石漠化區(qū)退耕植桑地土壤養(yǎng)分與生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征

邢 丹，肖玖軍，王曉紅，張 芳，韓世玉*，羅朝斌

(1.貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 蠶業(yè)研究所，貴州 貴陽 550006；3.貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽 550001)

【研究意義】生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)多重化學(xué)元素平衡的科學(xué)，對(duì)研究退化生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性以及植被恢復(fù)過程中土壤-植物相互作用提供新思路[1-2]。土壤C、N、P是土壤養(yǎng)分的主要組成部分，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，研究其生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征對(duì)植物功能、指示土壤養(yǎng)分循環(huán)與平衡等具有重要意義[3]。C/N和C/P反映植物生長速度[4-5]，并分別反映土壤有機(jī)質(zhì)分解速度和磷有效性高低[6]，N/P可表征養(yǎng)分對(duì)生產(chǎn)力的限制性作用[7]。【前人研究進(jìn)展】近年來，針對(duì)不同類型土壤化學(xué)計(jì)量比研究較多[2,8]。在不同區(qū)域與生境下，由于氣候、植被、母巖、年代、人類活動(dòng)等因子影響，土壤C、N、P含量變化很大，使得生態(tài)化學(xué)計(jì)量比存在時(shí)間與空間的變異性[9-10]。有研究顯示，喀斯特石漠化地區(qū)土壤C、N、P元素是養(yǎng)分循環(huán)與轉(zhuǎn)化的核心，調(diào)節(jié)和驅(qū)動(dòng)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)演替過程[11]。因此，研究土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征，為探討石漠化演變驅(qū)動(dòng)機(jī)制及生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)重建提供科學(xué)支撐[12]。石漠化地區(qū)地表干旱缺水、土被不連續(xù)、水土流失嚴(yán)重、土壤富鈣偏堿缺磷，選擇具有旱生、石生、保水土、喜鈣特點(diǎn)的植被進(jìn)行退耕還林，是該地區(qū)生態(tài)環(huán)境治理的關(guān)鍵[13]。實(shí)施退耕還林，能夠明顯改善土壤養(yǎng)分及有機(jī)質(zhì)含量，并有效遏制水土流失等問題[14]。吳東等[15-16]研究發(fā)現(xiàn)，通過退耕還林等措施，三峽庫區(qū)土壤養(yǎng)分流失得到有效控制，對(duì)小流域的水土流失控制和土壤改良作用明顯。而不同種類植物因生物特性的差異，對(duì)養(yǎng)分的吸收利用有所不同，導(dǎo)致不同退耕還林模式對(duì)土壤養(yǎng)分改善存在顯著差異[17]。桑樹(MorusalbaL.)作為一種速生樹種，根系發(fā)達(dá)，具有石生、耐瘠、喜鈣、耐堿及抗旱等特性，在綠化荒山、治理水土流失等生態(tài)治理方面作用顯著，成為脆弱生態(tài)區(qū)退耕還林重要的先鋒植物之一，現(xiàn)已被作為一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益顯著的重要樹種廣泛種植于石漠化地區(qū)[18-19]。高福軍等[20]研究發(fā)現(xiàn)，山地桑園具有改善土壤性狀及固土保土效益顯著。謝雪東等[21]研究發(fā)現(xiàn)，桑樹作為植物籬，在一定程度上能夠控制土壤養(yǎng)分流失，提升土壤養(yǎng)分含量。【本研究的切入點(diǎn)】然而，土壤養(yǎng)分是植物營養(yǎng)的主要來源，探討時(shí)間尺度上土壤養(yǎng)分元素及其化學(xué)計(jì)量比格局對(duì)群落恢復(fù)與經(jīng)營管理有重要意義[11,22]。因此，本研究提出如下假設(shè)：桑樹作為石漠化區(qū)退耕還林的先鋒植物，在退耕數(shù)年后，土壤性質(zhì)明顯得到改善并呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)，而且土壤養(yǎng)分元素間分配較為均衡。根據(jù)課題組前期調(diào)研實(shí)際情況，筆者等采用以“空間代替時(shí)間”的方法[23]，將退耕還林1年桑園作為對(duì)照，研究還林10年桑園土壤養(yǎng)分元素C、N、P、K、Ca及其計(jì)量化學(xué)特征在不同季節(jié)、不同剖面層變化情況。【擬解決的問題】揭示退耕還林過程中土壤的恢復(fù)特征，旨在為進(jìn)一步優(yōu)化石漠化地區(qū)桑園管理提供的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

