0 引言

【研究意义】桉树是世界公认的三大速生树种之一，被全球热带亚热带地区广泛种植。随着全球环境意识的不断增强，桉树人工林的营林理论和技术遭到严峻挑战，探讨桉树人工林绿色可持续营林理论和技术具有全球意义。【前人研究进展】炼山是我国南方林区清理林地的传统方法。有研究表明，炼山有利于林地的清理、整地和造林工作，同时也有利于改善采伐迹地的卫生状况，降低造林抚育成本[1-4]。炼山还可消除一些非目标物种，为幼林的生长扫除竞争，还能够促进腐殖质形成和养分归还，有利于人工林的早期生长[5]。但炼山容易造成水土流失、大气污染、破坏生物多样性及引发森林火灾等[4]。炼山能够短时间提高土壤肥力、造林成活率及林下植被发育，但会降低生物多样性、加重水土流失[6-9]。近年来，套种绿肥也是人工林经营中较常用的培肥措施，即在林分中种植1年生或多年生绿肥植物作为覆盖林地的一种土壤管理方法。大量研究表明，套种绿肥可以增加生物量，改善土壤结构,提高土壤肥力[10]；绿肥在提高土壤有机质含量的同时,可增加土壤碱解氮、速效磷和速效钾含量[11-13],使土壤容重下降、孔隙度和水稳性结构体增加[14]；绿肥在提高土壤肥力的同时[15-16],还能减少和阻止土壤侵蚀，保持土壤质量，对退化地的改良具有很好的效果[17]。【本研究切入点】生态化学计量学是生物地球化学研究的重要内容,主要研究植物各器官和土壤C、N、P养分含量及计量比值变化,有助于揭示植物生长的养分分配和限制因子状况,以及植物与土壤的作用关系[18-19]。本研究探讨炼山、套种绿肥等营林措施对桉树人工林林下植物和土壤生态化学计量特征的影响。【拟解决的关键问题】通过炼山和套种绿肥等营林措施的比较试验研究，定量分析不同营林措施对桉树人工林生态化学计量特征的影响，为桉树人工林绿色可持续发展提供理论依据。

余荫山房中植物景观元素类型丰富，既有本地品种，也有外来品种，其中乔木24种，灌木24种，集中分布于前庭院和周围，与园中建筑相得益彰。“深柳堂”前炮仗花为园主亲手种植，干粗如树，形如盘龙绕住，在春节前后花朵盛开时状如串串炮竹，呈现“红雨”视觉景观[10]。旱庭中的南洋杉为西方的树种，引自大洋洲，与余荫山房中的几何水池、拱形门窗、彩色玻璃相互映衬。“来熏亭”一侧的木菠萝冠幅宽大，叶色浓绿亮泽，宛如绿云遮盖，极富岭南风情[11]。“玲珑水榭”东侧对植桂花，除了追求秋季盛开时花香满园的嗅觉感受外，更加象征了园主家族“一门三举人，父子同折桂”的崇高荣誉。

2.2.2 冻干参数的确定 玻璃化转变温度的测定：玻璃化转变温度是非晶态聚合物的一个重要物理性质，也是凝聚态物理基础理论中的一个重要问题和难题，是高聚物无定形部分从冻结状态到解冻状态的一种松弛现象。如图1所示，采用差热扫描量热仪（DSC）测定枸杞子的玻璃化转变温度，其玻璃化转变温度为−28.24 ℃。

1 样地设置与研究方法

1.1 样地设置及概况

样地位于广西凭祥市热带林业实验中心青山实验场67林班(22°10′N，106°41′E)，海拔200～300 m，属于干湿季分明的南亚热带季风气候。土壤为砖红壤，pH值为4.1～6.0。试验地前茬为1975年营造的马尾松纯林。2011年11月皆伐、整地后于2012年春以“双龙出海”模式种植桉树，造林密度为1 428株/hm2。本实验采用随机区组实验设计，每区组重复3次，各区组均设置4个面积为30 m×20 m的样方，随机布设不炼山+不套种绿肥(CK)和炼山+不套种绿肥(B+NGF)、不炼山+套种绿肥(NB+GF)、炼山+套种绿肥(B+GF)4种处理。在桉树宽行(7 m)间套种绿肥(山毛豆)，种植绿肥的行距为50 cm。各样地的基本情况见表1。

表1 样地的基本情况

Table 1 Basal situation of the sampling plots

  

