韓貞貴,周運(yùn)超,*,任嬌嬌,白云星

1 貴州大學(xué)貴州省森林資源與環(huán)境研究中心, 貴陽 550025 2 貴州省高原山地林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 貴陽 550025 3 貴州大學(xué)林學(xué)院, 貴陽 550025

土壤團(tuán)聚體作為土壤結(jié)構(gòu)的基本單元,其形成作用被認(rèn)為是土壤有機(jī)碳固定的最重要機(jī)制[1-3]。有機(jī)碳作為團(tuán)聚體形成的重要膠結(jié)物質(zhì)[4],其含量的提高有利于形成良好的土壤結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)土壤抗蝕性[5]。全球范圍內(nèi)70%—73%的有機(jī)碳存于森林土壤中,90%集中于表層土壤團(tuán)聚體中[6]。因此,土壤團(tuán)聚體的形成與提高土壤有機(jī)碳的固持,對有效緩解溫室效應(yīng)具有重要意義[7- 8]。

近年來,國內(nèi)外學(xué)者參照Elliott[9]濕篩法對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性及有機(jī)碳的研究報(bào)道已經(jīng)很多[10- 13]。已有的研究證實(shí),土壤團(tuán)聚體形成與土壤有機(jī)碳含量間存在正相關(guān)關(guān)系[14- 15]。但不同粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量存在明顯差異。有研究表明,團(tuán)聚體有機(jī)碳含量隨粒徑的增大而降低[16],但也有研究發(fā)現(xiàn)有機(jī)碳含量隨團(tuán)聚體粒徑的增大而增加,<0.25 mm粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量相對較低[17- 18]。由于某一粒徑團(tuán)聚體濕篩后分配到不同粒級的團(tuán)聚體有機(jī)碳并不清楚,以及各粒徑團(tuán)聚體濕篩消散到同一粒級的團(tuán)聚體有機(jī)碳含量是否有差異仍值得商榷。采用Elliott濕篩法是造成上述矛盾的一個(gè)可能原因。因?yàn)?不同粒徑團(tuán)聚體的穩(wěn)定性和有機(jī)碳質(zhì)、量不同[19],在濕篩過程中發(fā)生的崩解、差異膨脹和物理-化學(xué)分散的作用不同,導(dǎo)致不同粒徑團(tuán)聚體濕篩消散到同一粒級分配的團(tuán)聚體有機(jī)碳有差異。此外,有研究表明土壤團(tuán)聚體粒徑越小比表面積越大,吸附的有機(jī)物碳也越多,所以較小粒徑團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量也越高[20],但忽略了較小粒徑團(tuán)聚體比表面積大在濕篩過程中受水力作用也越大的影響。因此,考慮到不同粒徑團(tuán)聚體受有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)的團(tuán)聚作用力和抵抗水分散作用力不同,以及兩者綜合作用對團(tuán)聚體的影響也還不清楚,導(dǎo)致自然狀態(tài)下不同粒徑團(tuán)聚體受水力侵蝕對有機(jī)碳的分配不同,即使不同粒徑團(tuán)聚體濕篩分配到同一粒級的有機(jī)碳也可能有差異。而就某一粒徑團(tuán)聚體濕篩后的有機(jī)碳分配及其對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性的影響也鮮見報(bào)道。

