摘 要：【目的】分析貴州脆弱生態(tài)區(qū)不同齡組馬尾松Pinus massoniana人工林土壤團聚體分布、穩(wěn)定性及養(yǎng)分含量特征，并探討它們之間的關系?！痉椒ā吭谫F州省遵義市鳳岡縣設置馬尾松人工林中齡林樣地3個、近熟林樣地5個、成過熟林樣地3個，用濕篩法獲得不同粒徑的土壤團聚體，計算其質量分數(shù)、平均質量直徑（MWD）、幾何平均直徑（GMD），并測定團聚體中土壤有機碳（SOC）、全氮（TN）和全磷（TP）含量?！窘Y果】1）三個齡組馬尾松人工林土壤團聚體質量分數(shù)均隨粒徑減小而減少（P<0.05），而MWD和GMD在不同齡組之間無顯著差異（P>0.05）。2）隨著馬尾松人工林齡組的增長，土壤團聚體SOC含量表現(xiàn)為先下降后上升的趨勢，中齡林SOC含量顯著高于近熟林和成過熟林（P<0.05），TN含量逐漸積累，近熟林和成過熟林TN含量顯著高于中齡林（P<0.05），而TP含量逐漸消減，中齡林TP含量顯著高于近熟林和成過熟林（P<0.05）；隨著土壤團聚體粒徑的減小，團聚體SOC含量逐漸增加，黏粉粒和微團聚體中SOC含量顯著高于大團聚（P<0.05），TN含量逐漸下降，大團聚體中TN含量顯著高于黏粉粒（P<0.05）。3）大團聚體SOC含量及微團聚體TP含量與大團聚體分布、黏粉粒分布、MWD、GMD均表現(xiàn)顯著的正相關關系（P<0.05）；微團聚體SOC含量與大團聚體分布、黏粉粒分布、MWD、GMD均表現(xiàn)顯著的負相關關系（P<0.05）?！窘Y論】馬尾松人工林齡組變化影響了土壤團聚體的分布和團聚體養(yǎng)分含量變化，且團聚體養(yǎng)分含量與團聚體分布及穩(wěn)定性之間有顯著的相關性。本研究可獲得貴州脆弱生態(tài)區(qū)馬尾松人工林團聚體分布、穩(wěn)定性及養(yǎng)分的基礎數(shù)據(jù)，對于該區(qū)域人工林土壤結構和抗侵蝕功能評價與森林管理具有重要意義。

關鍵詞：馬尾松人工林；團聚體分布；團聚體穩(wěn)定性；團聚體養(yǎng)分

中圖分類號：S791.248 文獻標志碼：A 文章編號：1673-923X（2024）08-0104-10

基金項目：貴州省科技計劃項目（黔科合基礎-ZK[2023]一般282）；貴州師范學院校級博士基金項目（2020BS026）；貴州省科技計劃項目（黔科合基礎-ZK[2023]一般286）；貴州省教育廳平臺項目（[2022]051號）。

Soil aggregate stability and nutrient content of Pinus massoniana plantation at different age groups in fragile ecological area of Guizhou

LIU Xun， SHI Yan， YAO Siyu， WANG Suosuo， DING Bo， ZHANG Yunlin， WU Yan

（a. School of Biological Sciences； b. Key Laboratory of Forest Fire Ecology and Management of Guizhou Province， Guizhou Education University， Guiyang 550018， Guizhou， China）

