0 30 cm土层，毛竹向杉木林扩张过程中，毛竹林的土壤NH4+-N含量较杉木林和竹杉混交林分别增加了2 7.55%和2 6.7 1%，且有显著差异（P 0.0 5）。毛竹向阔叶林扩张过程中，毛竹林的土壤NO3-N含量较阔叶林和竹阔混交林分别增加了32.2 0%和2 1.0 2%，且有显著差异（P0.05）。3.3毛竹向杉木和阔叶林扩张过程中土壤生态化学计量变化特征由图3可知，在毛竹向杉木林扩张过程中，仅在竹杉混交林不同土层间土壤C/N存在显著差异（P0.05），2 0 30 c m 层较0 10 cm和1020cm土层分别低34.17%和2 8.13%，而在毛竹向阔叶林扩张过程中各林分类型不同土层C/N无显著差异。毛竹向杉木林扩张过程中，各林分类型土壤C/P和N/P在不同土层间均存在显著差异（P0.05），而毛竹向阔叶林扩张过程中，仅阔叶林和竹阔混交林的不同土层间存在显著差异（P 0.0 5），且随土层增加呈逐渐降低趋势82西南林业大学学报第44卷口杉木林竹杉混交林口毛竹林目阔叶林日竹阔混交林口毛竹林2020aAaA15aAaAaA15aABaAaAaAbAaAaAaAaBaAaAaAbA101055000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmab100口杉木林竹杉混交林口毛竹林100目阔叶林日竹阔混交林口毛竹林aA80aAaAaA80aALIaAabAaAaAbAaAbA60bAbA60bAbAbAP4040T2020000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmCd口杉木林竹杉混交林毛竹林目阔叶林日竹阔混交林口毛竹林68aAaAaA7aAaA5bAbAbA6aB4CA工bAaAaACAcA,5bAbA3P4bA32211000101020203001010202030土壤层次/cm土壤层次/cmef大写字母表示同一土层不同林分类型差异显著（P0.05），小写字母表示同一林分类型不同土层差异显著（P0.05）。图3毛竹向杉木林和阔叶林扩张过程中不同林型不同土层养分化学计量比变化Fig.3Changes of stoichiometric in different soil layers of different forest types during the expansion of moso bamboo toChinese fir forest and broad-leaved forest不同土层C/N、C/P、N/P在毛竹向杉木林扩张过程的不同林分类型间均无显著差异。在毛竹向阔叶林扩张过程中，毛竹林0 10 cm土层N/P较阔叶林和针阔混交林分别降低了2 0.30%和20.42%，且差异显著（P0.05）；毛竹林10 20cm土层C/N较阔叶林增加了16.42%，且差异显著（P0.05），而较竹阔混交林则差异不显著。2 0 30 cm土层C/N、C/P、N/P在毛竹向阔叶林扩张过程的各林分类型间均无显著差异3.4土壤C、N、P及其生态化学计量特征的相关性分析表2 为毛竹向森林生态系统扩张过程中土壤C、N、P及生态化学计量比的Pearson相关性分析结果。其中，SOC与TN、T P、NH 4+-N、C/N、C/P、N/P呈极显著正相关（P0.01）；T N与TP、NH 4+-N、C/P、N/P呈极显著正相关（P0.01）,与NO3-N呈显著负相关（P0.05）；T P与NH4-N、C/P、N/P呈极显著正相关（P0.01），与NO，-N和C/N相关性均不显著；NO-N与NH4-N和N/P呈极显著负相关（P0.01）；NH4+-N与C/P和N/P呈极显著正相关长（P0.01）；C/N与C/P呈极显著正相关（P0.01），与N/P相关性不显著，而C/P与N/P间呈极显著正相关（P0.01）。