朱曉婷　王克勤　陳敏全　趙吉霞　華錦欣

(西南林業(yè)大學(xué)，昆明，650224)

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昆明松華壩水源區(qū)不同土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳及活性有機(jī)碳組分的影響1)

朱曉婷王克勤陳敏全趙吉霞華錦欣

(西南林業(yè)大學(xué)，昆明，650224)

以松華壩水源區(qū)3種主要的土地利用方式為研究對(duì)象，分析了不同土地利用方式0～20 cm的土壤有機(jī)碳和碳儲(chǔ)量、活性有機(jī)碳組分(水溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、顆粒有機(jī)碳)質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其月動(dòng)態(tài)變化。研究結(jié)果表明：(1)不同土地利用方式下土壤有機(jī)碳差異顯著(p<0.05)，灌木林地的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(17.21±0.04)～(22.00±0.15)g·kg-1，坡耕地的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(12.26±0.03)～(14.84±0.36)g·kg-1，荒地的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(6.13±0.04)～(7.54±0.25)g·kg-1。灌木林地的土壤有機(jī)碳明顯高于其他樣地，荒地的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，土壤碳儲(chǔ)量、水溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、顆粒有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化也呈現(xiàn)同樣的規(guī)律。(2)灌木林地和坡耕地各項(xiàng)指標(biāo)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的月動(dòng)態(tài)變化顯著(p<0.05)，而荒地的則表現(xiàn)的較為平緩(p>0.05)。(3)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與活性有機(jī)碳組分之間及活性有機(jī)碳組分兩兩之間的相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平(p<0.01)。

土壤有機(jī)碳；土壤活性有機(jī)碳組分；土地利用方式；松華壩水源區(qū)

Three different land use types in Songhuaba was selected as the study object, we studied the contents of aggregates and total soil organic carbon and carbon storage, as well as soil active organic carbon fractions including dissolved organic carbon, readily oxidized organic carbon and particulate organic carbon in the 0-20 cm soil layer, and analyzed the monthly dynamic changes of soil organic carbon and soil active organic carbon fractions contents of every land use types. Soil organic carbon contents of different land use types showed significant differences (p<0.05), that of shrubland was ranged in (17.21±0.04)-(22.00±0.15)g·kg-1, that of slope cropland was ranged in (12.26±0.03)-(14.84±0.36)g·kg-1, and that of wasteland was ranged in (6.13±0.04)-(7.54±0.25)g·kg-1. Soil organic carbon in shrubland was much higher than that in the other sample plots, while that in wasteland was the lowest, the changes of carbon storage dissolved organic carbon, readily oxidized organic carbon and particulate organic carbon mass fractions also showed the same rule. The monthly dynamic changes of soil organic carbon and soil active organic carbon fractions contents of shrubland and slope cropland showed significant differences (p<0.05), while that of wasteland was comparatively gentle (p>0.05). The relativity of soil organic carbon and soil active organic carbon fractions showed a very significant level(p<0.01). There were significant correlation between any two groups of the soil active organic carbon fractions(p<0.01).

近百年來(lái)，全球溫度逐漸升高，大氣二氧化碳濃度隨之升高且仍在持續(xù)上升，由此引起的惡劣天氣等對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存的環(huán)境造成極大的威脅。全球氣候變暖的現(xiàn)象與二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體的濃度升高有密切關(guān)系的理論已經(jīng)被許多學(xué)者證實(shí)[1]。土壤有機(jī)碳可以評(píng)價(jià)土壤質(zhì)量，利于土地可持續(xù)利用管理的重要指標(biāo)。不合理的土地利用，會(huì)使土壤有機(jī)碳流失，在一定程度上加速了碳循環(huán)，陸地生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)碳儲(chǔ)量減少，而大氣中的CO2濃度隨之增加，全球變暖的趨勢(shì)急速加劇，從而導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)不平衡，土壤肥力和作物產(chǎn)量受到直接影響。土地利用和土地覆被的變化作為影響土壤有機(jī)碳庫(kù)的重要方式之一，越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界的關(guān)注。