处理Treatment海拔Altitude (m)坡向Aspect坡度Slope (°)坡位Slope position土壤类型Soil type郁闭度Canopy density (%)林下植被盖度Understory vegetation coverage (%)NB+NGF1230西南Southwest27下坡Downslope砖红壤Latosol4290NB+NGF2233西北Northwest24下坡Downslope砖红壤Latosol4095NB+NGF3259西北Northwest25中坡Midslope砖红壤Latosol4078B+GF1235西南Southwest21下坡Downslope砖红壤Latosol4590B+GF2234西北Northwest23下坡Downslope砖红壤Latosol4563B+GF3265北North20中坡Midslope砖红壤Latosol42100NB+GF1229西南Southwest23中坡Midslope砖红壤Latosol43100NB+GF2227东北Northeast25下坡Downslope砖红壤Latosol4573NB+GF3264北North24中坡Midslope砖红壤Latosol4271B+NGF1237西南Southwest21下坡Downslope砖红壤Latosol4560B+NGF2229东北Northeast23下坡Downslope砖红壤Latosol4368B+NGF3269北North20中坡Midslope砖红壤Latosol4295

注：NB+NGF表示不炼山+不套种绿肥，NB+GF表示不炼山+套种绿肥，B+NGF表示炼山+不套种绿肥，B+GF表示炼山+套种绿肥

Note：NB+NGF indicates without controlled burning and green manure plant interplanting，NB+GF indicates without controlled burning but interplanting green manure plant，B+NGF indicates controlled burning without green manure plant interplanting，B+GF indicates controlled burning and green manure plant interplanting

1.2 样品的采集

1.2.1 林下植物样品的采集

炼山+不套种绿肥处理草本层地上部分C∶N(56.51)及C∶P(209.31)显著高于不炼山+不套种绿肥，而不炼山+套种绿肥的N∶P(5.88)及C∶P(211.43)显著高于不炼山+不套种绿肥(图1d、e、f)。而灌木层地上部分C∶N表现为不套种绿肥的显著高于套种绿肥的。不炼山+套种绿肥处理灌木层地上部分N∶P(5.13)显著高于不炼山+不套种绿肥(3.79)和炼山+套种绿肥处理(3.33)，但与炼山+不套种绿肥的差异不显著(图1e)。炼山+不套种绿肥处理灌木层C∶P(254.26)最高，显著高于不炼山处理的，而炼山+套种绿肥的最低(103.20)，显著低于其他处理(图1f)。

植物C∶N和C∶P代表植物吸收营养元素时同化C的能力，反映了植物对营养元素的利用效率[24]。Göran[25] 与Stemer等[26]的研究也指出，C∶N、C∶P越大，植物生长速度越快。在本研究中，林下灌木层、草本层植物的C∶N都高于全国平均水平(28.5)[27]，说明林下灌木层同化C的能力较强，并能高效利用营养元素，有利于植物的生长。N∶P常作为指示植物氮受限或磷受限的指标，N∶P值小于14意味着氮受限，而N∶P值大于16则意味着植物更多地受到磷的限制，介于两者之间表明受到氮、磷元素的共同限制[28-29]。本实验中，不同处理的N∶P(2.04±0.11～4.31±0.28)远远低于全国N∶P水平(14.4)[30]和全球平均水平(13.8)[31]，这可能与本研究测定的是植物地上部分而非叶片有关。

在每个30 m×20 m样地按品字形挖3个土壤剖面，按照0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm分层采集土壤样品，各层土壤混匀后制成混合土样，自然风干用于测定土壤有机碳、全氮、全磷。

将烘干的植物样品和风干的土样分别研磨后，过100目筛。分别准确称取0.5 g植物、土壤样品，采用重铬酸钾氧化-外加热法测定植物、土壤有机碳含量[20]。分别准确称取0.5 g植物、土壤样品，经硫酸铜-硫酸钾-硫酸消煮(5 mL浓硫酸及1.0 g CuSO4、10.0 g K2SO4混合催化剂)浸提后，采用AA3型连续流动化学分析仪(德国 Bran Luebbe)测定全氮含量[21]。分别准确称取0.5 g植物、土壤样品，采用酸溶-钼锑抗比色法测定全磷含量[22-23]。

