張春來 楊慧 曹建華 劉紹華

摘要：【目的】探究巖溶區(qū)土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計量特征的空間分異格局對土地利用方式的響應(yīng)規(guī)律，為揭示巖溶生態(tài)系統(tǒng)各組分之間的養(yǎng)分循環(huán)規(guī)律及闡明系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供科學(xué)參考?！痉椒ā吭趶V西馬山縣西部巖溶區(qū)分別采集水田、旱地、草地、灌木林地和樹木郁閉度≥20%的有林地等土地利用方式的表層（0～20 cm）土壤，測定其有機(jī)C、全N和全P等含量，并運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)方法分析不同土地利用方式下土壤的C、N、P生態(tài)化學(xué)計量特征、空間變異性及影響因素?！窘Y(jié)果】研究區(qū)土壤有機(jī)C、全N和全P含量均值分別為13.83、1.75和0.92 g/kg，C∶N、C∶P和N∶P均值分別為7.95、18.79和2.28。土壤C∶N、C∶P、N∶P空間分布和土地利用基本一致，高值區(qū)位于水田和有林地，低值區(qū)分布在旱地、灌木林地和草地。不同土地利用方式下土壤C∶N平均值集中分布在7.13～9.26，變異系數(shù)為20.84%，C∶N較穩(wěn)定，在空間上存在中等程度的變異性。水田和有林地之間C∶N差異不顯著（P>0.05，下同），旱地、灌木林地和草地之間C∶N差異也不顯著，變化趨勢為水田>有林地>旱地>灌木林地>草地;C∶P為11.21～29.10，N∶P為1.51～3.11，變異系數(shù)較大，兩者在不同土地利用方式下的變化趨勢均為水田>有林地>灌木林地>草地>旱地。土壤C∶N、C∶P、N∶P與有機(jī)C、全N、全P、全K、pH均存在極顯著相關(guān)性（P<0.01）。土壤理化性質(zhì)和環(huán)境因子在不同土地利用方式土壤C、N、P化學(xué)計量特征冗余分析排序圖上表現(xiàn)出不同的相關(guān)性，其中，有效P在所有土地利用方式中均與土壤C∶N、C∶P、N∶P呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05，下同），而堿解N、成土母質(zhì)在所有土地利用方式中均與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著正相關(guān);pH在水田、旱地和有林地土壤中與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著負(fù)相關(guān)，而在灌木林地和草地土壤中呈顯著正相關(guān)?！窘Y(jié)論】研究區(qū)普遍缺乏有機(jī)質(zhì)和N，P元素相對豐富，但其變異系數(shù)較大。堿解N、有效P、pH和成土母質(zhì)是影響研究區(qū)不同土地利用方式下土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計量的關(guān)鍵因子。

關(guān)鍵詞： 碳氮磷;生態(tài)化學(xué)計量;巖溶區(qū);土地利用方式;冗余分析

中圖分類號： S158 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號：2095-1191（2020）07-1650-10