土壤有機(jī)碳是由不同穩(wěn)定性的組分組成，其概念性庫(kù)包括活躍、慢性和惰性庫(kù)。土壤有機(jī)碳不同組分對(duì)土地利用變化的響應(yīng)和敏感度不同，其中易被生物直接利用的活性土壤有機(jī)碳最活躍、周轉(zhuǎn)最快、對(duì)土地利用變化最敏感。較常用的表征土壤活性有機(jī)碳的指標(biāo)為水溶性有機(jī)碳、易氧化活性有機(jī)碳和顆粒有機(jī)碳等[2]。這些組分是受到物理或化學(xué)等干擾因素后反應(yīng)最敏感的土壤有機(jī)質(zhì)，也是養(yǎng)分循環(huán)中具有重要作用的部分。由于不同地面覆被下土壤承接其凋落物和根系分泌物類(lèi)型不同，形成的土壤碳庫(kù)，特別是活性有機(jī)碳及其組分對(duì)不同土地利用方式有著一定的差異。本文研究不同土地利用方式下土壤總有機(jī)碳、活性有機(jī)碳組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，揭示不同土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的影響，可為評(píng)價(jià)松華壩水源區(qū)土地利用方式合理性提供科學(xué)依據(jù)。

1　研究區(qū)概況

以松華壩水源區(qū)迤者小流域?yàn)檠芯繀^(qū)，該小流域地處昆明市盤(pán)龍區(qū)滇源街道辦事處西南部，介于北緯24°14′43″～25°12′48″、東經(jīng)102°44′51″～102°48′37″，為滇池水系盤(pán)龍江一級(jí)支流源頭區(qū)，地勢(shì)總體西北高東南低，最高海拔2 589.5 m，最低海拔2 010 m，平均海拔2 220 m；年平均降水量785.1 mm，每年5—10月為雨季，期間降雨量約占年降雨量的87.5%，土壤多為紅壤，植被以亞熱帶針葉林為主；流域土壤主要是紅壤和紅壤性水稻土，主要土地類(lèi)型有耕地、林地、荒山荒坡、水域等，農(nóng)作物以種植玉米為主。

2　研究方法

2.1樣地選擇

在試驗(yàn)區(qū)3種土地利用類(lèi)型各選取1塊樣地，分別命名為1#、2#、3#。各樣地土地利用基本情況如表1所示。

表1　樣地基本情況

注：*表示3#樣地5—10月蓋度為90%，其他月份蓋度為15%。

2.2樣品采集與分析方法

在2014年5—11月每個(gè)月中旬在各樣地(1#林地、2#荒地、3#坡耕地)內(nèi)按S形布設(shè)樣點(diǎn)6個(gè)，每個(gè)樣點(diǎn)挖0～20 cm土壤剖面，采用環(huán)刀(容積為100 cm3)于每個(gè)樣點(diǎn)取3個(gè)重復(fù)的樣品，帶回實(shí)驗(yàn)室分析測(cè)定土壤密度。與此同時(shí)，將同一個(gè)樣地的6個(gè)土壤樣品混合，及時(shí)帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理，先用四分法把土壤分成兩份，分別挑揀石塊、根系和小動(dòng)物等雜物，過(guò)2 mm的土壤篩，用密閉自封袋保存，其中一份進(jìn)行土壤水溶性有機(jī)碳的測(cè)定，另一份供土壤有機(jī)碳、易氧化碳、顆粒有機(jī)碳分析。不能及時(shí)測(cè)定的土壤樣品放在冰箱中4 ℃貯存。

土壤密度采用環(huán)刀法測(cè)定。土壤有機(jī)碳采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定。土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定：取土樣10.0 g放入100 mL離心管中，加入20 mL去離子水在常溫下震蕩(220 r·min-1)浸提、離心，然后其上清液過(guò)0.45 μm濾膜，用島津TOC-Vcph儀測(cè)定浸提液有機(jī)碳濃度。易氧化有機(jī)碳用Blair等提出的(readily oxidizable carbon,ROC)采用333 mmol·L-1的高錳酸鉀氧化法測(cè)定。顆粒有機(jī)碳(particulate organic carbon,POC)采用5 g·L-1六偏磷酸鈉分散法測(cè)定。為保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，每項(xiàng)試驗(yàn)指標(biāo)的測(cè)定都會(huì)設(shè)計(jì)3個(gè)重復(fù)。根據(jù)測(cè)定的土壤密度、土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和土層厚度計(jì)算土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量。