貴州省畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)清水鋪鎮(zhèn)研究區(qū)位于27°41′12″N，105°33′49″E，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，年均氣溫14 ℃，年均降雨量900 mm，海拔470 m。黔南州荔波縣洞塘鄉(xiāng)研究區(qū)位于25°15′ 12″ N, 108° 03′ 06″ E，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，年均氣溫19.7 ℃，年均降雨量1263 mm。

1.2 研究方法

利用“空間代替時(shí)間”方法，比較不同退耕還林時(shí)間的桑園其土壤養(yǎng)分元素及其計(jì)量化學(xué)特征在不同季節(jié)、不同剖面層變化情況。以黔南州荔波縣洞塘鄉(xiāng)研究區(qū)的退耕還林1年桑園為對(duì)照，畢節(jié)市七星關(guān)區(qū)清水鋪鎮(zhèn)研究區(qū)的退耕10年的桑園為研究對(duì)象。退耕10年的桑園所種桑樹于2006年引進(jìn)桑苗移栽，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民為了養(yǎng)蠶分別于立春前后和7月初對(duì)桑樹進(jìn)行春伐和夏伐，直至2013年開始停止對(duì)桑樹伐枝，桑樹處于自然生長狀態(tài)[24]。

1.3 樣品采集

分別于2015年1、4、7和10月在研究區(qū)(畢節(jié)，退耕10年桑園)和對(duì)照區(qū)(荔波，退耕1年桑園)兩地桑園進(jìn)行土壤樣品采集。每個(gè)樣地分別采集0～10、10～20和20～30 cm的剖面土壤樣品，挑出植物根系等雜物，風(fēng)干、研磨、過篩后裝入密封袋，供室內(nèi)分析使用。

1.4 測(cè)定指標(biāo)

土壤pH值采用水土比1∶2.5玻璃電極法測(cè)定，土壤有機(jī)碳用 K2Cr2O7外加熱法測(cè)定[25]，全氮用凱氏定氮法測(cè)定[26]，全磷采用鉬銻抗比色法測(cè)定[27]，全鉀采用火焰原子吸收法[28]，全鈣用原子吸收分光光度法[29]。土壤碳氮比(C/N)、碳磷比(C/P)、碳鉀比(C/K)、碳鈣比(C/Ca)、氮磷比(N/P)、氮鉀比(N/K)均采用元素質(zhì)量比。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2013處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，利用SPSS 16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析，用SigmaPlot 10.0 繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 退耕還林桑園土壤的養(yǎng)分特征

從表1看出，荔波(退耕還林1年桑園，對(duì)照)和畢節(jié)(退耕還林10年桑園)2個(gè)不同還林年份桑園土壤有機(jī)碳(OC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全鉀(TK)和全鈣(TCa)含量變化范圍分別為6.02～17.80、1.71～3.95、0.08～0.96、3.97～11.10和1.08～14.34 g/kg。與對(duì)照相比，退耕還林近10年的畢節(jié)桑園土壤養(yǎng)分變化略有不同。在不同季節(jié)，還林近10年的桑園土壤有機(jī)碳、全氮均隨土層深度遞增而呈遞減變化，而全磷、全鉀、全鈣變化各不同。1月份，0～10、10～20和20～30 cm土層有機(jī)碳、全氮、全鉀、全鈣含量均為還林10年桑園>還林1年桑園；4月份，各土層全磷含量為還林1年桑園>還林10年桑園，全鉀為還林10年桑園>還林1年桑園；7月份，各土層全氮、全磷含量大小排序?yàn)檫€林1年桑園>畢節(jié)，全鉀為還林10年桑園>還林1年桑園；10月份，有機(jī)碳、全氮、全鈣在各土層中含量大小排序?yàn)檫€林1年桑園>還林10年桑園，全鉀為還林10年桑園>還林1年桑園。由此得知，退耕還林植桑10年與退耕還林植桑1年比較，不同季節(jié)土壤全鉀均提高，而全磷在4月時(shí)明顯偏低。