Abstract：【Objective】Exploring the spatial variability of soil carbon（C）， nitrogen（N）， phosphorus（P） and ecological stoichiometry under different land uses in karst area， to reveal the Nutrient cycling regulation among different components of karst eco-system and explaining the stability of the system. 【Method】Surface soil（0-20 cm） in paddy fields， dry land， grassland， shrub land， and? forest land with a canopy density of 20% or more were collected in the western karst area of Mashan County， Guangxi， and the contents of soil organic C， total N and total P were determined. The ecostoichiometric characteristics， spatial variability and influencing factors of ecological stoichiometry of C， N and P uner different land uses were studied by statistical methods. 【Result】The results showed that， the average content of soil organic C， total N and total P in the study area were 13.83， 1.75 and 0.92 g/kg respectively. The average soil C∶N， C∶P， N∶P were 7.95， 18.79 and 2.28 respectively. The spatial distribution of soil C∶N， C∶P， N∶P was consistent with land use， high value areas were located in paddy fields and forest land， low value areas were distributed in dry land， shrub land and grassland. The average C∶N concentration of soil under different land use patterns was between 7.13 and 9.26， and the coefficient of variation was 20.84%. C∶N was stable and had moderately variability in space. The difference of C∶N between paddy field and forest land was not significant（P>0.05， the same below）. The difference of C∶N between dry land， shrub land and grassland was not significant too， and the change trend was paddy field>forest land>dry land>shrub land>grassland; C∶P was 11.21-29.10， N∶P was 1.51-3.11， and the coefficient of variation was large. The trends of the C∶P and N∶P under different land use patterns were paddy field>forest land>shrub land>grassland>dry land.? Soil C∶N， C∶P， N∶P and organic C， total N， total P，? total potassium， pH existed extremely significant correlation（P<0.01）. Ordination diagram of redundancy analysis of soil C， N， P and properties and environmental factors showed different correlations in different land uses. Available P was significantly negatively correlated with soil C∶N， C∶P， N∶P in all land uses（P<0.05， the same below）， while alkali N and soil parent materials were significantly positively correlated with C∶N， C∶P and N∶P in all land uses. pH was significantly negatively correlated with C∶N， C∶P， N∶P in paddy fields， dry land， and forest land， but significantly positively correlated in shrub land and grassland soils. 【Conclusion】The soil in the study area were generally lacking in organic matter and N， while P is relatively abundant. However， the coefficient of variation of P is large.? Alkali N， available P， pH， and soil parent material are key factors that affect soil C， N， P ecological stoichiometry in different land use types in the study area.

Key words： carbon; nitrogen and phosphorus; ecological stoichiometry; karst; land use; redundancy analysis

Foundation item： National Key Research and Development Program（2016YFC0502506）; Key Program of Na-tional Natural Science Foundation of China（41530316）; China Geological Survey and Evaluation Project（DD20160324）; Guangxi Natural Science Foundation Project（2015GXNSFBA139202）

