中国西南喀斯特地区植被自然恢复演替典型群落土壤碳氮储量特征.pdf

doi：10.11707/j.1001-7488.LYKX20220014中国西南喀斯特地区植被自然恢复演替典型群落土壤碳氮储量特征*张跃进李沁谊王好才时伟宇（重庆金佛山喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站西南大学地理科学学院重庆 400715）摘要：【目的】探究西南喀斯特地区植被自然恢复演替过程中典型群落的土壤碳氮储量变化特征，为该地区退化生态系统恢复与重建提供参考。【方法】采用空间代时间方法，在重庆市中梁山喀斯特槽谷选取弃耕地（弃耕半年）、草地（510 年）、灌丛（1525 年）、灌乔林（3040 年）和乔木林（5060 年）作为一个植被自然恢复演替序列，设置固定样地，采集 010、1030、3050、5070 cm 土层土壤样品，测定有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、全钾（TK）、铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3-N）含量及碳氮比（C/N）和土壤 pH，估算各演替序列下土壤碳氮储量，分析在自然恢复演替不同阶段的土壤碳氮含量与储量特征。【结果】植被自然恢复演替显著提高土壤 SOC 和 TN 含量与储量（P 0.001），灌乔阶段的土壤 SOC 和 TN 含量与储量最高，含量分别为 57.75 和 6.31 gkg1，储量分别为 87.71 和 10.06 thm2，相比弃耕地阶段的碳氮储量分别增长 51.88%和 30.31%；各演替阶段 030 cm 土层 SOC 储量占 070 cm 土层的 64.02%73.68%，TN储量占 64.73%78.55%；070 cm 土层 C/N 在自然恢复演替过程中呈先升后降的变化趋势，在灌丛阶段最高，为 9.56；030 cm 土 层 C/N 在 乔 木 阶 段 最 高，为 9.98，3070 cm 土 层 C/N 相 对 较 低；土 壤 NH4+-N 储 量 以 灌 乔 阶 段 最 高（0.103 thm2）；土壤 NO3-N 储量以弃耕地阶段最高（0.076 thm2），其次为灌乔阶段（0.038 thm2）；土壤 SOC 和 TN 储量与土壤 NH4+-N、NO3-N 和 TP 含量显著正相关（P 0.05），此外，土壤 SOC 储量与土壤 TN、TK 含量显著正相关（P 0.05），土壤 TN 储量与土壤 SOC 含量显著正相关（P 0.05）；土壤 C/N 与土壤 SOC、TN 和 NH4+-N 含量极显著正相关（P 0.01），与土壤 TP 含量显著正相关（P 0.05），与土壤 TK 含量极显著负相关（P 0.01）。【结论】西南喀斯特地区植被自然恢复演替可显著提高土壤碳氮含量与储量（P 0.001），对 030 cm 土层的碳氮含量与储量、C/N 的影响比在3070 cm 土层更明显。土壤碳氮储量与土壤养分循环存在一定关联。随植被自然恢复演替到灌乔阶段，土壤碳氮储量得到显著提升并达到峰值（P 0.001）；植被自然恢复对土壤质量提升显著（P 0.001）。关键词：喀斯特地区；天然次生林；自然演替；碳氮；含量与储量中图分类号：S714.2 文献标识码：A文章编号：10017488(2023)07004509Characteristics of Soil Carbon and Nitrogen Storage in Typical Communities of Natural Restorationand Succession of Vegetation in Karst Areas of Southwest ChinaZhang YuejinLi QinyiWang HaocaiShi Weiyu（Chongqing Jinfo Mountain Karst Ecosystem National Observation and Research StationSchool of Geographical Sciences,Southwest UniversityChongqing 400715）Abstract：【Objective】This study is aimed to investigate the variation characteristics of soil carbon and nitrogen storage oftypical communities in the process of vegetation natural restoration succession,and provide data support for vegetation restorationand reconstruction in southwest karst area.