达拉特旗砒砂岩裸露区退耕还林土壤生态化学计量分布

为探究土壤颗粒及土壤生态化学计量学特征对砒砂岩区退耕还林措施的响应,以油松(Pinusta buliformis Carr.)、柠条(Caragana korshinskii Kom.)、小叶杨(Populus simonii Carr.)林地和本氏针茅(Stipa bungeana Trin.)草地为研究对象,以坡耕地为对照,通过野外分层取样与室内试验相结合的方式,运用多重分形理论探究土壤颗粒分布(PSD)、土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量比的分布规律及其相互关系.结果 表明:1)不同措施下土壤颗粒均表现出良好的分形特征,退耕还林可以显著增加PSD分布范围、非均匀性和离散程度,并且可以通过提升土壤的优质细粒含量,增加吸附土壤养分的胶结物质,促进土壤C、N、P含量的提升.2)不同措施土壤C、N和P质量分数均值为4.940、0.570和0.056 g/kg,其中C和N元素含量较低,P元素严重匮乏,是本地区的限制元素;土壤C/N、C/P和N/P介于8.02 ～9.91、77.65 ～94.34和8.50 ～11.03之间,不同措施及剖面层次间波动较小.3)黏、粉粒和细砂粒是决定本区域土壤C、N和P元素含量的主要土壤颗粒,能够较好的解释土壤C、N和P元素含量分布特征,奇异谱谱宽(△α)、容量维数(D0)与土壤C和N含量呈极显著正相关(P＜0.01),△α、奇异谱谱形(△f)与C、N、P计量比呈极显著正相关(P＜0.01).该研究显示,柠条林对土壤PSD及土壤养分(C、N和P含量)的改良效果最佳,是砒砂岩区生态修复的优良树种,分形参数在表征土壤生态化学计量特征有较好应用的前景.