0 引言

【研究意義】生態(tài)化學(xué)計量學(xué)結(jié)合了化學(xué)計量學(xué)和生態(tài)學(xué)的基本原理，研究生態(tài)系統(tǒng)多重化學(xué)元素（主要是C、N、P、O、S）的平衡關(guān)系，是一種分析元素質(zhì)量平衡對生態(tài)交互作用影響的科學(xué)理論（曾德慧和陳廣生，2005）。生態(tài)化學(xué)計量學(xué)在土壤養(yǎng)分循環(huán)與限制作用研究中有著重要的應(yīng)用價值。巖溶區(qū)作為我國四大環(huán)境脆弱區(qū)（巖溶、黃土、沙漠和寒漠）之一，水田、旱地、草地、灌木林地和有林地是巖溶區(qū)主要的土地利用類型，土壤中養(yǎng)分的有效性常受到富Ca偏堿性的地球化學(xué)背景制約（曹建華等，2003），植被退化和石漠化趨勢嚴(yán)峻。因此，探明土壤中C、N、P等植被生長必需元素的時空分布和影響因素，對巖溶生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在不同區(qū)域與生境下，植物及土壤C∶N∶P生態(tài)化學(xué)計量比存在空間變異性。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中，土壤C∶N∶P主要受區(qū)域水熱條件（Zhao et al.，2015）和成土作用特征的控制，受氣候、地貌、植被、母巖、年代和土壤動物等因素影響，土壤C、N、P總量變化大，使得土壤C∶N∶P的空間變異性較大（王紹強(qiáng)和于貴瑞，2008）。胡忠良等（2009）對貴州巖溶山區(qū)不同植被下土壤C、N、P含量和空間異質(zhì)性進(jìn)行研究，認(rèn)為植被類型變化對土壤有效態(tài)養(yǎng)分的影響較全量養(yǎng)分顯著。譚秋錦等（2014）對峽谷型巖溶區(qū)水田、旱地、草地、灌叢、人工林和次生林等6類生態(tài)系統(tǒng)的土壤養(yǎng)分及其生態(tài)化學(xué)計量特征進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)峽谷型不同巖溶生態(tài)系統(tǒng)的C∶N、C∶P和N∶P較全球不同生態(tài)系統(tǒng)土壤的平均水平低，且不同發(fā)展階段、不同生態(tài)系統(tǒng)土壤養(yǎng)分的限制因子不同。龐圣江等（2015）對廣西雅長林區(qū)的針闊混交林、常綠—落葉闊葉混交林和常綠闊葉林的土壤C∶N∶P進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)植被演替過程中土壤C∶N呈逐漸降低趨勢，而C∶P、C∶K、N∶P、N∶K和P∶K均呈升高趨勢。胡培雷等（2017）對不同退耕恢復(fù)階段下牧草地植物和土壤C∶N∶P化學(xué)計量研究發(fā)現(xiàn)，牧草地植物的C∶N∶P波動范圍較大，表現(xiàn)出明顯的時間變化特征，而土壤C∶N、C∶P、N∶P在玉米和退耕牧草地之間均無顯著差異。王璐等（2017）研究發(fā)現(xiàn)巖溶高原人工林土壤C、N、P等養(yǎng)分在不同物種間有差異，且生態(tài)化學(xué)計量比總體上表層顯著高于深層。汪攀等（2018）在石漠化地區(qū)土壤C、N、P化學(xué)計量和植物多樣性指數(shù)相關(guān)性研究中發(fā)現(xiàn)，土壤有機(jī)C、全N和全P含量及其計量比在不同石漠化等級土壤間大多存在明顯差異，與植物多樣性指數(shù)顯著相關(guān)。Wang等（2018）對貴州高原3個不同石漠化地區(qū)進(jìn)行典范對應(yīng)分析，發(fā)現(xiàn)降雨、氣溫、巖石裸露率和植被覆蓋等是影響土壤化學(xué)計量的主要環(huán)境因子。Yu等（2018）對廣西巖溶區(qū)草地、灌叢、次生林和原始林地不同演化階段的土壤、植物及凋落物化學(xué)計量進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)分化學(xué)計量比C∶N、C∶P和N∶P在各層次中表現(xiàn)出一定的規(guī)律：凋落物>植物>土壤，土壤C∶P和N∶P沿植被正向演替而增加。【本研究切入點(diǎn)】目前，針對巖溶區(qū)土壤C、N、P化學(xué)計量特征分析報道較多，但使用冗余分析等研究巖溶區(qū)不同土地利用方式下土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計量學(xué)的影響因素鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】選擇廣西馬山縣巖溶區(qū)的水田、旱地、草地、灌木林地和有林地等5種土地利用方式，研究土壤中C、N、P的生態(tài)化學(xué)計量特征;運(yùn)用多元統(tǒng)計、冗余分析等研究不同土地利用方式下土壤理化性質(zhì)和土壤環(huán)境對土壤生態(tài)化學(xué)計量的影響，探討C、N、P生態(tài)化學(xué)計量在巖溶生態(tài)系統(tǒng)中的指示作用，為揭示巖溶生態(tài)系統(tǒng)各組分之間的養(yǎng)分循環(huán)規(guī)律及闡明系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于廣西馬山縣西部（圖1），地處東經(jīng)107°43′12″～107°56′24″，北緯23°27′36″～23°39′36″，屬于南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫21.3 ℃，年均降水量1480～1667 mm，但四季分布不均，春秋多干旱，夏季偏洪澇。研究區(qū)地形受構(gòu)造和地層巖性的影響，山脈走向、谷地延展方向及水系分布方向多與構(gòu)造侵蝕線相一致。巖溶區(qū)外圍為中三疊統(tǒng)砂頁巖地層，巖性較軟弱，易受風(fēng)化及地表水作用形成低矮的丘陵;在丘陵和巖溶山區(qū)交接的地帶，因匯水條件好，巖溶發(fā)育，形成狹長的谷地。研究區(qū)土地利用方式多樣，有林地集中分布在低山丘陵區(qū)，樹木郁閉度≥20%，土壤類型主要為赤紅壤;水田位于谷地，土壤類型主要為水稻土;旱地分布在谷地兩側(cè)坡底和巖溶洼地底部，土壤類型為赤紅壤和棕色石灰土;灌木林地分布在巖溶區(qū)山體，草地分布在石漠化區(qū)域，土壤類型均為棕色石灰土。