2.2 石漠化不同還林時(shí)間桑園土壤養(yǎng)分的生態(tài)化學(xué)計(jì)量

從表2看出，季節(jié)變化過程中，退耕還林1年的荔波桑園在0～30 cm土層碳磷比(C/P)和氮磷比(N/P)基本呈升高趨勢(shì)，C/P和N/P分別為17.0～103.2和3.47～23.6；碳鈣比(C/Ca)呈降低趨勢(shì)，碳氮比(C/N)、碳鉀比(C/K)、氮鉀比(N/K)呈起伏變化。10月較1月C/P和N/P分別升高5.59和5.53倍，而C/Ca降低4.23倍。退耕還林10年的畢節(jié)桑園0～30 cm土壤，1-10月，C/P、N/P呈升高趨勢(shì)，10月較1月分別升高2.66和2.90倍，而C/K、N/K呈降低趨勢(shì)，分別降低1.70和1.46倍。并且，桑樹在全年生長過程中，還林10年土壤C/N、C/P、N/P均大于還林1年，但C/K、N/K(除10月)均小于還林1年。

2.3 石漠化還林桑園土壤養(yǎng)分生態(tài)化學(xué)計(jì)量變化特征

2.3.1 季節(jié)變化特征 由圖1看出，季節(jié)變化過程中，還林桑園土壤養(yǎng)分的生態(tài)化學(xué)計(jì)量變化趨勢(shì)不同。①C/N。0～10 cm土層，還林1年桑園土壤C/N隨季節(jié)變化呈降-升-降趨勢(shì)，還林10年桑園土壤呈升-降-升趨勢(shì)；10～20 cm土層，還林1年桑園土壤C/N隨季節(jié)變化呈升-降-升趨勢(shì)，而還林10年桑園土壤在1、4和7月變化不明顯，10月明顯下降；20～30 cm土層，還林1和10年桑園C/N均隨季節(jié)呈先升后降的變化趨勢(shì)。②C/P和N/P。還林1和10年桑園0～10 cm土層C/P、N/P隨季節(jié)變化呈升高趨勢(shì)；在還林1年桑園10～20和20～30 cm土層中，C/P、N/P隨季節(jié)變化先略有減少后大幅增加，在還林10年桑園C/P、N/P先增加后減少但總體呈增加趨勢(shì)。③C/K。還林1年桑園0～10和20～30 cm土層C/K隨季節(jié)呈相反變化，前者表現(xiàn)為先升后降，后者表現(xiàn)為先降后升，而20～30 cm土層中變化不明顯。還林10年桑園0～10 cm土層C/K隨季節(jié)變化不明顯，但10～20和20～30 cm土層C/K隨季節(jié)變化呈降低趨勢(shì)。整體上，不同季節(jié)土壤C/K均表現(xiàn)為還林1年>還林10年。④C/Ca。在桑樹全年生長過程中，還林1年桑園不同土層土壤C/Ca從1月到4月后呈下降趨勢(shì)，而還林10年桑園不同土層土壤C/Ca隨季節(jié)變化均呈升-降-升變化趨勢(shì)。⑤N/K。還林1和10年桑園土壤N/K在不同季節(jié)均表現(xiàn)為還林1年>還林10年，但隨季節(jié)變化不明顯。

表1 退耕還林1年(荔波)和退耕還林10年(畢節(jié))桑園的土壤養(yǎng)分(g/kg)