1.3 样品的分析测定

用户每日活跃在社交网络上，维护网络社交关系，在这一过程当中就极容易透露很多个人信息。比如不少用户愿意随时随地使用分享地理位置的服务，将个人的地理位置坐标分享给社交网络中的好友，于是就会把个人活动路线告知他人。可以说用户在频繁应用信息分享服务的过程中，其本身可以保留的隐私数量就会逐步减少。除了发布文字信息之外，用户还会在社交网络上发布一些图片与视频类的信息，而借助这些信息碎片，商业公司能够收集获取用户手机号等信息，还可以推测出消费特征、婚姻状况、工作状况等极为隐私的内容。网络黑客也极有可能利用分享的信息这一片从事网络诈骗和资金盗取活动。

塔体高一丈，呈上细下粗的圆台形，塔内一具骸骨，莹白如玉，跪坐于地——在云浮族中，跪姿并不表示卑微下贱，而是谦逊和尊重——两只枯爪，高高地托举着一把红色的刀。

1.4 数据处理

由图3可知，土壤与林下草本、灌木层植物地上部分的生态化学计量比大都呈现负相关关系，但只有0～10 cm土壤与草上的C∶N相关性显著(P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 炼山和套种绿肥对桉树人工林林下植物C、N、P的影响

与不炼山+不套种绿肥处理相比，炼山+套种绿肥处理能显著提高草本层地上部分全磷含量(6.12 g/kg)，而不炼山+套种绿肥处理、炼山+不套种绿肥处理则显著降低草本层地上部分全磷含量(图1 c)。炼山+套种绿肥处理也能提高灌木层植物地上部分全磷含量(4.39 g/kg)，但与不炼山+不套种绿肥和不炼山+套种绿肥处理的差异不显著，而炼山+不套种绿肥处理灌木层地上部分全磷含量最低(2.19 g/kg)，显著低于其他处理。

  

HAG:草本层地上部分；SAG：灌木层地上部分；NB+NGF：不炼山+不套种绿肥；NB+GF：不炼山+套种绿肥；B+NGF：炼山+不套种绿肥；B+GF：炼山+套种绿肥；不同小写字母表示不同处理下各组分之间的C、N、P化学计量之间存在显著差异

HAG:Aboveground part of herb layers;SAG：Aboveground part of shrub layers;NB+NGF：Without controlled burning and green manure plant interplanting;NB+GF：Without controlled burning but interplanting green manure plant;B+NGF：Controlled burning without green manure plant interplanting;B+GF：Controlled burning and green manure plant interplanting.Different lowercase indicates significant difference between C,N,P stoichiometry under different treatments

图1 炼山及套种绿肥对林下植物C、N、P影响

Fig.1 Effects of controlled burning and green manure plant interplanting on understory C,N and P

不同处理草本和灌木层植物地上部分全氮含量变化分别为6.64～11.82 g/kg、10.84～16.95 g/kg。不炼山条件下，草本植物地上部分全氮含量显著高于炼山处理。灌木层植物地上部分全氮含量表现为套种绿肥显著高于不套种绿肥(P<0.05,图1b)。

由图1a～c可以看出，炼山、套种绿肥对桉树人工林下植物地上部分有机C、N、P含量有显著的影响。不炼山+不套种绿肥处理的草本、灌木层植物地上部分有机碳含量最高，分别为 422.27 g/kg和590.37 g/kg，炼山+套种绿肥处理的最低，相应为321.65 g/kg和449.08 g/kg，炼山+套种绿肥处理显著降低草本、灌木层植物的有机碳含量(P<0.05)；炼山+不套种绿肥处理和不炼山+套种绿肥处理的居二者之间，但其有机碳含量也显著高于炼山+套种绿肥处理(图1a)。

将每个30 m×20 m样方随机设置3个5 m×5 m、2 m×2 m的小样方，分别用于采集灌木层、草本层植物地上部分样品，分装入牛皮纸信封，带回实验室烘干。

小儿厌食症发病率相对较高,厌食现象发生后会使得患儿的正常进食受到影响,随之威胁到患儿机体的营养吸收和身体健康,因此临床应该注重对其及时采取有效的方法进行治疗[2]。

2.2 炼山和套种绿肥对桉树人工林土壤C、N、P的影响

  

NB+NGF：不炼山+不套种绿肥；NB+GF：不炼山+套种绿肥；B+NGF：炼山+不套种绿肥；B+GF：炼山+套种绿肥；不同小写字母表示不同处理下同一土壤层次的C、N、P化学计量之间的差异