Abstract：【Objective】The characteristics and relationship of soil aggregate distribution， stability and nutrient content were analyzed in Pinus massoniana plantation of age groups in fragile ecological area of Guizhou.【Method】3 middle-age forest， 5 near-mature forest and 3 over-mature forest plots were set up in Fenggang county， Zunyi city， Guizhou province. Soil aggregates of different particle sizes were obtained by wet sieve method， and their mass fraction， mean mass diameter （MWD）， geometric mean diameter （GMD） and soil organic carbon （SOC）， total nitrogen （TN） and total phosphorus （TP） contents were calculated.【Result】1） The soil aggregate mass fraction reduced with the decrease of particle size in P. massoniana plantation of different age groups （P<0.05）， while MWD and GMD were not significantly different among 3 age groups （P>0.05）. 2） With the increase of age group of P. massoniana plantation， SOC content of soil aggregates decreased first and then increased （P<0.05）. TN content gradually accumulated， and the TN content in near-mature forest and over-mature forest was significantly higher than that of middle-age forest （P<0.05）. TP content decreased gradually， and the TP content in middle-age forest and was significantly higher than that of near-mature forest and over-mature forest（P<0.05）； As the particle size of soil aggregates decreases， SOC content of aggregates increases gradually， while the TN content decreased gradually. The SOC contents in clay particles and microaggregates were significantly higher than that in macroaggregates（P<0.05）， and the TN content in macroaggregates was significantly higher than that in clay particles （P<0.05）. 3） The SOC content in macroaggregates and TP content in microaggregates were significantly positively correlated with the macroaggregates distribution， clay particle distribution， MWD and GMD （P<0.05）； The SOC content of microaggregates was negatively correlated with the macroaggregates distribution， clay particle distribution， MWD and GMD （P<0.05）.【Conclusion】The change of age groups of P. massoniana plantation affected the distribution of soil aggregates and the changes of aggregate nutrients， and there was a significant correlation between aggregate nutrients and the distribution and stability of aggregates. The basic data of aggregate distribution， stability and nutrients of P. massoniana plantation can be obtained， which is of great significance for evaluation of soil structure and erosion resistance and forest management of the plantation at fragile ecological area of Guizhou.

Keywords： Pinus massoniana plantation； aggregate distribution； aggregate stability； aggregate nutrient

我國喀斯特地區(qū)主要集中在西南區(qū)域，其中貴州喀斯特地貌分布尤為突出，近年來該地土壤肥力和穩(wěn)定性顯著降低，是導致生態(tài)退化的因素之一[1]。土壤團聚體是土壤結構的基本單元，其分布及穩(wěn)定性具有穩(wěn)定土壤結構、減少土壤侵蝕、提高土壤肥力與質量等生態(tài)功能，因此被視為檢測土壤肥力和土壤抗蝕能力的重要指標[2]，其中評價土壤團聚體穩(wěn)定性常用MWD和GMD定量評價指標[3]。除此之外，土壤團聚體養(yǎng)分是植被生長和植被恢復的主要影響因子，在提高土壤肥力的同時也可改變土壤團聚體的粒徑分布[4]，其中碳（C）、氮（N）、磷（P）等元素是土壤養(yǎng)分的重要組成部分，是評價土壤肥力水平的重要指標[5]。

目前，對土壤團聚體穩(wěn)定性及其養(yǎng)分的相關研究主要集中在林齡[6]、林分類型[3，7]、土地利用方式[8]、植被覆蓋[9]等變化對其產(chǎn)生的影響。馬尾松人工林林齡的變化影響>0.25 mm水穩(wěn)性團聚體含量，且近熟林地、成熟林地的土壤>0.25 mm的水穩(wěn)性團聚體與土壤養(yǎng)分之間的相關性較顯著[6]；營造桉樹混交林可提高土壤團聚體穩(wěn)定性、促進大團聚體形成，并提高土壤TN及有機氮組分含量[7]；在喀斯特石漠化較嚴重地區(qū)，采取退耕還林可提高土壤養(yǎng)分和改善土壤團粒結構，SOC是影響MWD、GMD、R0.25最重要的土壤養(yǎng)分指標[8]。馬尾松具有速生、耐干旱瘠薄和適應性強等優(yōu)良特性，是我國南方退耕還林和荒山造林的先鋒樹種之一，其種植是喀斯特地區(qū)植被恢復和生態(tài)建設的關鍵。不同造林年限馬尾松人工林對土壤團聚體C、N、P的固持機制不同，導致馬尾松林下環(huán)境存在差異，直接影響地被植物的生存，進而影響著土壤團聚體的穩(wěn)定性[10]。而目前，在貴州脆弱生態(tài)區(qū)開展不同齡組馬尾松人工林土壤團聚體穩(wěn)定性及其養(yǎng)分含量變化的研究相對薄弱。