式中:Ci為第i層土壤的土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g·kg-1)；ρi為第i層土壤密度(g·cm-3)；Ti為第i層土壤厚度(cm)；n為土層數(shù)。

2.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法

數(shù)據(jù)經(jīng)Excel2007整理后，采用SPSS 17.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，不同土地利用方式的土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)間差異顯著性，及其同一土地利用方式不同月份間的差異顯著性采用方差分析(ANOVA)檢驗(yàn)，均值的多重比較采用LSD法，利用Pearson檢驗(yàn)法分析土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳各組分的相關(guān)性。

3　結(jié)果與分析

3.1不同土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和碳儲(chǔ)量的影響

如表2所示，松華壩水源區(qū)3種不同土地利用方式土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化范圍為(6.13±0.04)～(22.00±0.15)g·kg-1，其總體趨勢(shì)由大到小表現(xiàn)為灌木林、坡耕地、荒地，且三者的土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異性顯著(p<0.05)。在5—11月中，3種土地利用方式土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)具有一定的月動(dòng)態(tài)變化。坡耕地土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)有逐月遞減的趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在5月份((14.84±0.36)g·kg-1)，最小值出現(xiàn)在11月份((12.26±0.03)g·kg-1)?；牡睾推赂赝寥烙袡C(jī)碳逐月遞減率最大都出現(xiàn)在7月份，分別比上個(gè)月減少了13.50%、7.54%，兩者在5月份和6月份的土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異均不顯著(p>0.05)，荒地在7、8、9、10、11月中的土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異也不顯著(p>0.05)。此外，灌木林地和坡耕地的土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)月動(dòng)態(tài)變化差異表現(xiàn)得有些復(fù)雜。其中，灌木林地土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的月動(dòng)態(tài)變化大致呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，其最大值出現(xiàn)在9月份((22.00±0.15)g·kg-1)，最小值出現(xiàn)在6月份((17.21±0.04)g·kg-1)。

3種土地利用方式的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的差異較大，介于(16.70±0.12)～(57.13±0.38)t·hm-2(表2)，其最大值為灌木林地9月份的碳儲(chǔ)量，最小值為荒地8月份的碳儲(chǔ)量。灌木林地碳儲(chǔ)量的月均值((48.49±0.59)t·hm-2)約為坡耕地((34.66±0.38)t·hm-2)與荒地((18.18±0.23)t·hm-2)的1.4倍、2.6倍，由此可見(jiàn)，灌木林地的土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量顯著高于坡耕地和荒地(p<0.05)。各土地利用方式的表層(0～20 cm)土壤碳儲(chǔ)量的月變化與其土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的月變化趨勢(shì)一致，這是由于土壤碳儲(chǔ)量與土壤有機(jī)碳、土壤密度、土層厚度三者都有關(guān)，而灌木林地、坡耕地、荒地的表層土壤，密度相差不大，所以土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)起了關(guān)鍵性作用。

表2　不同土地利用方式土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和碳儲(chǔ)量的月動(dòng)態(tài)變化

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同小寫(xiě)字母表示同一土地利用方式不同月份之間差異顯著(p<0.05)；同行不同大寫(xiě)字母表示同一月份不同土地利用方式間差異顯著(p<0.05)。

3.2不同土地利用方式對(duì)土壤活性有機(jī)碳組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