NB+NGF：Without controlled burning and green manure plant interplanting;NB+GF：Without controlled burning but interplanting green manure plant;B+NGF：Controlled burning without green manure plant interplanting;B+GF：Controlled burning and green manure plant interplanting;Different lowercase indicates significant difference between soil C,N,P stoichiometry under different treatments

图2 炼山及套种绿肥对土壤C、N、P的影响

Fig.2 Effects of controlled burning and green manure plant interplanting on soil C,N and P

从图2可以看出， 土壤有机碳和全氮含量随土壤层次的加深而递减， 土壤表层有机碳和全氮含量最高，分别为(29.76±1.16)g/kg和(1.58±0.06)g/kg；土壤全磷在表层土0～10 cm富集最多(0.15±0.016)g/kg，呈现随土壤深度先减小后增加的趋势。从图2a中可以看出，不管炼山还是套种绿肥都降低20～40 cm、40～60 cm土层的有机碳含量；对于0～10 cm、10～20 cm土层，单一的炼山或套种绿肥都降低有机碳含量，而炼山+套种绿肥反而显著提高有机碳含量，但都比不炼山+不套种绿肥处理的有机碳含量低。炼山显著提高20～40 cm土层的全氮含量(P<0.05)，套种绿肥对土壤全氮有一定的影响，但差异不显著(P>0.05)(图2b)。单一的炼山处理提高了土壤的全磷含量，单一的套种绿肥有效提高10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的全磷含量，表层土0～10 cm不管是炼山还是套种绿肥都显著降低了土壤中的全磷含量(P<0.05)(图2c)。

从图2d可以看出，炼山降低了土壤的C∶N，尤其是40～60 cm土层(P<0.05)，套种绿肥降低了土壤的C∶N,炼山+套种绿肥提高0～10 cm及10～20 cm土层的C∶N，却降低20～40 cm及40～60 cm土层的C∶N,但总体差异不显著(P>0.05)，对照处理的土壤C∶N最高,且0～10 cm土层的C∶N与土壤有机碳含量一致，其他土层的C∶N与土壤全氮含量一致。从图2e中可以看出，不炼山情况下套种绿肥提高表层0～10 cm却降低20～40 cm、40～60 cm土层的N∶P,但差异不显著(P>0.05)，显著降低10～20 cm土层的N∶P(P<0.05)；炼山情况下套种绿肥不同程度的提高土壤的N∶P，但差异不显著(P>0.05)，土壤的N∶P与全磷含量升降趋势相反；不同处理20～40 cm、40～60 cm土层的N∶P无显著差异。炼山显著降低土壤的C∶P(P<0.05)，套种绿肥显著提高0～10 cm的C∶P(P<0.05)却降低其他土层的C∶P；炼山+套种绿肥处理对土壤的C∶P有一定的影响，但含量升降的幅度不大(P>0.05)，除了0～10 cm土层C∶P与全磷含量一致外，其他土层C∶P与C含量升降趋势一致(图2f)。

2.3 桉树人工林土壤与林下植物生态化学计量特征的相关关系

采用单因素方差分析(one-way analyses of variance)检验不同处理植物、土壤C、N、P化学计量学特征的差异(P<0.05)，采用回归分析探讨植物与土壤C∶N∶P之间的关系。统计分析在SPSS 19.0 软件完成，采用Sigmaplot 10.0作图，所有数据均以均值±标准误表示。

  

图3 林下植物地上部分与土壤的相关关系

Fig.3 Relationship between the aboveground parts of understory parts and soil

3 讨论

1.2.2 土壤样品的采集

根据土地质量地球化学评价规范中的土壤硒元素含量分级标准[16]，对本区土壤硒元素含量进行分级统计(表8)。统计结果显示，本区仅有2.94%的调查面积，土壤硒含量中等，变化范围为0.175～0.37mg/kg；有97.06%的调查面积，土壤硒含量高于0.4 mg/kg，变化范围为0.41～1.01mg/kg。总体来看，本区大多数工作调查面积中土壤硒处于高等级标准。