基于此，本研究選取貴州省遵義市鳳岡縣不同齡組（中齡林、近熟林、成過熟林）馬尾松人工林土壤團聚體為研究對象，分析不同齡組馬尾松人工林土壤團聚體分布、穩(wěn)定性及其養(yǎng)分含量的變化特征，同時探究它們之間的相關性，并提出如下科學假設：1）馬尾松人工林齡組變化對土壤團聚體分布、水穩(wěn)性指標及團聚體養(yǎng)分含量均有顯著影響；2）不同粒徑之間土壤團聚體養(yǎng)分含量有顯著差異；3）團聚體分布及穩(wěn)定性與團聚體養(yǎng)分含量有一定的相關關系。研究結果將為科學評價馬尾松人工林土壤結構穩(wěn)定性與肥力提供數(shù)據(jù)支撐，改善西南喀斯特地區(qū)人工林生態(tài)管理提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)域設置于貴州省遵義市鳳岡縣（107°31′～107°57′E，27°31′～28°22′N），地處大婁山南麓，烏江北岸，轄區(qū)面積為1 883 km2。平均海拔720 m，年平均降水量1 200 mm，年平均氣溫15.2 ℃，無霜期239～299 d，年平均降水日180 d，年平均日照時數(shù)1 139 h，氣候類型為典型的中亞熱帶季風氣候。土壤類型以黃壤為主，土壤富含鋅硒，森林覆蓋率達67%。馬尾松Pinus massoniana Lamb是該地區(qū)的優(yōu)勢建群種。

1.2 樣地設置及樣品采集

2021年2月，在野外實地踏查的基礎上，根據(jù)馬尾松人工林的地理位置及周邊環(huán)境情況進行綜合考慮，在研究區(qū)域選擇立地條件基本一致的馬尾松人工林樣地，其中中齡林3個、近熟林5個和成過熟林3個。每個樣地的大小為25.82 m×25.82 m，樣地基本情況如表1。分別在樣地內按五點取樣法選取5個樣點，采樣前除去表面的枯枝落葉，用環(huán)刀法在0～20和20～40 cm土層取樣，按不同土層混制成2個土樣，標注并放入鋁制盒中，帶回實驗室。去除粗根、葉片和小石塊等雜質后自然風干至恒質量。

1.3 樣品處理和試驗方法

土壤團聚體的獲取方法：根據(jù)實際情況對Elliott濕篩法[11]進行了調整：將0.25和0.053 mm的篩子重疊放置于桶內，稱取100.0 g自然風干的土壤樣品放入最上層0.25 mm的篩子中，向其中加水至淹沒過土壤樣品，靜置5 min后振蕩20 min，最后收集大團聚體（>0.25 mm）、微團聚體（0.25～0.053 mm）和黏粉粒（<0.053 mm），于65 ℃下烘至恒質量，稱重并裝袋標記，用于試驗測定。

土壤SOC含量采用重鉻酸鉀-濃硫酸外加熱法測定，土壤TN含量采用半微量凱氏定氮法測定，TP含量采用鉬銻抗比色法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2016進行整理及繪圖，SPSS 18.0進行統(tǒng)計分析。利用單因素方差分析明確各粒徑土壤團聚體質量分數(shù)、MWD、GMD、團聚體SOC、TN及TP含量在不同齡組馬尾松人工林之間的差異顯著性（P<0.05），利用獨立樣本T檢驗對不同土層馬尾松人工林土壤團聚體穩(wěn)定性進行差異性檢驗。采用Pearson相關分析探明各粒徑土壤團聚體質量分數(shù)、MWD、GMD與團聚體SOC、TN及TP含量之間的相關性。

2 結果分析

2.1 馬尾松人工林土壤團聚體分布特征

表2顯示，在0～20及20～40 cm土層上，同一粒級下的馬尾松中齡林、近熟林和成過熟林土壤團聚體質量分數(shù)之間均無顯著差異（P>0.05）；0～20及20～40 cm土層上，中齡林、近熟林和成過熟林土壤團聚體質量分數(shù)的大小順序均為大團聚體（56.42%～68.19%）>微團聚體（18.64%～28.46%）>黏粉粒（10.36%～18.23%），且三者之間差異顯著（P<0.05）。

2.2 馬尾松人工林土壤團聚體穩(wěn)定性特征

不同齡組馬尾松人工林土壤團聚體穩(wěn)定性指標變化如表3所示。不同齡組馬尾松人工林土壤團聚體MWD和GMD值的變化范圍分別為0.68～0.80和0.37～0.49。0～20 cm土層，馬尾松人工林土壤團聚體MWD和GMD值在不同齡組間的排列順序均為成過熟林>中林齡>近熟林；20～40 cm土層，馬尾松人工林土壤團聚體MWD和GMD值在不同齡組間的排列順序均為成過熟林>近熟林>中林齡。近熟林0～20 cm土層中團聚體MWD和GMD值均小于20～40 cm土層，而中齡林和成過熟林與之相反；統(tǒng)計分析結果顯示，馬尾松人工林土壤團聚體MWD和GMD值在不同齡組和不同土層之間差異均不顯著（P>0.05）。

