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马尾松(Pinus massoniana)分布范围广,是中国南方的主要造林树种。为提高林地生产力,促进人工林的健康经营,人工施肥成为一项重要的营林措施。本研究通过4年生与8年生幼龄马尾松人工林不同施肥处理试验,探究提高幼龄人工林生产力的最佳施肥方案。同时引入生态系统化学计量特征与养分循环参数,揭示人工林生长量、养分化学计量特征及养分的生态循环间相关关系,为高效培育人工林合理的施肥制度提供重要的科学与实践指导意义。主要结果如下:(1)不同施肥处理1年后人工林生长量变化明显。4年生与8年生人工林生长量变化上,单施氮肥处理相比对照没有明显的提升。HP(高磷肥处理)处理相比对照树高分别增长0.27m、0.35m,增幅为39%、41%;树干生物量增长0.47kg/株、4.19kg/株,增幅为52%、63%。NP(氮磷肥处理)处理相比对照树高增长0.27m、0.34m,增幅为39%、40%;胸径增长0.20cm、0.38cm,增幅为24%、40%;树干生物量增长0.42kg/株、4.21kg/株,增幅为46%、62%。NPK处理相比对照树高增长0.33m、0.44m,增幅为47%、51%;胸径增长0.34cm、0.43cm,增幅为41%、45%;树干生物量增长0.54kg/株、5.14kg/株,增幅为60%、75%;总生物量增幅为61%、76%。幼龄人工林同量施肥处理中,4年生人工林的各项生长低于8年生人工林,即施肥对8年生人工林生长效益更为明显。同时,都是NPK(氮磷钾肥处理)处理(100 kg N/hm~2+50 kg P/hm~2+50kg K/hm~2)对4年生、8年生人工林生长的促进作用最为显著。(2)施肥处理1年内人工林土壤-植物-凋落物养分计量特征影响是不同的。4年生与8年生人工林不同施肥处理中:施肥对土壤全氮的影响并不显著。NPK(氮磷钾肥处理)、NP(氮磷肥处理)、HP(高磷肥处理)处理显著提升土壤全磷含量,相比对照增幅分别为45%和44%、51%和47%、60%和41%。除单施磷肥的处理外,其他处理显著提升针叶全氮含量,增长幅度为40%～78%。所有施肥处理均显著提高针叶全磷含量,其中NPK最明显,相比对照增幅分别为116%和141%。(3)施肥处理对人工林养分生态循环特征的影响是不同的。8年生施肥结果表明:NPK、(氮磷钾肥处理)、NP(氮磷肥处理)明显提升氮存留量,相比对照增加31.42 kg/ha·a、30.03 kg/ha·a,增长幅度为128%、118%;NPK处理显著增加氮归还量,相比对照增加273%。添加高量磷肥的处理显著增加磷存留量,NPK、NP处理增长幅度最大,相比对照增加了3.67 kg/ha·a、2.88 kg/ha·a,增幅为360%、458%。4年生施肥结果表明:添加含氮肥的处理明显提升氮存留量,NP处理最为显著,相比对照增长8.66kg/ha·a,增幅为135%;而添加磷肥显著提高氮归还量,最高的为P+处理,相比对照增加15.02 kg/ha·a,增幅为139%。8年生人工林氮、磷元素循环系数变幅分别在0.44～0.56、0.50～0.68之间,4年生变幅分别在0.62～0.70、0.38～0.53,相同林龄不同处理间无显著差异,且与对照差异亦不显著,但8年生氮、磷元素的循环系数显著下降,即植被层吸收更多却归还更少的养分,从而阐述了8年生人工林相比4年生人工林更需要施肥措施的依据。施肥处理后氮元素的利用效率降低40%～60%,即单位含量的营养元素所提高的生物量降低。而磷元素的再吸收效率相比对照增长15%～40%,同时添加磷肥后人工林生长量有显著提升,由此表明试验马尾松人工林地力限制现象中,磷元素缺乏最为严重。(4)通过相关性分析结果,氮存留量与生物量增长呈显著正相关,相关系数达到0.834,磷吸收量与树高呈显著正相关、相关系数达到0.834,磷存留量则与胸径、生物量呈显著正相关、相关系数达到0.806、0.878,由此可知氮磷元素的存留量与吸收量和人工林生长有明显的相关关系。与此同时,氮元素存留量与土壤氮磷含量呈正相关,系数为0.553、0.573,与针叶、凋落物氮含量也呈现较强的正相关,系数为0.819、0.839,磷元素存留量与土壤磷含量呈较强的正相关,系数为0.779,与针叶、凋落物磷含量也呈现较强的正相关,系数分别为0.757、0.870。而养分化学计量特征受施肥处理的直接调控,由此建立了生长量-养分计量特征-养分循环间的相关关系。本次试验中NPK处理对8年生人工林生长的促进作用最为明显,施肥处理后土壤氮、磷元素含量显著增加,土壤可利用营养元素增加,植物针叶改变养分利用策略,即氮、磷的养分利用效率下降36%、47%,再吸收效率上升190%、503%,针叶中氮、磷含量相比对照增长39%、242%,从而人工林氮、磷元素年存留量增长128%、458%。结果表明人工林生长量增长与养分循环的联系可应用于指导不同环境的马尾松人工林培育上,即通过测定人工林养分计量及循环特征,更加精细的制定出NPK的有效施肥方案,为发展人工林的经济效益与生态效益并对林间施肥管理起指导作用。