【Method】By using the space-for-time substitution method,the natural restorationsuccession stages of abandoned cropland(abandoned cropland for half a year),grassland(5-10 a),shrub(15-25 a),shrub-forest(30-40 a)and forest(50-60 a)in karst trough valley of Zhongliang Mountain in Chongqing were selected as the research objects,permanent plots were established in each succession stages;the contents of soil organic carbon(SOC),total nitrogen(TN),totalphosphorus(TP),total potassium(TK),ammonium nitrogen(NH4+-N),nitrate nitrogen(NO3-N),soil carbon-nitrogen ratio(C/N)and soil pH in 0-10,10-30,30-50,50-70 cm were measured to estimate the soil carbon and nitrogen storage in each successionstage,and analyze the soil carbon and nitrogen content and storage characteristics in different stages of natural restoration 收稿日期：20220107；修回日期：20220625。基金项目：国家自然科学基金项目（41975114）；重庆市杰出青年科学基金项目（cstc2021jcyjjqX0025）。*时伟宇为通讯作者。第 59 卷 第 7 期林业科学 Vol.59，No.72 0 2 3 年 7 月SCIENTIA SILVAE SINICAEJul.，2 0 2 3succession.【Result】The natural vegetation restoration and succession significantly increased SOC and TN contents and storage(P 0.001),and the highest SOC and TN contents and storage were found in shrub-forest,with contents of 57.75 gkg1 and6.31 gkg1 and storage of 87.71 thm2 and 10.06 thm2,respectively,which increased by 51.88%and 30.31%compared with theabandoned farmland stage.The SOC storage in 0-30 cm soil layer accounted for 64.02%-73.68%of the 0-70 cm soil layer,and thesoil TN storage accounted for 64.73%-78.55%.The soil C/N in 0-70 cm soil layer increased first and then decreased during thenatural vegetation restoration succession,and the soil C/N in shrubland stage was the highest,which was 9.56.The C/N ratio offorest stage in 0-30 cm soil layer was the highest,which was 9.98,and the C/N ratio of 30-70 cm soil layer was relatively low.SoilNH4+-N storage of shrub-forest stage was the highest(0.103 thm2),soil NO3-N storage of abandoned farmland stage was thehighest(0.076 thm2),followed by shrub-forest stage(0.038 thm2).The SOC and TN storage were significantly positivelycorrelated with soil NH4+-N,NO3-N and TP contents(P 0.05),in addition,the SOC storage was also significantly positivelycorrelated with soil TN and TK contents(P 0.05),and the soil TN storage was also significantly positively correlated with SOCcontents(P 0.05).Soil C/N was positively correlated with SOC,TN,and NH4+-N contents(P 0.01),positively correlated withTP contents (P 0.05),and negatively correlated with TK contents (P 0.01).