1. 2 樣品采集

土壤樣品采集和加工按照DZ/T 0295—2016《土地質(zhì)量地球化學(xué)評價規(guī)范》進(jìn)行。4～12個采樣點(diǎn)/km2，在同一類土地利用方式中采用S形、X形或棋盤形向四周輻射20～50 m采集3～5等份組合成1個混合樣，最大限度反映區(qū)域內(nèi)土壤環(huán)境質(zhì)量狀況。采回的土壤樣品自然風(fēng)干，用木棍碾壓，采用靜電吸附方法清除細(xì)小植物須根，土樣全部通過2 mm孔徑篩，測試土壤pH、堿解N、有效P和速效K等指標(biāo)，縮分過60目篩測試土壤有機(jī)質(zhì)和N元素，過200目篩測試P和K元素。

1. 3 測定項目及方法

土壤pH采用離子選擇電極法測定;全N含量采用凱氏定氮容量法測定;有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀氧化—硫酸亞鐵銨法滴定，有機(jī)質(zhì)含量乘以系數(shù)0.58換算成有機(jī)C含量（Post et al.，1982）;堿解N含量采用硫酸亞鐵—鋅粉還原、堿解—擴(kuò)散法測定;有效P含量采用氟化銨—鹽酸溶液或碳酸氫鈉溶液浸提，電感耦合等離子體光譜法測定;速效K含量采用乙酸銨浸提，等離子體發(fā)射光譜法測定;全P含量采用X射線熒光光譜法測定，全K含量采用等離子體發(fā)射光譜法測定。

1. 4 統(tǒng)計分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計分析，冗余分析使用Canoco 5完成。

2 結(jié)果與分析

2. 1 土壤有機(jī)C、全N和全P含量及其生態(tài)化學(xué)計量的空間分布規(guī)律

由表1可知，研究區(qū)土壤有機(jī)C、全N和全P含量均值分別為13.83、1.75和0.92 g/kg;土壤C∶N、C∶P和N∶P均值分別為7.95、18.79和2.28，土壤C∶N∶P總體為18.13∶2.28∶1，研究區(qū)土壤C∶N∶P表現(xiàn)出中等程度的空間異質(zhì)性;C∶P變異系數(shù)最大，為59.05%，C∶N變異系數(shù)最小，為20.84%。從單元素的變異系數(shù)可看出，P元素變異系數(shù)最大，其次是C和N元素，三者均呈中等程度的變異性。

運(yùn)用普通克里格法對研究區(qū)土壤有機(jī)C、全N、全P、C∶N、C∶P和N∶P進(jìn)行空間插值，得到空間分布圖（圖2）。從圖2可看出，土壤有機(jī)C與全N的空間分布較一致，多呈條帶狀或斑塊狀分布，含量分別主要集中在10.49～13.59 g/kg和1.41～1.77 g/kg，高值區(qū)主要集中在水田和灌木林地，低值區(qū)主要分布在旱地和有林地;全P含量高值區(qū)主要集中在旱地和灌木林地，低值區(qū)主要分布在有林地;C∶N與C∶P、N∶P分布趨勢總體一致，能在一定程度上體現(xiàn)空間異質(zhì)性，空間分布上與土地利用方式相似，有林地和水田分布區(qū)比值較高，而在巖溶山區(qū)比值較低。

2. 2 不同土地利用方式下土壤有機(jī)C、全N和全P含量及生態(tài)化學(xué)計量的統(tǒng)計描述

單因素ANOVA分析（表2）顯示，不同土地利用方式下土壤有機(jī)C、全N和全P含量變化規(guī)律不同。土壤有機(jī)C、全N和全P含量變化趨勢分別為水田>灌木林地>草地>有林地>旱地、灌木林地>水田>草地>旱地>有林地、旱地>草地>灌木林地>水田>有林地;除了全N含量在草地和水田間及全P含量在旱地和草地間差異不顯著（P>0.05，下同）外，土壤有機(jī)C、全N和全P含量在不同土地利用方式間表現(xiàn)出顯著差異（P<0.05，下同）。

不同土地利用方式下土壤C∶N、C∶P和N∶P也表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律（表2、圖3）。C∶N的變化趨勢為水田>有林地>旱地>灌木林地>草地，C∶P和N∶P的變化趨勢均為水田>有林地>灌木林地>草地>旱地，不同生態(tài)系統(tǒng)的N∶P均小于14，說明土壤中的N可能是限制生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)供給的主要元素。