表2 退耕還林1年(荔波)和退耕還林10年(畢節(jié))桑園土壤的生態(tài)化學(xué)計(jì)量

2.3.2 剖面變化特征 相同季節(jié)還林1和10年不同深度土壤養(yǎng)分生態(tài)化學(xué)計(jì)量進(jìn)行比較，還林桑園土壤養(yǎng)分生態(tài)化學(xué)計(jì)量隨土壤剖面變化其變化趨勢(shì)不同(圖2)。①1月份。在不同土層深度，還林10年桑園土壤C/P、N/P均大于荔波，而C/K、C/Ca小于還林1年桑園土壤。還林1年桑園土壤C/N、C/P、C/Ca隨土層深度均呈升-降變化，而C/K持續(xù)降低，N/P卻持續(xù)增加；還林10年桑園土壤中C/N隨土層深度均呈升-降變化，C/P、N/P呈降低變化，而C/K、C/Ca變化不明顯。②4月份。還林1和10年桑園土壤C/N隨土層深度均呈升-降變化。土壤C/P、N/P大小排序均表現(xiàn)為還林10年>還林1年，并在還林10年桑園隨土層深度呈升-降變化，而在還林1年桑園隨土層深度中略有增加。土壤C/K隨土層深度變化卻不明顯，但大小排序表現(xiàn)為還林1年>還林10年。土壤C/Ca在2種桑園呈不同變化，在還林1年桑園土壤隨土層深度增加而降低，在還林10年呈升-降變化。③7月份。土壤C/N、C/P、N/P大小排序?yàn)檫€林10年>還林1年，并且C/P和N/P在2種桑園土壤隨深度變化較為一致，均呈下降趨勢(shì)，而C/N在還林1年桑園土壤呈降-升變化，在還林10年桑園土壤持續(xù)增加。還林1年桑園土壤C/K和還林10年桑園土壤C/K、C/Ca隨土層深度增加均降低，而還林1年桑園土壤C/Ca呈升-降變化。④10月份。土壤C/N在還林1年桑園不同土層為20～30>20～30>0～10 cm，而在還林10年桑園為0～10>20～30>20～30 cm。2種桑園土壤C/P、C/Ca、N/P隨土層深度均呈先減少后增加變化趨勢(shì)，但均以0～10 cm土層的最高，C/K亦是在0～10 cm土層最高。

圖1 退耕還林1年(荔波)和退耕還林10年(畢節(jié))桑園土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量的季節(jié)變化Fig.1 Soil ecological stoichiometry of mulberry fields in Libo(from returning farmland to forestry for one year) and Bijie county(from returning farmland to forestry for ten years) in different seasons

圖2 退耕還林1年(荔波)和退耕還林10年(畢節(jié))桑園土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量剖面變化Fig.2 Soil ecological stoichiometry of mulberry fields in Libo(from returning farmland to forestry for one year) and Bijie County(from returning farmland to forestry for ten years) at different soil profiles

2.4 還林桑園土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量與養(yǎng)分的相關(guān)性

由表3看出，不同還林時(shí)間桑園土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量與養(yǎng)分的相關(guān)性變化。

2.4.1 還林1年桑園 還林1年桑園土壤C/N與養(yǎng)分相關(guān)性不顯著；C/P與N/P、TN呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與TP呈顯著負(fù)相關(guān)；C/K與N/K、OC、TN均呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，C/Ca與TK、TCa均呈極顯著負(fù)相關(guān)；N/P與TN呈顯著正相關(guān)，而與TP呈顯著負(fù)相關(guān)；N/K與OC、TN呈極顯著正相關(guān)；同時(shí)，OC與TN呈極顯著正相關(guān)。

2.4.2 還林10年桑園 還林10年桑園土壤C/N與C/K、OC呈顯著正相關(guān)；C/P與N/P呈極顯著正相關(guān)，而與TP呈顯著負(fù)相關(guān)；C/K與N/K、OC、TN均呈極顯著正相關(guān)，與TCa呈顯著正相關(guān)；C/Ca與TCa呈顯著負(fù)相關(guān)；N/P與TP呈顯著負(fù)相關(guān)；N/K與OC、TN均呈極顯著正相關(guān)，與TCa呈顯著正相關(guān)；OC與TN、TCa呈顯著正相關(guān)，并且TN與TCa呈顯著正相關(guān)。

整體看，不同還林時(shí)間桑園土壤養(yǎng)分對(duì)其土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量的貢獻(xiàn)表現(xiàn)出一定差異性，OC、TN對(duì)土壤C/P、C/K、N/P、N/K貢獻(xiàn)為正，TP對(duì)土壤C/P、N/P貢獻(xiàn)為負(fù)，TK、TCa對(duì)C/Ca貢獻(xiàn)為負(fù)，而TCa對(duì)土壤C/K、N/K貢獻(xiàn)為正。