【Conclusion】The succession of naturalvegetation restoration in the karst area can significantly improve soil carbon and nitrogen content and storage(P 0.001),and theeffects on carbon and nitrogen content and storage and C/N in the 0-30 cm soil layer were more obvious than those in the 30-70 cmsoil layer.There is a certain correlation between carbon and nitrogen storage and nutrient cycling.From the natural restorationsuccession of vegetation to the shrub-forest stage,soil carbon and nitrogen storage have been significantly increased to the peak(P 0.001);and the natural restoration of vegetation has a significant influence on the improvement of soil quality(P 0.001).Key words：karst area；natural secondary forest；natural succession；carbon and nitrogen；content and storage 植被恢复可有效防止土壤退化，改善生态环境（Wang et al.，2014），也可通过改变植物种类和群落组成、凋落物质量和数量、根系结构及微生物活动促进土壤养分循环并维持土壤质量，从而促进生态系统修复（Li et al.，2016）。这其中，土壤碳氮不仅是土壤质量的一个重要属性，也是评价植被恢复效果的一项重要指标（余健等，2014；Deng et al.，2017）。土壤碳氮对土壤肥力高低具有重要影响，其输入与输出维持着土壤碳氮平衡（Xue et al.，2018），而碳氮比高低则影响微生物分解速率，反映土壤矿化能力（Don et al.，2007），是表征土壤肥力与养分循环的重要指标（何高迅等，2020）。此外，土壤碳氮参与生物地球化学循环，在全球环境变化方面起着重要作用，备受关注（Fu et al.，2010；Lan et al.，2020）。目前，关于植被恢复演替对土壤碳氮的作用主要集中于植被恢复年限、恢复方式和对不同土层理化性质及化学计量的影响等方面（史利江等，2021；Cao etal.，2020；Zhao et al.，2010）。研究发现，不同恢复方式下天然次生林因对土壤扰动较小，相比人工林在碳氮积累方面更有优势（Guan et al.，2020；邸月宝等，2012）。植被自然恢复过程中，土壤有机碳受恢复年限和土层深度影响显著（Zhang et al.，2013；Wang et al.，2016），其变化主要呈 4 种模式：显著增加（Ma et al.，2020；王振鹏等，2020）、先降后升（Lu et al.，2013）、不变（周序力等，2018）和下降（Kirschbaum et al.，2008）。在垂直分配方面，土壤有机碳含量随土层加深而下降（辜翔等，2018）。土壤氮研究主要集中于土壤氮素矿化、硝化等过程（刘玉林等，2018；高艳丽等，2021）；有研究表明，西南喀斯特地区土壤氮矿化和硝化速率随植被恢复逐渐增加，而氨化速率逐渐下降，与植被不同恢复阶段的土壤有机碳、全氮和硝态氮等含量有密切关系（杨怡等，2018）。虽然植被恢复后土壤碳氮均有较明显变化，但目前关于植被恢复演替对土壤碳氮影响的研究结论不一，尤其是西南喀斯特脆弱生态系统植被恢复对土壤碳氮的影响往往被忽视(Zhang et al.,2019)。鉴于此，本研究选取重庆市中梁山喀斯特槽谷植被自然恢复演替的 5 个阶段，分析不同演替阶段的土壤碳氮储量变化特征，以期为该地区退化生态系统恢复与重建提供参考。