2.3 馬尾松人工林土壤團聚體SOC、TN、TP含量分析

2.3.1 馬尾松人工林土壤團聚體SOC含量

據(jù)圖1分析得出，馬尾松人工林土壤團聚體SOC含量在不同齡組之間的變化趨勢為中齡林>成過熟林>近熟林，且中齡林SOC含量顯著高于成過熟林和近熟林（P<0.05）（圖1A）；在0～20和20～40 cm土層上，馬尾松人工林三個粒徑的土壤團聚體SOC含量在不同齡組之間的大小順序均為中齡林>成過熟林>近熟林（圖1C—D），SOC含量顯著差異發(fā)生在20～40 cm土層大團聚體及黏粉粒的中齡林和近熟林之間（P<0.05）（圖1D）。

馬尾松人工林土壤團聚體SOC含量在不同粒徑之間的變化趨勢為黏粉粒>微團聚體>大團聚體，且黏粉粒和微團聚體中SOC含量顯著高于大團聚體（P<0.05）（圖1B）。在0～20和 20～40 cm土層上，三個齡組馬尾松人工林土壤團聚體SOC含量在不同粒徑之間的大小順序均為黏粉粒>微團聚體>大團聚體，且三者之間在相同土層及相同齡組上均有顯著差異（P<0.05）（圖1C—D）。

2.3.2 馬尾松人工林土壤團聚體TN含量

圖2顯示：馬尾松人工林土壤團聚體TN含量在不同齡組間以成過熟林最高，中齡林最低，成過熟林和近熟林的TN含量顯著高于中齡林（P<0.05）（圖2A）；0～20 cm土層，馬尾松人工林土壤大團聚體中TN含量在不同齡組間的大小順序為中齡林>近熟林>成過熟林（P>0.05）；微團聚體中TN含量在不同齡組間的大小順序為近熟林>成過熟林>中齡林（P<0.05）；黏粉粒中TN含量在不同齡組間的大小順序為成過熟林>近熟林>中齡林，且三者之間顯著差異（P<0.05）（圖2C）。20～40 cm土層，馬尾松人工林土壤大團聚體中TN含量在三個齡組間的大小順序為近熟林>中齡林>成過熟林（P>0.05），微團聚體和黏粉粒中TN含量在不同齡組間的大小順序均為成過熟林>近熟林>中齡林，且成過熟林、近熟林的TN含量顯著高于中齡林（P<0.05）（圖2D）。

馬尾松人工林土壤團聚體TN含量在不同粒徑之間大小順序為大團聚體>微團聚體>黏粉粒，顯著差異發(fā)生在大團聚體與黏粉粒之間（P<0.05）（圖2B）。0～20 cm土層，中齡林土壤團聚體TN含量大小順序為大團聚體>微團聚體>黏粉粒，顯著差異發(fā)生在大團聚體和黏粉粒之間（P<0.05）；近熟林土壤團聚體TN含量大小順序為微團聚體>大團聚體>黏粉粒，顯著差異發(fā)生在微團聚體和黏粉粒之間（P<0.05）；成過熟林TN含量大小順序為黏粉粒>微團聚體>大團聚體，顯著差異發(fā)生在黏粉粒、微團聚體和大團聚體之間（P<0.05）（圖2C）。20～40 cm土層，中齡林和近熟林土壤團聚體TN含量的大小順序均為大團聚體>黏粉粒>微團聚體，成過熟林土壤團聚體TN含量大小順序為微團聚體>黏粉粒>大團聚體，且中齡林大團聚體TN含量顯著高于微團聚體和黏粉粒，成過熟林微團聚體和黏粉粒的TN含量顯著高于大團聚體（P<0.05）（圖2D）。