土壤养分含量是衡量土壤肥沃程度的量化指标，是土壤重要的生态功能，也是植物生长发育的基础。土壤养分状况的好坏直接影响着人工林群落树木生长状况及群落的稳定性，而树木的生长状况又反过来影响土壤的性质和养分状况[32]。本研究中，土壤有机碳和全氮含量随土壤层深度的加大而递减，而土壤全磷呈现随土壤深度先减小后增加的趋势，表层0～10 cm全磷含量最高，这是表层土壤受到外界环境因素和凋落物养分归还的影响，导致养分首先在土壤表层聚集，然后随着水或者其他介质向下迁移扩散，使得土壤表层C、N、P含量一般较深层高。由于土壤磷元素主要来源于母质的矿化，而植物磷元素主要来源于土壤[33]，故土壤表层0～10 cm磷元素得到凋落物的归还补偿，中层土壤磷元素被植物吸收而补偿相对较小，使得土壤全磷随土层深度先减小后上升。

土壤C、N、P化学计量比是衡量土壤有机质组成和质量的重要指标，C∶N是土壤质量比较敏感的指标，土壤的C∶N越低越利于微生物的分解，更加利于N的矿化养分释放[34]。本研究发现，表层土0～10 cm的C∶N(19.07±0.78)、C∶P(212.02±23.49)最高，40～60 cm土层的最低，但都比全国平均水平(14.4,136)高[35]；对于N∶P，土层20～40 cm的最高，40～60 cm的最低。也有研究表明微生物需要C∶N约为25∶1的底物来满足它们的需氮量，当底物的C∶N较高时，微生物需要摄取更多的氮来满足其生长；而C∶N较低时，氮超过微生物生长所需的部分就会释放到枯落物和土壤中[36]。本研究中林地C∶N小于25∶1，则有利于微生物分解释放氮素，40～60 cm土层有利于微生物的分解及N矿化养分的释放。土壤C∶P比值可作为衡量微生物矿化土壤有机物质释放磷或从环境中吸收固持磷素潜力的一种指标[37]。有研究表明，C∶P比值小(小于全国平均值136)[35]微生物在矿化土壤有机质中释放磷的潜力较大[38]，说明研究林分土壤微生物还得从环境中吸收摄取磷素，加剧磷素的竞争。

本研究表明，炼山降低土壤的有机碳含量和土壤0～10 cm的全氮含量，提高10～20 cm、20～40 cm、40～60 cm土层的全氮含量，但提高或降低全氮的幅度不大,这与黄莉等[7]的研究结果一致。本研究还发现，炼山提高土壤的全磷含量。

本研究中，套种绿肥之后，显著降低0～10 cm的有机碳和全磷含量(P<0.05)，小幅度降低0～10 cm、10～20 cm土层的全氮含量(P>0.05)，这与刘小粉等[39]的研究结果一致。套种绿肥降低了10～60 cm土层的有机碳却提高了20～60 cm土层全氮含量和10～60 cm土层的全磷含量。对于套种绿肥后的林下植物有机碳含量降低，灌木层植物的全氮、全磷含量提高，以及草本层植物的全磷含量显著降低，其原因可能是:(1)套种绿肥(山毛豆)之后，山毛豆吸收土壤中的有机碳用于自身的生长，土壤有机碳含量降低，且山毛豆与林下植物竞争土壤中有机碳养分，使得林下植物有机碳含量降低。(2)山毛豆有固氮作用，有助于提高土壤氮含量。与此同时，在土壤N限制状态下，豆科植物与非豆科植物相比，对氮具有更强的竞争力，山毛豆吸收土壤表层的氮素用于自身的生长，使得表层土壤草本层植物全氮含量降低。(3)套种绿肥后土壤表层的全磷含量被绿肥吸收而降低，使得浅根系的草本层全磷含量下降。有关研究表明，套种绿肥有助于磷活化及土壤结构的改善[39]，所以下层土壤的全磷含量较表层的高。

炼山+套种绿肥处理后，土壤表层0～10 cm有机碳和全氮含量显著提高，林下草本植物地上部分全氮和全磷含量显著增加(P<0.05)，与单一的炼山或套种绿肥处理恰好相反，可能是因为炼山与套种绿肥有某种协同作用，可促进土壤有机碳和全氮含量以及林下植物草上全氮、全磷含量的提高，其作用机制尚需进一步研究。

4 结论

炼山可提高林下植物生态化学计量比，却降低了土壤生态化学计量比；套种绿肥总体上提高了林下植物的N∶P和C∶P，降低了林下植物的C∶N及土壤生态化学计量比。炼山+套种绿肥显著影响土壤生态化学计量比值，总体降低林下植物的生态化学计量比，尤其是草上及灌上组分(P<0.05)。

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