1研究区概况研究区位于重庆市北碚区东部中梁山喀斯特槽谷(1061810656E，29393003N)，属中亚热带季风性湿润气候，热量丰富，年均气温 18，年均降水量 1 000 mm，土壤类型为地带性黄壤和非地带性石灰土，水土易流失；地带性植被为中亚热带常绿阔叶林。研究区先前因毁林开荒形成裸地，土层厚薄不一，石漠化及潜在石漠化程度较高，生态系统自我恢复能46林业科学59 卷 力较弱（胡宁等，2015）。人口外流又导致该地存在部分农田抛荒，20 世纪 90 年代实行退耕还林后，在无人为扰动土地情况下，相继开始植被自然恢复演替。2研究方法 2.1样地设置与土壤样品采集采用空间代时间方法，在重庆市中梁山喀斯特槽谷按照植被自然恢复演替不同阶段，选取弃耕地、草地、灌丛、灌乔林和乔木林 5 类样地，每块样地面积20 m 20 m，设 3 个重复，记录中心样地海拔和坡度，相邻样地间隔大于 250 m，共 15 块样地，所有样地土壤类型均为非地带性石灰土（Lan et al.，2020）。弃耕地仅弃耕半年，植被稀少；草地主要植物有白茅(Imperata cylindrica)、斑茅(Erianthus arundinaceus)和野生金银花(Lonicera japonica)；灌丛主要植物为山麻栎（Quercus acutissima）；灌 乔 林 主 要 树 种 有 刺 槐（Robinia pseudoacacia）和构树（Broussonetiapapyrifera）；乔 木 林 主 要 树 种 有 马 尾 松（Pinusmassoniana）、毛 竹（Phllostachys edulis）和 梧 桐（Firmiana simplex），各演替阶段样地基本概况见表 1。2019 年 10 月，在各样地内按 S 形采样原则选取 5 个1 m 1 m 样方，移除表层覆盖物，挖掘土壤剖面，采集 010、1030、3050 和 5070 cm 土层土壤样品，每块样地采集相同层次样品后混合为 1 个土样，采样在2 天内完成，共采集 60 个土壤样品，带回实验室自然风干，剔除细根、石砾等杂物。样品过 2 mm 筛，用于测定土壤理化性质。表 1 采样点基本概况Tab.1Basic situation of sampling points植被恢复阶段Vegetationrestoration stage经/纬度Longitude/latitude海拔Altitude/m坡度Slope/()植被盖度Vegetationcover物种丰富度Speciesrichness恢复年限Restorationyears/a弃耕地Abandoned land1062635.16E294715.72N58820.050.010.5草地Grassland1062634.80E294715.72N58850.750.13825 10灌丛Shrub1062641.28E29474.56N563190.600.111131525灌乔林Shrub-forest1062628.68E294648.36N578270.700.232133040乔木林Forest1062622.92E294642.6N574230.800.172335060表中数值为平均值标准差。The data in the table is the mean standard deviation.2.2土壤理化性质测定土壤密度采用环刀法测定；含水量采用烘干法（105,24 h）测定；pH 采用电位法（土水比 12.5）测定；土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）采用重铬酸钾外加热法测定，全氮（total nitrogen，TN）采用凯氏定氮法测定，全磷（total phosphorus，TP)采用钼锑抗比色法测定，全钾(total potassium，TK)采用火焰光度法测定，铵态氮(ammonium nitrogen，NH4+-N)采用纳氏试剂比色法测定，硝态氮(nitrate nitrogen，NO3-N)采用Griess-Ilosvay 法测定（鲍士旦，2000）。2.3数据处理与分析土壤 SOC、TN 储量（密度）计算公式（罗达等，2015）为：Cs=SOCSDD/10；（1）Ns=TNSDD/10。（2）式中:Cs、Ns分别为土壤有机碳、全氮储量（thm2）；SOC、TN 为土壤有机碳、全氮含量（gkg1）；SD 为土壤密度（gcm3）；D 为土层厚度（cm）。土壤碳氮比（C/N）计算公式（张春华等，2011）为：C/N=SOC/TN。应用用 Excel 2019 和 IBM SPSS 22.0 软件对数据进 行 统 计 分 析。采 用 单 因 素 方 差 分 析（one-wayANOVA）比较植被不同恢复阶段或土层深度对土壤碳氮储量的影响（=0.05）；采用双因素方差分析（two-way ANOVA）研究植被不同恢复阶段和土层深度及其交互作用对土壤碳氮储量的影响（=0.05）；采用皮尔逊相关（Pearson correlation）分析探讨土壤碳氮储量与土壤化学性质的相关关系。运用 SigmaPlot14.0 软件处理图表，图表中数据表示为平均值标准差。