3.2.1土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

松華壩3種土地利用方式的土壤水溶性有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著(p<0.05)，即灌木林地的水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于坡耕地的水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，兩者均大于荒地的土壤水溶性有機(jī)碳(表3)。由表3可以看出，灌木林地的土壤水溶性有機(jī)碳最大值為(413.10±23.04)mg·kg-1，最小值為(320.93±20.86)mg·kg-1，分別出現(xiàn)在9月份和6月份，9月份與6月份的土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別與其他各月份的差異均不顯著(p>0.05)。坡耕地和荒地的土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值分別出現(xiàn)在5月份和6月份，分別為(240.83±30.34)、(171.84±10.43)mg·kg-1，最小值都都出現(xiàn)在8月份，分別為(168.53±8.80)、(123.83±22.28)mg·kg-1。坡耕地中的水溶性有機(jī)碳在5—8月期間逐月降低，直到9月有所上升，隨之到11月又降低。而荒地各月土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不顯著(p>0.05)，其月動(dòng)態(tài)變化大體趨勢(shì)與坡耕地的類(lèi)似。

3.2.2土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

表4所示，在松華壩采樣測(cè)定的7個(gè)月中，灌木林地的土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，坡耕地的土壤易氧化有機(jī)碳次之，荒地的土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在三者中最少(p<0.05)。灌木林地和坡耕地的土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低都出現(xiàn)在11月份，分別為(3.16±0.40)、(1.99±0.07)g·kg-1，荒地的土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低出現(xiàn)在10月份，即為(0.54±0.06)g·kg-1。坡耕地、荒地土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值均出現(xiàn)在5月份，分別為(3.61±0.27)、(1.29±0.31)g·kg-1。其中，坡耕地5—11月的土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上5—10月份均大于11月份，即可看出其春季、夏季的土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于秋季的趨勢(shì)，灌木林地與之相似，季節(jié)性差異相對(duì)顯著(p<0.05)。與灌木林地和坡耕地兩者相比之下，荒地月動(dòng)態(tài)變化約平緩，則其季節(jié)性波動(dòng)也相應(yīng)較平緩(p>0.05)。

表3　不同土地利用方式土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的月動(dòng)態(tài)變化 g·kg-1

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同小寫(xiě)字母表示同一土地利用方式不同月份之間差異顯著(p<0.05)；同行不同大寫(xiě)字母表示同一月份不同土地利用方式間差異顯著(p<0.05)。

表4　不同土地利用方式土壤易氧化有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的月動(dòng)態(tài)變化 g·kg-1

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同小寫(xiě)字母表示同一土地利用方式不同月份之間差異顯著(p<0.05)；同行不同大寫(xiě)字母表示同一月份不同土地利用方式間差異顯著(p<0.05)。

3.2.3土壤顆粒有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)

5—11月期間，在松華壩3種土地利用方式下，每月的土壤顆粒有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大小順序顯著的表現(xiàn)為灌木林地>坡耕地>荒地(p<0.05)(表5)。灌木林地的土壤顆粒有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)5月至7月逐月上升，到8月份達(dá)到最低值((9.19±0.14)g·kg-1)，9月再次上升，到11月份達(dá)到最大值((11.82±1.98)g·kg-1)。而坡耕地和荒地的土壤顆粒有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大值均出現(xiàn)在5月份，分別為(8.30±0.32)、(2.82±0.11)g·kg-1，最小值均出現(xiàn)在11月份，分別為(6.29±0.16)、(2.12±0.28)g·kg-1，有逐月減少的趨勢(shì)。

表5　不同土地利用方式土壤顆粒有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的月動(dòng)態(tài)變化 g·kg-1

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；同列不同小寫(xiě)字母表示同一土地利用方式不同月份之間差異顯著(p<0.05)；同行不同大寫(xiě)字母表示同一月份不同土地利用方式間差異顯著(p<0.05)。

3.3土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳組分之間的相關(guān)分析

對(duì)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與活性有機(jī)碳組分以及活性有機(jī)碳各組分之間進(jìn)行了相關(guān)分析。從表6可見(jiàn)，土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與水溶性有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳、顆粒有機(jī)碳之間均有明顯的相關(guān)性，其相關(guān)性均達(dá)到極顯著水平(p<0.01)。3種活性有機(jī)碳組分兩兩之間都呈極顯著相關(guān)(p<0.01)，其中土壤水溶性有機(jī)碳與易氧化有機(jī)碳的相關(guān)系數(shù)最高，為0.907，這說(shuō)明活性有機(jī)碳組分之間關(guān)系密切，雖然表述和測(cè)定方法不同，但都表征了土壤活性較高的那部分碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)[3]。