馬尾松(MassonPine)人工林在維持森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定方面具有重要地位[21]。我國亞熱帶地區(qū)自實(shí)施生態(tài)修復(fù)以來,整治后的森林植被有明顯增加,但土壤功能并沒有得到同步恢復(fù),馬尾松人工林水土流失依然嚴(yán)重[22]。水土流失是陸地碳循環(huán)的重要?jiǎng)恿^程之一,也是造成土壤有機(jī)碳循環(huán)和流失的主要原因[23],對馬尾松林下土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性及其有機(jī)碳的研究已成為廣大學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)問題[24-26]。然而這些研究主要是將干篩的各粒徑團(tuán)聚體按質(zhì)量百分比配成一定量土樣一起進(jìn)行濕篩,從濕篩后分散到不同粒級上的水穩(wěn)性團(tuán)聚體總量進(jìn)行有機(jī)碳研究,人們對馬尾松人工林各粒徑團(tuán)聚體在水力侵蝕下的有機(jī)碳分配認(rèn)識依然有限?；诖?本研究以不同種植年限的馬尾松人工林為研究對象,采用濕篩法對各粒徑土壤團(tuán)聚體分別進(jìn)行了濕篩,探究了土壤各粒徑團(tuán)聚體濕篩后的有機(jī)碳分配。以試圖明晰以下科學(xué)問題：1)土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性如何響應(yīng)種植年限變化？2)各粒徑團(tuán)聚體的有機(jī)碳分配以及如何響應(yīng)種植年限變化？3)土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性與各粒徑團(tuán)聚篩后的有機(jī)碳分配關(guān)系及意義如何？以期為森林防治水土流失和提高土壤固碳提供資料。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省貴陽市林業(yè)科學(xué)研究院實(shí)驗(yàn)林場(26°31′N—26°34′N,106°43′E—106°46′E),屬于中國西南亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)。年最高溫35.1 ℃,年最低溫-7.3 ℃,年均溫15.3 ℃。年平均降水量為1129.5 mm,土壤具有明顯的黃化特征,這是中國亞熱帶黃壤的典型特征,土壤呈酸性,主要植被為馬尾松。

1.2 樣地選擇與樣品采集

在林場選擇地形、海拔、坡度和坡向等條件基本一致,長勢較為均勻、無病蟲害的25a、45a和65a的馬尾松人工林為研究對象。在各種植年限分別設(shè)置3個(gè)20 m×20 m標(biāo)準(zhǔn)樣地,在設(shè)立的樣地內(nèi)選擇能反映林分基本特征,具有代表性的地段,避開樹干基部。分別在樣地按“S”型選取5個(gè)點(diǎn)采集原裝土樣組成一個(gè)樣品。采樣前除去表面的枯枝落葉,采樣深度為0—20 cm。將采集的原裝土樣放入鋁制盒中,以保持原狀土壤結(jié)構(gòu),帶回實(shí)驗(yàn)室。按照土壤自然破碎面將土樣掰成直徑約1 cm的土塊,除去土壤中動(dòng)植物殘?bào)w以及碎石等,待自然風(fēng)干。

1.3 測定方法

干篩和濕篩：用四分法取出一部分(1000.0 g)的土樣,通過干篩套篩組(5 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm和0.25 mm),篩分時(shí)間為15 min。然后將每個(gè)篩上的團(tuán)聚體按粒徑類別稱重,計(jì)算各粒徑干篩團(tuán)聚體所占團(tuán)聚體重量百分比。并按干篩的各粒徑團(tuán)聚體所占比例配成100.0 g土樣用于濕篩,用于計(jì)算土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性。

各粒經(jīng)團(tuán)聚體濕篩：對Elliott[9]濕篩法進(jìn)行了改進(jìn),將干篩步驟得到的各粒徑團(tuán)聚體分別單獨(dú)進(jìn)行濕篩,具體步驟如下：稱取每一干篩粒徑團(tuán)聚體100.0 g,置于濕篩套篩組(5 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm和0.25 mm)最上層,調(diào)整桶內(nèi)水面的高度使套篩移動(dòng)到最高位置時(shí)最上一層篩中的團(tuán)聚體剛好淹沒于水面以下,浸泡5 min,以330次/min的頻率振蕩20 min,篩分完成后收集每一層篩上的水穩(wěn)性團(tuán)聚體,于65 ℃下烘至恒重,稱重。

有機(jī)碳測定：將各粒經(jīng)團(tuán)聚體濕篩后得到的團(tuán)聚體烘干、磨細(xì)過0.25 mm篩,采用重鉻酸鉀外加熱法測定[27]。

1.4 分析方法和數(shù)據(jù)處理

通過平均重量直徑(MWD,Mean weight diameter)、幾何平均直徑(GMD,Geometric mean diameter)和團(tuán)聚體破壞率(PAD,Aggregate destruction rate)指標(biāo)來評價(jià)土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性,各指標(biāo)計(jì)算方式如下：

采用Excel 2010和SPSS 20.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和統(tǒng)計(jì)分析,應(yīng)用單因素(One-Way ANOVA)和Duncan法進(jìn)行方差分析(P<0.05)。