3结果与分析 3.1植被不同恢复阶段土壤有机碳的变化特征植被不同恢复阶段和土层深度对土壤有机碳有极显著影响（表 2，P 0.05），灌乔、乔木与弃耕地差异显著（P 0.05），灌乔阶段土壤 SOC 含量与储量最高。在所有植被恢复阶段，030 cm 土层 SOC 含量占总土层（070 cm）的 71.64%81.53%；另外，SOC 含量在演替前期变化不大，随土层加深逐渐降低且各深度差异明显。各演替阶段总土层 SOC 储量分别为 57.94、66.28、49.56、87.71 和 57.82 thm2，其中灌乔阶段最高，相比恢复初期弃耕地增长 51.88%。030 cm 土层 SOC 储量占总土层的 64.02%73.68%。这表明，植被自然恢复演替可显著提高土壤有机碳储量（P 0.001），土壤碳主要储存于 030 cm 土层。3.2植被不同恢复阶段土壤氮的变化特征植被不同恢复阶段和土层深度对土壤氮有极显著影响（P 0.001）（表 2）。由图 2 可知，010 cm 土层各演替阶段 TN 含量差异显著（P 0.05），灌乔阶段TN 含量与储量最高。在所有植被恢复阶段，030 cm土层 TN 含量占总土层的 64.56%78.69%。各演替阶段总土层 TN 储量分别为 7.72、7.90、5.28、10.06 和7.16 thm2，其中灌乔阶段最高，相比恢复初期弃耕地增长30.31%。030 cm 土层TN 储量占总土层的64.73%78.55%。这表明，植被自然恢复可显著提高土壤全氮储量（P 0.05），灌丛、灌乔和乔木与弃耕地差异显著（P 0.05），表明恢复前期 NH4+-N 含量变化不大。010 cm 土层弃耕地 NO3-N 含量与储量最高，其次为灌乔阶段。各演替阶段总土层 NH4+-N储量介于 0.0580.103 thm2之间，灌乔阶段最高；NO3-N 储量介于 0.0030.076 thm2之间，弃耕地最高。030 cm 土层 NH4+-N 储量占总土层的 58.52%94.04%；NO3-N 储量占总土层的 49.11%95.60%。3.3植被不同恢复阶段土壤碳氮比的变化特征植被不同恢复阶段和土层深度对土壤 C/N 有极 表 2 植被恢复阶段和土层深度及其交互作用对土壤碳氮含量与储量、碳氮比的影响Tab.2Effects of vegetation restoration stage,soil depth and their interaction on soil carbon and nitrogen content and storage,C/N因素Factors土壤有机碳Soil organiccarbon（SOC）土壤全氮Soil totalnitrogen（TN）土壤碳氮比Soil carbon to nitrogenratio（C/N）土壤有机碳储量Soil organic carbonstorage（Cs）土壤全氮储量Soil total nitrogenstorage（Ns）恢复阶段Restoration stage118.546*2 000.404*13.705*119.422*2 038.402*土层深度Soil depth1 199.602*10 786.149*69.966*1 190.698*14 972.842*恢复阶段土层深度Restoration stage soil depth62.459*689.225*6.450*62.563*697.308*、*、*分别表示在0.05、0.01和0.001水平上影响显著。*,*,*indicate significance at 0.05,0.01 and 0.001 levels.01020304050010203040有机碳含量Organic carbon content/(gkg1)有机碳储量Organic carton storage/(thm2)AaBaBCaCaCaAbBbBbCbDbAcBcBcCcDcAcAdBcBcCdAaBaBCbCbCbAbBaCaDbBaAcBcBcCcDcAcAdBdBcCd弃耕地Abandonedland草地Grassland灌丛Shrub灌乔林Shrub-forest乔木林 Forest010103030505070土层 Soil layer/cm恢复阶段 Restoration stage弃耕地Abandonedland草地Grassland灌丛Shrub灌乔林Shrub-forest乔木林 Forest恢复阶段 Restoration stage图 1植被不同恢复阶段土壤有机碳含量与储量Fig.1Content and storage of organic carbon at different vegetation restoration stages不同大写字母表示同一土层不同恢复阶段之间存在显著差异(P 0.05)，不同小写字母表示同一恢复阶段不同土层之间达到显著差异(P 0.05)。