83王晓荣等：毛竹扩张对幕阜山区森林土壤碳氮磷含计量特征的影响第2 期表2 土壤C、N、P含量及其生态化学计量间的相关系数Table 2Correlation coefficients between soil C,N,P and its ecological stoichiometry项目SOCTNTPNO3-NNH4-NC/NC/PTN0.915*1TP0.639*0.684*1NO-N-0.225-0.325*-0.1071NH4-N0.565*0.564*0.389*-0.290*1C/N0.361*-0.024-0.0410.1370.1401C/P0.947*0.822*0.367*-0.2300.555*0.468*1N/P0.856*0.944*0.414*-0.365*0.557*-0.0250.864*注：表示显著相关(P0.05)，*表示极显著相关(P 毛竹林杉木林，与范少辉等 5 的研究结果相同，其认为毛竹比杉木具有发达的根鞭系统、地下根系生物量质量以及更快的细根周转速率，毛竹向杉木林扩张促进混合凋落物分解，加快了土壤养分回归速度，有利于土壤质量的改善。而毛竹向阔叶林扩张造成0 10 cm土层SOC含量显著降低，030cm土壤深度SOC含量表现为竹阔混交林阔叶林 毛竹林，与赵雨虹等 17 的研究结果相同，因为地表凋落物分解是SOC的重要来源，喜树和擦木等落叶阔叶树种较毛竹林凋落物数量和质量更高，分解周转更快18 ，毛竹扩张造成阔叶树数量减少可能是其土壤表层SOC含量降低的重要原因 。但与夏恩龙等 7 研究结果不同，其发现SOC含量随毛竹扩展阶段呈增加趋势，认为与pH值降低、枯落物分解速率以及毛竹养分吸收利用有关。同时，本研究发现毛竹向杉木林和阔叶林扩张，SOC含量均以混交林阶段最高，因为竹木混交林的形成，林内落物和根系生物量增加以及混合调落物分解速度加快是扩张中期SOC增加的重要原因 2 3。由上可知，毛竹向杉木林和阔叶林2 种扩张模式，由于林分生态特性差异造成演替成毛竹纯林后的SOC含量变化存在差异，侧面证明毛竹扩张后SOC含量是否高于原有森林与人侵林分类型差异有关 12 。土壤氮素矿化作用是森林生态系统氮素循环的重要生态过程，且不同植被类型间存在差异 6 。在本研究中，毛竹向杉木林扩张不同林分类型各土层TN含量无显著差异，而毛竹向阔叶林扩张导致0 10 cm土层TN含量明显降低，毛竹林较阔叶林和竹阔混交林降低了30.45%和31.11%，这与宋庆妮等 18 研究结果存在差异，其发现毛竹扩张造成常绿阔叶林土壤TN含量增加，认为毛竹扩张增加了土壤孔隙度和地下生物量周转，促使土壤氮累积。而本研究中，毛竹扩张造成毛竹比例增加而喜树和擦木等阔叶树种明显减少，毛竹枯落物的累积不足以弥补阔叶树种减少带来的损失，因为毛竹增加幅度和范围与阔叶树种及其生长势、冠幅大小及土壤养分分布密切相关 2 4。同时，在毛竹向杉木林扩张过程中，竹杉混交林和毛竹林0 10 cm和2 0 30 cm土层的NH4+-N较杉木林显著增加，这与陈慧娴等 6 的研究结果一致，其认为毛竹调落物快速分解释放养分和淋溶作用造成表层和深层土壤NH4-N增加，而竹鞭的快速吸收又会降低中层土壤NH4+-N含量 2 5。而在毛竹向阔叶林扩张过程中，竹阔混交林和毛竹林的NH4+-N较阔叶林分别增加了37.7 6%和35.32%，与Chen等 2 6 和宋庆妮等 18 研究结果一致，这与毛竹向阔叶林扩张增加了土壤氮素氨化作用有关 2 7 ；但与陈慧娴等 研究略有差异，其发现毛竹向常绿阔叶林扩张对土壤NH4+-N含量未产生显著影响，认为毛84西南林业大学学报第44卷竹鞭根外延降低土壤容重，造成降雨形成的淋溶作用降低10 2 0 cm土层和深层土壤NH4+-N含量。可见阔叶树种、土壤质地以及降雨条件等差异是造成毛竹向阔叶林扩张土壤NH4+-N含量发生差异变化的重要原因，而毛竹的喜NH4+-N是其向邻近生态系统扩张的重要原因 2 6 。TP属于土壤养分的重要元素，主要来源于岩石风化且相对稳定 4。本研究中，毛竹向杉木林扩张土壤TP的变化范围为0.33 0.35g/kg，毛竹向阔叶林扩张土壤TP的变化范围为0.31 0.32 g/kg，远低于我国土壤P含量0.56 g/kg的平均水平，说明本地土壤P元素较为缺乏 2 8 ，毛竹扩张对邻近森林生态系统土壤P含量影响相对有限4.2毛竹扩张对杉木林和阔叶林土壤C、N、P生态化学计量特征的影响生态化学计量比是表征土壤C、N、P元素在土壤分配平衡的重要参数，可用于揭示生态系统土壤内部养分循环状况.3。