2 結(jié)果分析

2.1 土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性

圖1可知,隨著種植年限的增加,水穩(wěn)性團(tuán)聚體MWD和GMD呈顯著降低趨勢,而PAD呈顯著增加趨勢(P<0.05)。與25a相比,MWD在45a和65a分別降低了28.74%和47.49%;GMD分別降低了52.77%和65.41%;而PAD變化與MWD和GMD呈相反趨勢,45a和65a分別增加了144.70%和200.29%。

圖1 不同種植年限土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性變化特征Fig.1 Variation characteristics of water stability of soil aggregates in different planting yearsMWD：平均重量直徑 Mean weight diameter;GMD：幾何平均直徑 Geometric mean diameter;PAD：團(tuán)聚體破壞率 Aggregate destruction rate;不同小寫字母a、b、c表示MWD、GMD和PAD分別在不同種植年限上的差異顯著(P<0.05)

2.2 各粒徑團(tuán)聚體分別濕篩后的分布

如表2顯示,>5 mm、5—2 mm、2—1 mm、1—0.5 mm和0.5—0.25 mm粒徑團(tuán)聚體分別濕篩后,均以保持原粒級的團(tuán)聚體含量最高,差異顯著(P<0.05),消散的團(tuán)聚體隨粒級的減小含量呈“V”型分布。在種植年限上,各粒徑團(tuán)聚體消散后保持原粒徑團(tuán)聚體含量總體表現(xiàn)為：25a≈45a>65a,而消散到其他粒級的團(tuán)聚體含量表現(xiàn)為：25a≈45a<65a。

表2 各粒徑團(tuán)聚體濕篩后的水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布

2.3 各粒徑團(tuán)聚體分別濕篩后的有機(jī)碳分配

圖2表明,3種種植年限中各粒徑團(tuán)聚體濕篩后的有機(jī)碳分配隨粒級減小含量呈先降低后增加趨勢。25a和65a各粒徑團(tuán)聚體分散后,均以保持原粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體有機(jī)碳含量顯著高于分配到其他粒級的水穩(wěn)性團(tuán)聚體有機(jī)碳含量(P<0.05);在45a >5 mm和5—2 mm粒徑團(tuán)聚體濕篩后分配到微團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量最高,而其他粒徑團(tuán)聚體濕篩后的有機(jī)碳分配與25a和65a呈一致變化趨勢。在種植年限上,各粒徑團(tuán)聚體濕篩后分配到不同粒級的有機(jī)碳含量總體趨勢表現(xiàn)為：25a≈45a>65a。

圖2 不同種植年限各粒徑團(tuán)聚體的有機(jī)碳分配Fig.2 The organic carbon distribution of aggregates of different particle sizes in different construction years同列不同小寫字母表示不同種植年限上的顯著差異(P<0.05);同行不同大寫字母表示不同粒級上的顯著差異(P<0.05)

表3比較了各粒徑團(tuán)聚體消散后分配到同一粒級的有機(jī)碳含量。3種種植年限中,各粒徑團(tuán)聚濕篩后分配到同一粒級的有機(jī)碳含量以保持原粒級的有機(jī)碳顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體濕篩分散到這一粒級的有機(jī)碳含量,而較大的各粒徑團(tuán)聚體間消散分配到同一粒級的有機(jī)碳含量無一致變化規(guī)律。

表3 各粒徑團(tuán)聚體分配到同一粒級的有機(jī)碳含量差異

2.4 分別濕篩后的水穩(wěn)性團(tuán)聚體與之有機(jī)碳的關(guān)系

各粒徑團(tuán)聚體濕篩消散后,保持原粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量與之有機(jī)碳含量呈正相關(guān)關(guān)系,其中>5 mm、5—2 mm和2—1 mm達(dá)到了極顯著水平(P<0.01),分散到其他粒級的水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量與之有機(jī)碳含量呈負(fù)相關(guān)(表4)。>5 mm粒徑團(tuán)聚體分散后,除了5—2 mm和<0.25 mm粒級,其他粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚體含量與之有機(jī)碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);5—2 mm粒徑團(tuán)聚體分散后,除2—1 mm粒級,其他粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚含量與之有機(jī)碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.01);2—1 mm粒級團(tuán)聚體分散后,除<0.25 mm粒級,其他粒級水穩(wěn)性團(tuán)聚含量與之有機(jī)碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.01)。1—0.5 mm粒級團(tuán)體分散后,0.5—0.25 mm粒級團(tuán)聚體含量與之有機(jī)碳含量呈極顯著負(fù)相關(guān)性(P<0.01)。