Differentcapital letters indicate significant differences between different restoration stages in the same soil layer(P 0.05),and different lowercase letters indicate significantdifferences between different soil layers at the same restoration stage(P 0.05).48林业科学59 卷 显著影响(P 0.001)(表 2)。由图 3 可知，010 cm 土层弃耕地与草地 C/N 差异显著（P 0.05）；在 1030、3050 cm 土层，C/N 均在灌丛阶段最高；在 5070 cm土层，C/N 随植被恢复演替呈下降趋势，弃耕地与草地、灌丛、灌乔 C/N 差异不显著（P 0.05），与乔木差异显著（P 0.05）。随植被自然恢复演替，土壤 C/N呈上升趋势，乔木阶段最高，为 10.58。在按照 010、030、050、070 cm 土层计算时，各演替阶段 C/N 随土层加厚而逐渐降低，010 cm 土层厚度时最高，介于 7.9010.58 之间；070 cm 土层厚度时分别为 7.60、8.63、9.56、9.16、8.62。3.4植被不同恢复阶段土壤碳氮储量与土壤化学性质的相关性自然恢复演替不同阶段土壤碳氮储量与化学性质的相关分析（表 3）表明，土壤 SOC 储量与 SOC、TN、01234铵态氮含量Ammonium nitrogen content/(mgkg1)010203040全氮含量Total nitrogen content/(gkg1)01234全氮储量Total nitrogen storage/(thm2)AaBaCaDaEaAbAbBbCbDbAcABcBcCcDcAcBdBdCdDcAaBbBaCbDbAbAaBaCaDbAcABcBcCcDcAcBdBdCdDdBaCaCaDaAbAbBbCbDbAcBcCcCDcDcAdAcBdBdCc硝态氮含量Nitrate nitrogen content/(mgkg1)01234102030405060AaBaDaCaDaAbBbBcBCcCabAbBbCDcDdCabAcBcBcAcCb硝态氮储量Nitrate nitrogen storage/(thm2)00.010.020.030.050.06BaAaCaDbDabAbBaBcBCbCaAbAaBcCdCabAbBcCdCcDb铵态氮储量Ammonium nitrogen storage/(thm2)（t00.010.020.030.040.05CbAaCDcBaCbCcBbCaDcCdAaAbAcAdDaDbAdBcBcBdAa弃耕地Abandonedland草地Grassland灌丛Shrub灌乔林Shrub-forest乔木林 Forest恢复阶段 Restoration stage弃耕地Abandonedland草地Grassland灌丛Shrub灌乔林Shrub-forest乔木林 Forest恢复阶段 Restoration stage010103030505070土层 Soil layer/cm图 2植被不同恢复阶段土壤氮含量与储量Fig.2Content and storage of soil nitrogen at different vegetation restoration stages不同大写字母表示同一土层不同恢复阶段之间存在显著差异(P 0.05)，不同小写字母表示同一恢复阶段不同土层之间达到显著差异(P 0.05)。Differentcapital letters indicate significant differences between different restoration stages in the same soil layer(P 0.05),and different lowercase letters indicate significantdifferences between different soil layers at the same restoration stage(P 0.05).第 7 期张跃进等：中国西南喀斯特地区植被自然恢复演替典型群落土壤碳氮储量特征49 TP、NH4+-N、NO3-N 含 量 极 显 著 正 相 关（P 0.01），与 TK 含量显著负相关（P 0.05）。土壤 TN 储量与 TN、SOC、TP、NH4+-N、NO3-N 含量极显著正相关（P 0.05）。土壤 C/N与 SOC、TN、NH4+-N 含量极显著正相关（P 0.01），与 TP 含量显著正相关（P 0.05），与 TK 含量极显著负相关（P 0.05）。4讨论 4.1植被恢复对土壤有机碳的影响土壤有机碳含量与储量是评价土壤质量和生态恢复效果的重要指标（何高迅等，2020；陈静等，2021），土壤元素储量很大程度上取决于元素含量（王瑞璋等，2019），本研究中，自然演替初期弃耕地土壤有机碳储量较低，主要是由于弃耕地先前人为扰动，有机质矿化程度较高，且由于退耕恢复时间短，地表植被覆盖和地上生物量少，经微生物分解后输到土壤中的养分较少，土壤有机碳含量较低（刘玉林等，2018）。