表6　土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳組分之間的相關(guān)性

注：** 表示相關(guān)性極顯著(p<0.01)。

4　結(jié)論與討論

土壤有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)受到氣候、植被覆蓋、管理等多種因素綜合影響[4]，其中不同土地利用方式影響土壤有機(jī)碳的輸入和輸出進(jìn)而影響土壤有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[5]。有機(jī)物輸入主要來(lái)源于植被凋落物、根系殘?bào)w和有機(jī)肥施用等[6]，同樣，土壤碳儲(chǔ)量主要取決于植被凋落物向土壤的歸還量和碳在土壤中的積累以及凋落物的微生物分解和土壤碳的氧化、降解及擾動(dòng)，土壤有機(jī)碳主要以腐殖質(zhì)形式存在，能維持較長(zhǎng)時(shí)間的碳儲(chǔ)存。在自然狀況下，林地土壤有機(jī)碳主要來(lái)源于植被凋落物和根系分泌物。灌木林地生長(zhǎng)茂盛，林下枯落物較多，為灌木林地表層土壤提供了更多的有機(jī)碳，其碳儲(chǔ)量也相應(yīng)增多。坡耕地在種植玉米時(shí)會(huì)施肥，有一定的有機(jī)質(zhì)輸入土壤，但坡耕地土壤中的有機(jī)碳卻有逐月遞減的趨勢(shì)，與灌木林地相比之下較少，這是由于坡耕地容易受人為活動(dòng)的干擾，其在耕作時(shí)土壤被翻耕則使有機(jī)質(zhì)暴露，使其分解速度加快；同時(shí)，耕作過(guò)程能夠增加土壤中微生物的數(shù)量，增強(qiáng)其活性，加快有機(jī)質(zhì)的降解速度；而且坡耕地在作物的收獲時(shí)，致使植物中的碳不能還田，以上因素都不利于坡耕地土壤有機(jī)碳的積累，導(dǎo)致碳輸出量大于輸入量，從而使其有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量降低[7]?；牡仉m不受人為因素干擾，但相比灌木林地和坡耕地，其蓋度為0，沒(méi)有植被凋落物對(duì)之補(bǔ)充一定的有機(jī)碳，所以是3種土地利用方式中土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少的。本研究中灌木林地土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)秋季(9—11月)總體大于夏季(6—8月)，這與李玉平[8]的研究所表明得林地土壤有機(jī)碳具有一定的季節(jié)性變化結(jié)論一致，這可能與土壤溫度、土壤含水量等因素有很大關(guān)系，因?yàn)橄募就寥罍囟容^高，土壤含水量較大，微生物生物量較多，活性較強(qiáng)，容易加快對(duì)土壤有機(jī)碳的分解。