除了灌木林地、草地和旱地之間的C∶N差異不顯著，水田和有林地之間的C∶N差異不顯著，水田和有林地之間的C∶P、N∶P差異不顯著外，C∶N、C∶P和N∶P在其他土地利用方式間均差異顯著。分布在碳酸鹽巖上的灌木林地和草地，其pH和全P含量顯著高于砂頁巖上的有林地（表3），全P和全K在不同土地利用方式（圖3-D）及成土母質(zhì)上（表3）的變化趨勢相反。

2. 3 不同土地利用方式下土壤C、N、P化學(xué)計量空間分異特征

2. 3. 1 土壤理化性質(zhì)對C、N、P化學(xué)計量空間分異的影響 對土壤C、N、P及其化學(xué)計量比進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果（表4）顯示，從整體上看，土壤有機(jī)C、全N、全P、C∶N、C∶P、N∶P及pH之間存在顯著或極顯著（P<0.01，下同）相關(guān)性。其中，土壤有機(jī)C含量與全N含量（土壤有機(jī)C=全N×7.4535+0.7583，R2=0.7251）呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)高;C∶N與C∶P、N∶P呈極顯著正相關(guān)，與土壤pH呈極顯著負(fù)相關(guān);C∶P與N∶P呈極顯著正相關(guān)。此外，堿解N、有效P、速效K與全N、全P、全K的相關(guān)系數(shù)分別為0.724、0.490和0.109，均呈極顯著正相關(guān)。

2. 3. 2 不同土地利用方式土壤理化性質(zhì)和土壤環(huán)境對C、N、P化學(xué)計量空間分異的影響 對不同土地利用方式下土壤理化性質(zhì)及環(huán)境因子與土壤生態(tài)化學(xué)計量比等進(jìn)行冗余分析，得到土壤理化性質(zhì)和環(huán)境因子對土壤C、N、P化學(xué)計量特征影響的排序圖（圖4）。研究區(qū)總體數(shù)據(jù)顯示，土壤C、N、P化學(xué)計量特征在第Ⅰ、Ⅱ排序軸解釋量分別為51.44%和1.45%，累積解釋量達(dá)52.89%。對土壤C∶N、C∶P和N∶P化學(xué)計量特征影響的因素排序為：堿解N>全K>有效P>成土母質(zhì)>pH>土地利用，均顯著影響土壤C、N、P化學(xué)計量特征，解釋變異信息的量分別為17.1%、16.7%、15.8%、9.2%、8.7%和3.1%。堿解N、全K、成土母質(zhì)、土地利用與C∶N、C∶P、N∶P呈正相關(guān)，而有效P、pH、速效K、土壤成因與C∶N、C∶P、N∶P呈負(fù)相關(guān)。

水田、旱地、有林地、灌木林地和草地土壤C、N、P化學(xué)計量特征在第Ⅰ排序軸解釋量分別為53.07%、28.32%、45.56%、42.48%和48.05%（圖4），但土壤理化性質(zhì)和環(huán)境因子對土壤C∶N、C∶P和N∶P化學(xué)計量特征影響因素大小不同，其中，水田為pH>有效P>堿解N，旱地為有效P>堿解N>成土母質(zhì)和全K，有林地為pH>成土母質(zhì)>土壤成因，灌木林地為有效P>堿解N>pH，草地為有效P>堿解N>成土母質(zhì)。有效P在所有土地利用方式土壤C、N、P化學(xué)計量特征排序圖上均與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著負(fù)相關(guān)，而堿解N和成土母質(zhì)在所有土地利用方式土壤C、N、P化學(xué)計量特征排序圖上均與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著正相關(guān);pH在水田、旱地和有林地土壤C、N、P化學(xué)計量特征排序圖上與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著負(fù)相關(guān)，而在灌木林地和草地土壤中呈顯著正相關(guān);盡管全K在研究區(qū)總體數(shù)量中對土壤C∶N、C∶P、N∶P化學(xué)計量特征影響較大，解釋量為16.7%，但在不同土地利用方式土壤中的解釋量很低，可能與不同土地利用方式下土壤K含量差異較大，與土壤有機(jī)C相關(guān)性不顯著有關(guān)。