研究区各演替阶段有机碳储量平均在 49.56 87.71 thm2之间，恢复演替至灌乔阶段的有机碳储量最高，与其他植被恢复演替显著提高土壤碳储量的研究结果一致（李智超等，2019；王振鹏等，2020）。有研究发现，土壤元素含量与储量受气候、海拔、土壤、植被等自然因素和人类活动因素影响（Stockmanna et al.，2013），表 3 植被不同恢复阶段土壤碳氮储量与土壤化学性质的相关关系Tab.3Correlation between soil carbon and nitrogen storage and soil chemical properties at different restoration stages组分ItemspH土壤有机碳Soil organiccarbon（SOC）土壤全氮Soil totalnitrogen（TN）土壤碳氮比Soil carbon tonitrogen ratio（C/N）土壤有机碳储量Soil organiccarbon storage（Cs）土壤全氮储量Soil totalnitrogenstorage（Ns）土壤全磷Soil totalphosphorus（TP）土壤全钾Soil totalpotassium（TK）土壤铵态氮Soilammoniumnitrogen（NH4+-N）土壤硝态氮Soil nitratenitrogen（NO3-N）pH1SOC0.0501TN0.0890.981*1C/N0.1330.681*0.569*1CsNsTPTKNH4+-N0.0450.0820.554*0.426*0.2121.000*0.983*0.504*0.273*0.948*0.982*1.000*0.589*0.1920.960*0.686*0.576*0.271*0.583*0.630*10.980*0.498*0.278*0.947*10.582*0.2000.960*10.1280.623*10.354*1NO3-N2.2520.535*0.622*0.1340.526*0.611*0.659*0.0410.559*1*、*分别表示在0.05和0.01水平上显著相关。*,*indicate significance at 0.05 and 0.01 levels.AaAaAaAaAaBaAaABbABbBbCaAaBbcBCcBCcCbAabAbAcABcBdAaAaAaBaAaAaAabBbCaAabABaABbBbcCbAbABaBcBbCb0碳氮比Carbon to nitrogen ratio弃耕地Abandonedland草地Grassland灌丛Shrub灌乔林Shrub-forest乔木林 Forest恢复阶段 Restoration stage24681012140碳氮比Carbon to nitrogen ratio弃耕地Abandonedland草地Grassland灌丛Shrub灌乔林Shrub-forest乔木林 Forest恢复阶段 Restoration stage24681012010103030505070土层 Soil layer/cm图 3植被不同恢复阶段土壤碳氮比Fig.3Soil carbon and nitrogen ratio at different vegetation restoration stages不同大写字母表示同一土层不同恢复阶段之间存在显著差异(P 0.05)，不同小写字母表示同一恢复阶段不同土层之间达到显著差异(P 0.05)。Differentcapital letters indicate significant differences between different restoration stages in the same soil layer(P 0.05),and different lowercase letters indicate significantdifferences between different soil layers at the same restoration stage(P 0.05).50林业科学59 卷 本研究土壤有机碳储量低于全国森林土壤平均值114.5 thm2（徐丽等，2018），可能是因西南喀斯特地区土层较薄且降雨偏多导致淋溶作用强烈，不利于土壤养分固存。植被自然演替可显著提高土壤有机碳储量（P 0.05）。各演替阶段土壤 C/N 变化在 7.609.56 之间，低于全国平均水平 11.9，可能与喀斯特地区土壤有机碳背景值低有关（陈为峰等，2008）。就整个演替过程而言，土壤 C/N 呈先升后降的变化趋势，恢复演替前期有显著差异（P 0.05），后期逐渐趋于稳定。Ma 等（2020）研究发现土壤 C/N 在恢复演替过程中呈稳定状态，何高迅等（2020）认为植被演替过程中微生物分解速率逐渐升高，C/N 逐渐增大，与本研究均有所差异，这主