土壤活性有機(jī)碳是來(lái)源于植物凋落物的分解、根系分泌物、土壤有機(jī)質(zhì)的水解、土壤微生物本身及其代謝產(chǎn)物[9]，受到植被覆蓋、季節(jié)、濕度、微生物、人類(lèi)活動(dòng)等因素的影響。本研究表明，松華壩水源區(qū)3種土地利用方式的土壤活性有機(jī)碳組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異由大到小均為：灌木林地、坡耕地、荒地，這與淮北淤上不同土地利用方式下的土壤水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)[10]、肖甸湖區(qū)圍湖造田不同土地利用方式的土壤易氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)[11]的規(guī)律相一致。林地的土壤活性有機(jī)碳主要來(lái)源于腐殖質(zhì)、枯枝落葉的淋溶和微生物的分解，由于林地植被根系分布比農(nóng)作物深，其凋落量也較高，這樣土壤表層形成的殘?bào)w或分泌物多[12]，尤其是在林地植被生長(zhǎng)弱季時(shí)，凋落物增加從而提高其土壤中的水溶性有機(jī)碳與顆粒有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。林地和坡耕地生物量大多集中在地上部分，地下部分較少且根系的周轉(zhuǎn)率較低，從而使得其對(duì)土壤顆粒有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)主要集中在土壤表面的腐殖層，然而坡耕地中的植被在生長(zhǎng)期，受到犁耕翻耙，在一定程度上更對(duì)其土壤結(jié)構(gòu)造成很大破壞，較大團(tuán)聚體被分散，顆粒有機(jī)物也被釋放出來(lái)，從而使土壤顆粒有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低[13]，與此同時(shí)，在翻耕和灌溉頻繁等過(guò)程中，土壤的溫度、濕度、孔隙狀況和土壤微生物活性受到這些耕作管理措施的影響會(huì)有一定的改變，土壤會(huì)變的濕潤(rùn)、疏松，更適合微生物活動(dòng)，加速了土壤有機(jī)碳的分解，水溶性有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳相應(yīng)減少[14]。坡耕地中的水溶性有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)在9月有所上升，隨之到11月又降低，原因可能是降雨增加土壤濕度，使之土壤水溶性有機(jī)碳有所增加。灌木林地和坡耕地中的土壤易氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出春夏季大于秋季的規(guī)律，這可能是因?yàn)樵诖合募竟?jié)，兩者中的植被進(jìn)入生長(zhǎng)期，土壤微生物活性處于適宜的水熱條件，有足夠的易分解的新鮮有機(jī)質(zhì)可以被土壤微生物所分解[15-16]。相比其他兩種樣地，荒地受到的人為干擾少，土壤結(jié)構(gòu)破壞不受破壞，幾乎無(wú)植被歸還量，故各月土壤活性有機(jī)碳組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異不顯著(p>0.05)。

土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與活性有機(jī)碳組分之間，以及活性有機(jī)碳各組分之間均呈極顯著相關(guān)，這與宇萬(wàn)太[17]等人的研究結(jié)果相似。土壤活性有機(jī)碳是土壤總有機(jī)碳的一部分，因此，無(wú)論哪種活性有機(jī)碳組分都依賴(lài)總有機(jī)碳，受總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的限制。各活性有機(jī)碳組分之間顯示較好的相關(guān)性，說(shuō)明它們之間具有一定的關(guān)聯(lián)，既有相似性，都反映土壤有機(jī)碳較活躍的那部分碳素，又具差異性，各自側(cè)重點(diǎn)不同，涵蓋有機(jī)碳的活性范圍也不同[18]。

綜上所述，松華壩3種不同土地利用方式的植被覆蓋、管理方式不同，同時(shí)受到季節(jié)、濕度等影響，它們的土壤有機(jī)碳和碳儲(chǔ)量、活性有機(jī)碳組分存在顯著性差異。灌木林地植被蓋度大，凋落物的積累為其提供碳源。沒(méi)有植被覆蓋的荒地不僅沒(méi)有碳源補(bǔ)充，加之受到雨季影響碳源會(huì)有所損失。而坡耕地受到人為活動(dòng)的干擾加速了土壤有機(jī)碳的分解，因此，提倡作物秸稈和殘茬還田、少耕、免耕對(duì)于增加耕地有機(jī)碳儲(chǔ)量具有重要意義。

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Zhu Xiaoting, Wang Keqin, Chen minquan, Zhao Jixia, Hua Jinxin

(Southwest Forestry University, Kunming 650224, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2016,44(2)：26-30.

Soil carbon； Activated carbon fractions； Land use types； Water source area of Songhuaba

朱曉婷，1989年3月生，西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，碩士研究生。E-mail：zhuxti@126.com。

王克勤，西南林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，教授。E-mail：wangkeqin7389@sina.com。

2015年7月31日。

S153.6

1)國(guó)家自然科學(xué)基金(30660037)；云南省“十二五”優(yōu)勢(shì)特色重點(diǎn)學(xué)科——生態(tài)學(xué)建設(shè)項(xiàng)目(41500665)。

責(zé)任編輯：潘華。