表4 水穩(wěn)性團(tuán)聚體與有機(jī)碳的相關(guān)性

2.5 團(tuán)聚體濕篩后分配的有機(jī)碳與穩(wěn)定指標(biāo)的關(guān)系

各粒徑團(tuán)聚體消散后,以保持原粒級團(tuán)聚體有機(jī)碳與MWD和GMD呈顯著或極顯著正相關(guān)(P<0.05或0.01),隨消散到越小的粒級,團(tuán)聚體有機(jī)碳與MWD和GMD正相關(guān)也低;PAD與保持原粒級團(tuán)聚體有機(jī)碳呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05或0.01),隨消散到越小的粒級,負(fù)相關(guān)性越不顯著(表5)。各粒徑團(tuán)聚體消散到同一粒級的團(tuán)聚體有機(jī)碳,以保持原粒級的團(tuán)聚體有機(jī)碳與MWD、GMD和PAD正相關(guān)性更強(qiáng)。

表5 團(tuán)聚體有機(jī)碳與穩(wěn)定指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣

3 討論

3.1 種植年限對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性的影響

穩(wěn)定的團(tuán)聚體對提高土壤抗侵蝕能力和改善土壤質(zhì)量等方面具有重要意義[28- 29]。MWD、GMD值越大和PAD值越小表征土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性越強(qiáng)。反之,土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性越弱。在本研究中,3個(gè)評價(jià)指標(biāo)均表明團(tuán)聚體水穩(wěn)性隨馬尾松人工林種植年限增加呈顯著降低趨勢。土壤有機(jī)碳是團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定的主要物質(zhì)基礎(chǔ)之一,土壤顆粒在持久性膠結(jié)物質(zhì)(芳香類有機(jī)質(zhì))的作用下形成微團(tuán)聚體(<0.25 mm),微團(tuán)聚體再通過暫時(shí)和瞬時(shí)性膠結(jié)物質(zhì)(多糖、菌絲根系)的作用下逐級形成大團(tuán)聚體(>0.25 mm)[19]。隨著種植年限增加各粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量呈降低趨勢(圖2),MWD、GMD和PAD與有機(jī)碳含量的相關(guān)性也表明,有機(jī)碳對團(tuán)聚體水穩(wěn)性有顯著的積極影響(表5)。此外,根系也是影響團(tuán)聚體穩(wěn)定性的可能因素。一方面,根系分泌物能夠刺激微生物生長,增加土壤中大粒級團(tuán)聚體的含量,進(jìn)而提高團(tuán)聚體的穩(wěn)定性,其效應(yīng)與根系分泌物的濃度和成分顯著相關(guān)[30]。另一方面,表層根系對土壤的穿插和纏結(jié)促進(jìn)了土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成[31]。大量研究表明,在表層(0—20 cm)土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性與一些根系特征(根長密度和比根長)有很好的正相關(guān)性[32-33]。本研究區(qū)的細(xì)根含量隨馬尾松種植年限增加逐漸降低(表1),45a和65a喬木根系系統(tǒng)縱向分布較深,在表層細(xì)根較少。因此,較少的根系直接導(dǎo)致作用于團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定的根系分泌物和成分減少以及物理作用變?nèi)?不利于團(tuán)聚體形成和穩(wěn)定。