3 討 論

3.1 退耕還林對(duì)土壤養(yǎng)分的影響

土壤是植物生存的基礎(chǔ)，土壤養(yǎng)分是供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長的營養(yǎng)元素與環(huán)境條件。在喀斯特地區(qū)，土壤養(yǎng)分的空間和時(shí)間變化特征直接影響該區(qū)土壤生產(chǎn)力的高低、生態(tài)恢復(fù)途徑和方向[30-31]。在退耕模式營造初期受到人為干擾較大，土壤養(yǎng)分始終處于不穩(wěn)定的狀態(tài)[32]。隨著退耕還林地植被恢復(fù)過程遞進(jìn)，土壤質(zhì)量明顯改善，并促進(jìn)植被生長繁衍[33]。研究結(jié)果表明，退耕還林植桑數(shù)年后，土壤性質(zhì)已得到改善但隨桑樹生長呈現(xiàn)波動(dòng)變化，與原假設(shè)相悖。還林10年的畢節(jié)桑園土壤0～30 cm土層OC、TN、TP、TK、TCa含量平均值分別為12.60、2.56、0.32、10.22和7.51 g/kg，與還林初期受人為施肥管理的荔波桑園土壤養(yǎng)分相比，OC、TN、TP變化不大，但TK、TCa明顯偏高。說明還林后期，桑林自然生長過程中，土壤養(yǎng)分靠自身桑葉凋落物等補(bǔ)充已得到改善，且流失較小。在不同土層，還林桑園土壤OC、TN隨土層深度遞增而逐漸減少，這可能與喀斯特山地土壤養(yǎng)分具有“表聚性”現(xiàn)象有關(guān)，即表層養(yǎng)分含量較高[31]。還林近10年桑園土壤P向深層遷移，而還林初期P可能易于參與徑流流失，極少向深層遷移。隨著季節(jié)的變化，土壤養(yǎng)分呈現(xiàn)出不同的季節(jié)變化趨勢(shì)，這主要與植物所產(chǎn)生的枯枝落葉、根系腐解物及殘?bào)w腐解過程中所產(chǎn)生酸類物質(zhì)等有關(guān)[31]。還林近10年后，桑園土壤OC、TCa隨季節(jié)變化呈降-升-降變化，TN和TP持續(xù)下降，TK呈先降后升的變化趨勢(shì)。

表3 退耕還林1年(荔波)和退耕還林10年(畢節(jié))桑園土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量與養(yǎng)分間的相關(guān)系數(shù)

注：**、* 分布表示在0.01、0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

Note: ** and * indicate significance of difference atP< 0.01 andP< 0.05 level,respectively.

3.2 退耕還林對(duì)土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量的影響

由于成土因素和人類活動(dòng)的干擾，土壤OC、TN、TP和TK變化差異較大，使得土壤養(yǎng)分生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征變化亦大[34]。林齡變化差異大的人工林，其土壤化學(xué)計(jì)量特征隨林齡增加呈增大、減少或相對(duì)穩(wěn)定變化[35-38]。研究結(jié)果表明，石漠化地區(qū)退耕還林種植桑樹后，還林10年的桑園土壤C/N、C/P、N/P增大，而C/K、C/Ca和N/K減少，這與劉萬德等[39]的研究結(jié)果一致。退耕還林后土壤C/N較高表明有機(jī)質(zhì)具有較慢的礦化作用，從而有利于土壤肥力的維持[6]。Vitousek等[40]研究認(rèn)為，土壤C/N小于30、N/P小于14時(shí)，氮素是影響土壤肥力的主要因素[40]。本研究結(jié)果表明，還林10年的桑園土壤C/N小于30、N/P小于14(除10月N/P>14)，由此初步判斷影響還林10年桑園土壤肥力的主要因素是氮素。Li 等[9]研究認(rèn)為，土壤N/P和C/P隨剖面深度增加呈急劇減小趨勢(shì)。研究結(jié)果表明，還林1和10年桑園土壤0～10 cm土層C/P年均值分別為78.7和77.07，高于曾昭霞等[41]的研究結(jié)果(桂西北喀斯特地區(qū)0～10 cm土層C/P為61.00)；其他土層C/P年均值變化范圍為29.14～40.02，明顯低于表層C/P值。這反映了桑園表層土壤大都沒有進(jìn)行磷的礦化，而深層土壤經(jīng)過了較大程度的分解。本研究中還林桑園0～10 cm土壤N/P平均值明顯高于亞熱帶土壤平均值[2]，但隨土壤深度增加N/P降低，這可能是7和10月兩地桑園土壤表層TN偏高、TP偏低，同時(shí)隨土層加深，桑園土壤N與P下降快慢不同，土壤P的缺乏程度高于N。在季節(jié)變化過程中，還林桑園土壤C/P和N/P呈升高的趨勢(shì)，這可能是因?yàn)殡S著桑樹生長，桑葉蛋白質(zhì)的大量合成需要大量P供給，加之溫度升高，一些土壤微生物活性被激發(fā)，促進(jìn)桑樹吸收P，從而導(dǎo)致土壤P降低。因此，桑樹生長過程中土壤養(yǎng)分分配并不均衡，尚需注意養(yǎng)分間分配變化。

