辽东山区次生林生态系统主要林型土壤磷素特征

磷是植物生长发育所必需的营养元素之一，由于磷在土壤中的难溶性和难移动性，使得磷在陆地生态系统的循环越来越受到重视，尤其是在明确土壤磷素存在形态和分布特征的基础上，探讨土壤磷素与土地利用方式以及植被生长发育状况之间的关系，对于指导土地利用和恢复植被建设具有重要意义。本研究以辽东山区天然次生林主要林型胡桃楸林、杂木林（由蒙古栎、花曲柳和山杨等树种组成）和蒙古栎林为主要研究对象，系统研究了辽东山区天然次生林土壤磷素的分布特征，并比较研究了落叶松人工林取代天然次生林后土壤磷素的变化特征。主要结论如下： 1. 辽东山区天然次生林土壤磷素特征：（1）次生林0-30 cm土壤全磷含量的变化范围为326.5 mg kg-1-984.9 mg kg-1，土壤总有机磷含量、总无机磷含量、Olsen-P含量和土壤微生物量磷含量占全磷含量的比例变化范围分别为47%-76%、24%-53%、1.23%-1.40%和2.67%-3.45%，土壤全磷与土壤有机碳、全氮之间呈显著正相关，说明次生林土壤有机质含量是影响土壤磷素含量的主要因素之一；土壤Olsen-P和微生物量磷季节变化明显，均表现为夏季最高，且土壤Olsen-P和微生物量磷的季节变化规律不受植被类型的影响；另外，土壤Olsen-P、土壤微生物量磷的季节变化均与土壤含水量相关。（2）三个林型土壤酸性磷酸酶与土壤有机碳、全氮、全磷、Olsen-P和微生物量磷之间存在密切的相关性，酸性磷酸酶可以作为评价次生林土壤磷素状况的一个指标。（3）不同林型土壤各形态无机磷分布不同，胡桃楸林以Fe-P（铁结合的磷酸盐）和Ca-P（钙结合的磷酸盐）为主，杂木林和蒙古栎林以O-P（闭蓄态磷）为主；不同林型土壤各形态无机磷随季节的变化规律不同，与Olsen-P的关系也不同，胡桃楸林土壤Olsen-P与Al-P（铝结合的磷酸盐）之间具有显著的相关性，杂木林土壤Olsen-P与Fe-P和Ca-P之间相关性显著，蒙古栎林土壤Olsen-P与Ca-P之间显著相关，说明辽东山区不同林型土壤磷素的有效来源不同。（4）辽东山区有机磷各形态的分布特征为：中等活性有机磷 > 中等稳定性有机磷 > 高稳定性有机磷 > 活性有机磷；土壤活性有机磷的季节变化与Olsen-P变化一致，中等活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷的含量随季节变化无此规律；胡桃楸林、蒙古栎林土壤Olsen-P与活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷之间显著相关，杂木林土壤Olsen-P与活性有机磷、中等活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷之间相关性显著，说明在本研究区土壤有机磷对磷素有效性的贡献较大。（5）三个林型内主要树种叶片磷含量均较高，且叶片N/P < 10，土壤磷素不是辽东山区次生林植被生长的限制性养分因子。 2. 落叶松人工林取代天然次生林后土壤磷素特征的变化：（1）和天然次生林相比，落叶松人工林土壤全磷、总有机磷、Olsen-P、土壤微生物量磷和磷酸酶活性均显著降低（P<0.05），土壤总无机磷含量无明显变化，这说明次生林转变为落叶松人工林后土壤磷素状况下降。（2）随着次生林转变为落叶松人工林和落叶松人工林连栽后，土壤无机磷各形态含量变化显著，土壤Fe-P和Ca-P含量逐渐降低，O-P含量升高，土壤Olsen-P与无机磷形态中的Fe-P和Ca-P之间显著正相关，表明了Fe-P和Ca-P是Olsen-P的主要无机磷来源。（3）落叶松人工林取代次生林后，土壤活性有机磷、中等活性有机磷、中等稳定性有机磷和高等稳定性有机磷含量均降低，土壤Olsen-P与活性有机磷显著正相关，活性有机磷是补充Olsen-P的直接有机磷源；土壤微生物量磷与各有机磷组分及 Olsen-P含量之间均呈显著正相关，这说明微生物量磷在有机磷转化中起着重要作用。