C/N是表征土壤质量高低的重要指标，当C/N偏高时，微生物活性变慢，土壤矿化速率较低 7 。在本研究中，毛竹向杉木林和阔叶林扩张均未明显改变土壤C/N，这与范少辉等 5 研究不同，其认为毛竹向杉木林扩张造成土壤C/N升高，但与夏恩龙等 7 和申景昕等 4 研究结果相同，其发现毛竹向阔叶林和荒地扩张并未显著影响土壤C/N，因为土壤C、N间耦合性较强，存在显著正相关关系，侧面证明不同生态系统土壤C/N相对稳定 2 9。C/P是土壤矿化P元素的重要指标，较低的C/P有利于土壤微生物对有机质的分解和释放P元素 4。在本研究中，毛竹向杉木林扩张中各扩张阶段土壤C/P变化范围为51.98 54.7 9，毛竹向阔叶林扩张中各扩张阶段土壤C/P变化范围为58.14 6 3.43，均低于我国毛竹分布区土壤C/P的平均水平（6 6.7 4）30 。虽然2 种扩张模式下各扩张阶段不同林分类型的土壤C/P无显著差异，但仍可看出，毛竹向杉木林扩张在一定程度上导致土壤C/P呈逐渐降低趋势，因此具有提升土壤有机质矿化速率作用；而毛竹向阔叶林扩张中土壤C/P呈先升高后降低的趋势，即毛竹向阔叶林扩张可能导致土壤有机质矿化作用变缓慢。N/P表征土壤氮磷的供给能力，常被用于确定养分限制的阈值 2 。本研究中，毛竹向杉木林扩张过程中各扩张阶段不同森林类型土壤N/P分别为4.0 7、4.2 5和4.34，毛竹向阔叶林扩张过程中各扩张阶段不同森林类型土壤N/P分别为5.17、5.30 和4.44，明显低于全国毛竹林土壤N/P的平均水平（7.8 3）30 ，结合本区域P供应不足且变化较小，说明该区域土壤N元素也是相对缺乏的。本研究中毛竹向杉木林扩张不同林分类型土壤N/P无显著差异，而在毛竹向阔叶林扩张各林分阶段则存在显著影响，这主要是由于N/P与 SOC、T N、T P以及NH4*-N呈极显著正相关，毛竹向阔叶林扩张导致土壤SOC和TN降低进而使得N/P降低。参考文献1曹小玉，赵文菲，李际平，等.中亚热带几种典型森林土壤养分含量分析及综合评价 J.生态学报，2 0 2 2,42(9):3525-3535.2陈涵兮，海龙，黄利民，等.坡向对毛竹林土壤养分及其生态化学计量特征的影响 1.应用生态学报，2019,30(9):2915-2922.3刘展航，张树岩，侯玉平，等.互花米草人侵对黄河口湿地土壤碳氮磷及其生态化学计量特征的影响 .生态环境学报，2 0 2 2,31(7)：136 0-136 9.4申景昕，刘广路，范少辉，等.毛竹向荒地扩展过程中的土壤养分特征 .林业科学，2 0 2 0,56(10):26-33.5范少辉，申景昕，刘广路，等.毛竹向杉木林扩展对土壤养分含量及计量比的影响 .西北植物学报，2019,39(8):1455-1462.6陈慧娴，肖意，徐健鸿，等.毛竹扩张亚热带常绿阔叶林和针叶林对土壤无机氮的影响 J.生物灾害科学,2022,45(2):210-215.7夏恩龙，农珺清，魏松坡，等.毛竹向阔叶林扩展过程中土壤养分变化特征 .生态环境学报,2 0 2 2,31(6)：1110-1117.8Ni H J,Su W H,Fan S H,et al.Effects of intensivemanagement practices on rhizosphere soil properties,root growth,and nutrient uptake in Moso bambooplantations in subtropical China J.Forest Ecology andManagement,2021,493:119083.9Luan J W,Liu S R,Li S Y,et al.Functional diversityof decomposers modulates litter decompositionaf-fected by plant invasion along a 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