3.3 退耕還林土壤養(yǎng)分對(duì)生態(tài)化學(xué)計(jì)量的影響

土壤養(yǎng)分生態(tài)化學(xué)計(jì)量是評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分狀況和質(zhì)量的重要指標(biāo)，若某元素含量變化將引起比值變化[42]。通過相關(guān)性分析表明，研究土壤OC與TN關(guān)系緊密(相關(guān)系數(shù)達(dá)0.9以上，極顯著相關(guān))，說明土壤中碳氮對(duì)桑樹及環(huán)境變化響應(yīng)是一致的，因此不同季節(jié)和不同土壤剖面深度C/N變化較小。另外，相關(guān)性結(jié)果也表明，土壤C/P與N/P之間和土壤OC與TN之間一樣，都呈極顯著相關(guān)關(guān)系，這與其他學(xué)者研究結(jié)果一致[43]。而土壤C/P、N/P與OC、TN之間亦存在顯著正相關(guān)，卻與TP顯著負(fù)相關(guān)，因此C/P和N/P隨季節(jié)變化呈升高趨勢(shì)，而隨剖面深度變化呈降低趨勢(shì)，與土壤全磷的季節(jié)性降低、剖面性升高有關(guān)。土壤C/K、N/K與OC、TN顯著正相關(guān)，而與TK關(guān)系不明顯。這可能由于土壤鉀受母質(zhì)制約較大、遷移能力不大[30]，所以季節(jié)性、剖面性變化不大。相關(guān)分析表明，TCa與C/Ca呈顯著負(fù)相關(guān)，結(jié)合土壤TCa含量高，而桑樹能夠良好生長，說明桑樹可能對(duì)鈣脅迫已形成較好的基本適應(yīng)對(duì)策。

4 結(jié) 論

以貴州石漠化地區(qū)種植的桑樹為對(duì)象，研究退耕植桑地土壤養(yǎng)分C、N、P、K、Ca及其生態(tài)化學(xué)計(jì)量變化特征，探索了C/N、C/P、C/K、C/Ca、N/P、N/K與養(yǎng)分之間關(guān)系，揭示了桑樹生長過程中限制因子，為科學(xué)指導(dǎo)桑林生產(chǎn)經(jīng)營提供科學(xué)依據(jù)。獲得的主要結(jié)論如下：①石漠化地區(qū)退耕植桑利于土壤養(yǎng)分改善，但桑樹在全年生長過程中養(yǎng)分呈波動(dòng)性變化。在不同土層，還林桑園土壤C、N、P具有“表聚性”現(xiàn)象，隨土層深度遞增而逐漸減少。還林10年桑園土壤有機(jī)碳、全鈣隨季節(jié)變化呈降-升-降變化，全氮和全磷持續(xù)下降，全鉀呈先降后升的變化趨勢(shì)。②石漠化地區(qū)退耕還林種植桑樹后，還林10年的桑園土壤C/N、C/P、N/P增大，而C/K、C/Ca和N/K減小。C/P、N/P隨季節(jié)變化呈升高趨勢(shì)，但隨剖面深度呈急劇減小趨勢(shì)。桑園土壤主要受磷的限制，其次是氮。在經(jīng)營管理桑園時(shí)，除了補(bǔ)充所需養(yǎng)分，還需注重土壤元素間的變化。③退耕還林桑園土壤生態(tài)化學(xué)計(jì)量比與養(yǎng)分顯著相關(guān)。整體來說，OC、TN對(duì)土壤C/P、C/K、N/P、N/K貢獻(xiàn)為正，TCa對(duì)土壤C/K、N/K貢獻(xiàn)為正，而TP對(duì)土壤C/P、N/P貢獻(xiàn)為負(fù)，TK、TCa對(duì)C/Ca貢獻(xiàn)為負(fù)。