表1 采樣地植被及土壤剖面狀況

3.2 各粒徑團(tuán)聚體的有機(jī)碳分配特征

研究結(jié)果表明,3種種植年限各粒徑團(tuán)聚體的有機(jī)碳分配,隨濕篩后的粒級減小含量呈先降低后增加趨勢,即在保持原粒級的有機(jī)碳含量最高,其次是在<0.25 mm粒級。這可能與分散后的團(tuán)聚體粒徑大小有關(guān),團(tuán)聚體“層次性概念”模型[16]表明：大團(tuán)聚體是由微團(tuán)聚體逐級形成的過程,較大粒徑團(tuán)聚體含有更多膠結(jié)微團(tuán)聚體的有機(jī)膠結(jié)物,以及在大團(tuán)聚體中處于分解狀態(tài)的根系和菌絲極大地增加了其有機(jī)碳濃度,隨著團(tuán)聚體粒徑的減小這些有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)也降低。同時(shí),在微團(tuán)聚體向大團(tuán)聚體是逐級形成過程中,有機(jī)膠結(jié)物穩(wěn)定性也越來越弱,當(dāng)徑流沖刷力大于土壤團(tuán)聚體內(nèi)聚力和滲透力時(shí),將遷移細(xì)顆粒物質(zhì)(黏粒和粉粒),導(dǎo)致大量溶解性有機(jī)碳、少量顆粒有機(jī)碳發(fā)生遷移,有機(jī)碳含量降低[34]。因此,在濕篩過程中,由于各粒徑團(tuán)聚體分散成越小粒徑大團(tuán)聚體時(shí),也意味著損失了更多的這部分有機(jī)碳。而微團(tuán)聚體含量較高的原因,是由于微團(tuán)聚體有機(jī)碳頑固且密度大,有機(jī)和無機(jī)膠體能緊密結(jié)合并固持碳,固持的碳不易為微生物分解釋放,同時(shí)受外界因素影響基本不易發(fā)生損失[35]。此外。我們比較了各粒徑團(tuán)聚濕篩后分配到同一粒級的有機(jī)碳含量差異,保持原粒級的有機(jī)碳顯著高于其他粒徑團(tuán)聚體濕篩分散到這一粒級的有機(jī)碳含量。對上述解釋原因總結(jié)成兩點(diǎn)也可以很好的解釋這一現(xiàn)象：即在較大粒徑團(tuán)聚體分散成越小粒徑大水穩(wěn)性團(tuán)聚體時(shí)流失更多有機(jī)碳的緣故;同一粒級團(tuán)聚體在逐級形成不同粒徑團(tuán)聚體時(shí)的有機(jī)碳質(zhì)、量可能不同。

在種植年限上,各粒徑團(tuán)聚體濕篩后的有機(jī)碳含量在不同粒級團(tuán)聚體中總體趨勢表現(xiàn)為：25a≈45a>65a。大多學(xué)者對馬尾松人工林生產(chǎn)力與林齡變化的研究結(jié)果趨于一致,即幼齡林至中齡林末期與近熟林初期林分的凈初級生產(chǎn)力是一個(gè)上升的過程,之后林分的凈初級生產(chǎn)力逐漸降低[36]。姜俊等[37]也研究發(fā)現(xiàn),林齡從10a到40a物種多樣性指數(shù)呈增長趨勢,40a達(dá)到最大值,40a以后物種多樣性指數(shù)呈降低趨勢。由表2顯示,65a林地生物量和物種多樣性最低,這可能直接影響了對土壤有機(jī)碳的輸入量,從而使 65a各粒徑土壤團(tuán)聚體分配的有機(jī)碳含量在不同粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體中均顯著低于25a和45a。25a至45a物種多樣性增加,是林分發(fā)育階段,但有研究表明土壤有機(jī)碳儲存水平并非無限度增加,而是存在一個(gè)碳飽和水平[38-39]。本研究中25a和45a各粒徑團(tuán)聚體分配的有機(jī)碳含量在不同粒徑水穩(wěn)性團(tuán)聚體中均很高,且差異不顯著,可能是由于達(dá)到了該土壤碳飽和水平所致。此外,在我們之前研究中(同一研究區(qū))發(fā)現(xiàn),馬尾松人工林種植 25a后,土壤微生物群落結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和功能代謝活性明顯降低[40],同時(shí)隨種植年限增加凋落物中含有較多難降解的纖維素和木質(zhì)素等[40],這些物質(zhì)中C/N比相對較高,較高的C/N比會導(dǎo)致土壤中氮的缺乏,從而抑制土壤微生物活性[41],最終使有機(jī)質(zhì)等養(yǎng)分歸還土壤減少。這一點(diǎn)也可以對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性進(jìn)行很好的解釋。