3 討論

3. 1 不同土地利用方式下土壤C、N、P分布特征

不同土地利用方式有不同的植被覆蓋或不同的人類活動程度，從而導(dǎo)致C、N、P進(jìn)入土壤的方式不同，根系活動強(qiáng)度與空間不同引起的有機(jī)C量存在較大差異，如死亡根系、根系分泌物等。不同土地利用方式土壤有機(jī)C消耗也存在一定差異。

研究區(qū)水田有機(jī)C平均含量最高，為18.92±4.87 g/kg，略高于第二次土壤普查全國水田平均值16.7±7.5 g/kg（許泉等，2006），一方面與當(dāng)?shù)馗N時將稻茬翻耕還田，增加了有機(jī)質(zhì)的供給有關(guān);另一方面，厭氧環(huán)境下延緩了有機(jī)質(zhì)分解。土壤有機(jī)質(zhì)中的胡敏酸分子量大，可與Ca結(jié)合成難溶于水的Ca鹽，有助于巖溶區(qū)土壤有機(jī)質(zhì)積累（陳家瑞等，2012）。水田的成土母質(zhì)主要為砂頁巖類及砂頁巖為主的沖積物，P含量低，經(jīng)過長期的耕作、施肥和收獲等，土壤P素逐步消耗。

旱地的土壤有機(jī)C含量最低，僅為10.60±3.34 g/kg，低于第二次土壤普查全國旱地平均值11.3±8.5 g/kg（許泉等，2006）;全N含量也低于巖溶區(qū)的灌木林地、草地和水田，旱地不利于土壤有機(jī)C和全N的積累（李新愛等，2006）。農(nóng)民會在耕地中施加富含N、P、K等元素的肥料，加快農(nóng)作物生長，農(nóng)作物對土壤部分種類有機(jī)質(zhì)的分解、吸收加快。同時，農(nóng)作物根系活動加強(qiáng)，對根際土壤環(huán)境具有一定的改善作用，從而為土壤微生物活動提供較好的環(huán)境，加速土壤微生物對土壤有機(jī)質(zhì)的降解（朱麗霞等，2003）。也有研究表明，當(dāng)土壤養(yǎng)分有效性降低時，生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力會受到限制（Harrington et al.，2001），土壤有機(jī)質(zhì)分解作用和森林地表C積累作用也會降低（Hobbie and Vitousek，2000）。

本研究區(qū)的有林地分布在巖溶區(qū)外圍的三疊紀(jì)中統(tǒng)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖，土壤有機(jī)質(zhì)、全N、全P和水解N含量均低于針闊混交林，種植的速生桉樹對土壤有機(jī)質(zhì)消耗量高于針闊混交林（李國平等，2014）。

灌木林地和水田有一致的有機(jī)質(zhì)含量范圍，但灌木林地土壤的全N和全P含量顯著高于水田，石灰土具有富Ca偏堿性，全N和全P含量均與pH呈極顯著正相關(guān)，灌木林地土壤pH顯著高于水田。有研究顯示，隨著石灰土發(fā)育，石灰土P及速效P含量呈遞減趨勢，Ca總量及其形態(tài)均降低，可能導(dǎo)致巖溶地區(qū)石灰土P及其有效性缺乏（梁建宏等，2016）。

成土母質(zhì)、風(fēng)化程度和人為的耕作施肥措施也是影響土壤N、P、K狀況的主要因素（魯如坤，1989）。研究區(qū)全N較我國平均水平（1.54 g/kg）（李啟權(quán)等，2010）高0.21 g/kg，全P處于我國中等水平（0.2～1.1 g/kg）（魯如坤，1989）。分布在石灰土上的灌木林地和草地，pH和全P含量高于砂頁巖上的有林地，而全P和全K在不同土地利用方式和成土母質(zhì)上的差異，很大程度受地質(zhì)背景控制。

