湖南会同杉木林站在相对生长速率和土壤养分状态共同调控杉木人工林养分利用策略研究中取得进展

作者：会同杉木林站   更新时间：2020-02-18

养分重吸收是多年生植物克服养分限制和满足其本身养分需求的重要养分利用策略之一。然而，林分生长发育过程中养分重吸收的驱动因子仍不明确。所以，本研究选择了7个不同林龄阶段（3，8–11，16，20，25，29和32年生）的杉木人工林为研究对象，测定了杉木树干、树枝、针叶、粗根、细根、凋落物叶和土壤样品的氮（N）和磷（P）含量，计算了土壤N和P储量以及树相对生长速率，探究了养分源（土壤）和库（树）如何影响林分N和P重吸收效率（图1）。分析结果发现，鲜叶N和P含量、叶N和P重吸收效率、林分相对生长速率均随林龄增加而降低，而鲜叶N:P比和凋落物叶N和P含量随林龄增加而增加。土壤P储量随林龄增加而增加，而N储量则微微下降。方差分解分析结果显示，树相对。

养分重吸收是多年生植物克服养分限制和满足其本身养分需求的重要养分利用策略之一。然而，林分生长发育过程中养分重吸收的驱动因子仍不明确。所以，本研究选择了7个不同林龄阶段（3，8–11，16，20，25，29和32年生）的杉木人工林为研究对象，测定了杉木树干、树枝、针叶、粗根、细根、凋落物叶和土壤样品的氮（N）和磷（P）含量，计算了土壤N和P储量以及树相对生长速率，探究了养分源（土壤）和库（树）如何影响林分N和P重吸收效率（图1）。分析结果发现，鲜叶N和P含量、叶N和P重吸收效率、林分相对生长速率均随林龄增加而降低，而鲜叶N:P比和凋落物叶N和P含量随林龄增加而增加。土壤P储量随林龄增加而增加，而N储量则微微下降。方差分解分析结果显示，树相对生长速率和土壤P储量对P重吸收效率的交互影响高于单个因子的影响，而N重吸收效率受树相对生长速率的影响最大（图2）。随着林龄的增加，杉木人工林养分限制由N限制转化为P限制，养分利用策略由“保守节约”型转化为“奢侈”型。这些转化模式均受树相对生长速率和土壤养分状态的共同调控。所以，养分供应-需求关系反应了人工林生态系统养分循环状态，这为人工林可持续经营提供了重要的信息。

上述研究结果近期以“Tree growth rate and soil nutrient status determine the shift in nutrient-use strategy of Chinese fir plantations along a chronosequence”为题发表于国际农林科学期刊《Forest Ecology and Management》上，本站博士研究生吴惠俐同学为第一作者，项文化教授为通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划等项目的资助。

文章链接：Huili Wu, Wenhua Xiang*, Shuai Ouyang, Wenfa Xiao, Shenggong Li, Liang Chen, Pifeng Lei, Xiangwen Deng, Yelin Zeng, Lixiong Zeng, Changhui Peng. 2019. Tree growth rate and soil nutrient status determine the shift in nutrient-use strategy of Chinese fir plantations along a chronosequence. Forest Ecology and Management, DOI: 10.1016/j.foreco.2020.117896.

图1 不同林龄阶段人工林植物生长和养分状态（N和P）及不同土层土壤养分状态变化的框架模型