3.3 土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性與各粒徑團(tuán)聚濕篩后的團(tuán)聚體有機(jī)碳的關(guān)系

回歸分析表明,有機(jī)碳與保持原粒徑團(tuán)聚體呈顯著呈或極顯著正相關(guān),與消散到其他粒級的團(tuán)聚體呈極顯著負(fù)相關(guān)。表明有機(jī)碳含量升高可以為團(tuán)聚體的形成提供更多膠結(jié)物質(zhì),將微團(tuán)聚體和粉粒及黏粒膠結(jié)形成大團(tuán)聚體,減少粒級較小的團(tuán)聚體、粉粒和黏粒的含量,從而增加了大團(tuán)聚體的含量[17]。反之,有機(jī)碳含量的降低,促使更多較大粒徑團(tuán)聚體向較小粒徑團(tuán)聚、微團(tuán)聚體等的轉(zhuǎn)化。團(tuán)聚體穩(wěn)定指標(biāo)與有機(jī)碳相關(guān)性表明,隨各粒徑團(tuán)聚體濕篩后分配到越小的粒級正相關(guān)性越不顯著,保持原粒級的正相關(guān)達(dá)到了顯著或極顯著水平(P<0.05或0.01)。這表明有機(jī)質(zhì)在促進(jìn)團(tuán)聚體形成和維持團(tuán)聚體穩(wěn)定性方面有差異,有機(jī)碳在較大粒徑團(tuán)聚體中比在較小粒徑團(tuán)聚體中維持團(tuán)聚體穩(wěn)定的作用更大。Peng等[42]、Xue等[43]等對熱帶亞熱帶紅壤研究發(fā)現(xiàn),與DCB和草酸浸提后的土壤相比,H2O2氧化后的保留來下的土壤大團(tuán)聚體(0.25—2.0 mm)較少,砂粒級微團(tuán)聚體(0.053—0.25 mm)和粉粒級微團(tuán)聚體較多。此外,一些研究發(fā)現(xiàn),鐵鋁氧化物的含量隨團(tuán)聚體粒級降低而增加,且主要集中在微團(tuán)聚體中[44- 45]。這些研究結(jié)果表明,有機(jī)質(zhì)是影響較大粒徑團(tuán)聚體穩(wěn)定的主要因素,而隨團(tuán)聚體粒徑減小,氧化物以及有機(jī)質(zhì)(芳香腐殖質(zhì))與多價(jià)金屬陽離子絡(luò)合形成的有機(jī)無機(jī)聚合物對團(tuán)聚體穩(wěn)定性起著重要作用[19]。此外,本研究發(fā)現(xiàn)各粒徑團(tuán)聚分散為同一粒級的有機(jī)碳對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性的作用也不相同。這是由于同一粒級的團(tuán)聚體在逐級形成不同粒徑團(tuán)聚體時(shí)的有機(jī)碳質(zhì)、量不同,對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性的作用也有差異,還有待從有機(jī)碳組分等更微觀層次深入探究。

4 結(jié)論

(1)隨種植年限增加,土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性顯著降低,各粒徑團(tuán)聚體濕篩分配到不同粒級的有機(jī)碳含量在24a與45a間無顯著差異,均顯著高于65a。

(2)各粒徑團(tuán)聚體濕篩分配的有機(jī)碳隨粒級的減小含量呈先降低后增加趨勢。各粒徑團(tuán)聚體分配到同一粒級的有機(jī)碳,以保持原粒級的有機(jī)碳含量以及對土壤團(tuán)聚體水穩(wěn)性貢獻(xiàn)顯著高于較大粒徑團(tuán)聚體分配到這一粒級的團(tuán)聚體。

(3)土壤機(jī)碳含量增加促進(jìn)更大粒徑團(tuán)聚體形成;有機(jī)碳含量降低導(dǎo)致大粒徑團(tuán)聚體向較小粒徑團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化。土壤中保持原粒級團(tuán)聚體比易轉(zhuǎn)化形成更大粒級團(tuán)聚體有更高的有機(jī)碳含量和更強(qiáng)的水穩(wěn)性。