3. 2 C、N、P化學(xué)計量特征的影響因素

土壤C∶N與其有機(jī)質(zhì)分解速度呈反比關(guān)系（Batjes，1996）。土壤C∶N反映土壤C、N平衡關(guān)系，對土壤肥力及C、N循環(huán)有重要影響（齊雁冰等，2008）。土壤低C∶N表明有機(jī)質(zhì)具有較快的礦化作用，使得土壤有機(jī)層的有效N含量較高。本研究區(qū)土壤C∶N在7.13～9.26，低于我國土壤C∶N均值10～12（黃昌勇，2000），土壤C∶N∶P總體為18.13∶2.28∶1，低于我國土壤C∶N∶P均值（60∶5∶1）（曾冬萍等，2013），N∶P低于我國平均水平（4.65）（盧同平等，2017），土壤有機(jī)質(zhì)總體缺乏。

水田土壤的C∶N、C∶P和N∶P均高于其他土地利用方式，說明其有機(jī)質(zhì)礦化速率低，P含量較低，使其具有較高的C∶P。有林地C∶N、C∶P和N∶P僅次于水田，水田的成土母質(zhì)和有林地相近，成土母質(zhì)主要通過影響土壤機(jī)械組成來影響土壤N、P含量分異，相同成土母質(zhì)的N∶P接近。有林地土壤全N、全P含量均較低，土壤pH也較低;土壤pH影響硝化細(xì)菌豐度、多樣性和組成，改變土壤硝化作用（張凱樂，2017），進(jìn)而影響土壤有機(jī)質(zhì)的微生物分解。土壤pH通過影響微生物和酶的活性而顯著影響土壤C、N、P的固定和累積，以及土壤養(yǎng)分空間分布。本研究中，土壤pH與土壤有機(jī)C、全N、全P呈極顯著正相關(guān)，而與C∶N、C∶P、N∶P呈極顯著負(fù)相關(guān)。pH在水田、旱地、有林地土壤C、N、P化學(xué)計量特征排序圖上與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著負(fù)相關(guān)，梁國華等（2018）也發(fā)現(xiàn)鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林土壤在長期模擬酸雨作用下，土壤酸化導(dǎo)致土壤C積累及P流失。pH在灌木林地和草地土壤C、N、P化學(xué)計量特征排序圖上與C∶N、C∶P、N∶P呈顯著正相關(guān)。旱地人類活動強(qiáng)度大、施肥量少于水田且地表作物大多被收取，歸還量小，土壤C∶P和N∶P最低。旱地C∶N、C∶P、N∶P較低，除與土壤有機(jī)C含量低有關(guān)外，還與較高的全P含量有關(guān)。

灌木林地和草地主要土壤類型為石灰土，富Ca偏堿性，土壤中的Ca極易與難溶性無機(jī)P結(jié)合生成Ca10-P沉淀，使得土壤P不易淋失（張素霞，2008），土壤pH及Ca含量增加，土壤總P有較明顯的洼積效應(yīng)（俞月鳳等，2018）。灌木林地和草地通過凋落物等返回給土壤表層的有機(jī)質(zhì)也相對較高，C∶N、C∶P和N∶P處于中等水平。

本研究中，不同土地利用方式土壤C∶P表現(xiàn)為水田>有林地>灌木林地>草地>旱地，與全P變化趨勢基本相反，而有效P與全P呈極顯著正相關(guān)，土壤C∶P低說明土壤P有效性更高，土壤C∶P是評價P有效性高低的一個重要指標(biāo)（王紹強(qiáng)和于貴瑞，2008），旱地較低的C∶P與其具有較低的有機(jī)C含量有關(guān)。N∶P是反映土壤N、P限制的具體指標(biāo)，在單位N、P養(yǎng)分狀況下，N∶P<14反映N限制，而N∶P>16反映P限制，14

4 結(jié)論

研究區(qū)土壤普遍缺乏有機(jī)質(zhì)和N元素，而P元素相對豐富，有機(jī)C和全N具有較高的相關(guān)系數(shù)，空間分布一致，水田和旱地應(yīng)多施有機(jī)肥和N肥，使之養(yǎng)分達(dá)到較好的平衡狀態(tài)。土壤C、N、P化學(xué)計量在空間分布上和土地利用方式具有一致性。堿解N、有效P、pH和成土母質(zhì)是影響研究區(qū)不同土地利用方式下土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計量的關(guān)鍵因子。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）