2.3.3 馬尾松人工林土壤團聚體TP含量

圖3顯示，馬尾松人工林土壤團聚體TP含量在不同齡組間的大小順序為中齡林>近熟林>成過熟林，中齡林和近熟林的TP含量顯著高于成過熟林（P<0.05）（圖3A）；0～20 cm土層，大團聚體中的TP含量以近熟林最高，微團聚體和黏粉粒中TP含量以中齡林最高，三個粒徑中的TP含量均以成過熟林最低（圖3B），統(tǒng)計學分析表明，中齡林和近熟林三個粒徑中的TP含量均顯著高于成過熟林（P<0.05）（圖3C）。20～40 cm土層，大團聚體和微團聚體中的TP含量均以中齡林最高，黏粉粒中的TP含量以近熟林最高，三個粒徑中的TP含量均在成過熟林中最低，統(tǒng)計分析顯示，大團聚體的中齡林和近熟林TP含量顯著高于成過熟林，黏粉粒的近熟林TP含量顯著高于中齡林和成過熟林（P<0.05）（圖3D）。

馬尾松人工林土壤團聚體TP含量在不同粒徑之間的大小順序為大團聚體>微團聚體>黏粉粒，但三者之間差異不顯著（P>0.05）（圖3B）。0～20 cm土層，中齡林土壤團聚體TP含量在不同粒徑之間的大小順序為微團聚體>大團聚體>黏粉粒，近熟林和成過熟林的TP含量在三個粒徑間的大小順序均為大團聚體>微團聚體>黏粉粒，三個齡組土壤團聚體TP含量在不同粒徑之間差異均不顯著（P>0.05）（圖3C）。20～40 cm土層，中齡林土壤團聚體TP含量在不同粒徑之間的大小順序為大團聚體>微團聚體>黏粉粒，近熟林土壤團聚體TP含量在不同粒徑之間的大小順序為黏粉粒>微團聚體>大團聚體，成過熟林土壤團聚體TP含量在不同粒徑之間的大小順序為微團聚體>黏粉粒>大團聚體，TP含量的顯著差異發(fā)生在近熟林的黏粉粒和大團聚體以及成過熟林的三個粒徑之間（P<0.05）（圖3D）。

2.4 土壤團聚體分布、穩(wěn)定性與養(yǎng)分含量間的相關關系

土壤團聚體分布、穩(wěn)定性與團聚體養(yǎng)分含量的Pearson相關分析（表4）表明：大團聚體SOC含量與大團聚體分布、MWD及GMD均呈顯著的正相關關系（P<0.05），與黏粉粒分布表現(xiàn)極顯著的正相關關系（P<0.01）；微團聚體SOC含量與微團聚體分布呈極顯著正相關關系（P<0.01），與黏粉粒分布（P<0.05）、大團聚體分布、MWD及GMD（P<0.01）表現(xiàn)顯著和極顯著的負相關關系；黏粉粒SOC含量與黏粉粒分布（P<0.01）及GMD（P<0.05）呈現(xiàn)極顯著及顯著正相關關系。大團聚體TN含量與黏粉粒分布呈顯著正相關關系（P<0.05）。微團聚體TP含量與大團聚體分布、黏粉粒分布、MWD及GMD均呈現(xiàn)極顯著正相關關系（P<0.01）；黏粉粒中TP含量與黏粉粒分布呈極顯著正相關關系（P<0.01）。

3 討 論

3.1 馬尾松人工林土壤團聚體分布特征

土壤大團聚體（>0.25 mm）是土壤團粒結構的重要組成部分，其含量是判定土壤質量好壞的重要指標，含量越高，表征土壤抗蝕能力越好、土壤結構穩(wěn)定性越強[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，同一土層深度下不同齡組馬尾松人工林土壤團聚體均以大團聚體為主，且土壤團聚體含量均隨著粒徑的減小而降低，其中大團聚體的含量為56.42%～68.19%，微團聚體含量為18.64%～28.46%，黏粉粒含量為10.36%～18.23%，且三者之間差異顯著（表2），這與前人的研究結果相似[13-15]。瞿晴等[13]在黃土高原人工刺槐林土壤團聚體穩(wěn)定性的研究中得出，森林土壤中以大團聚體所占比例最高（85%以上），且各粒徑土壤團聚體含量隨著粒徑的減小而減少。趙友朋等[14]在浙江省鳳陽山自然保護區(qū)的四種林分類型土壤團聚體分布及其穩(wěn)定性的研究中發(fā)現(xiàn)，闊葉混交林、針闊混交林及杉木林中大團聚體含量比例均大于90 %，且團聚體含量隨著粒徑的減小而降低。慶正等[15]通過對不同發(fā)育階段杉木人工林土壤團聚體分布特征的研究得出，各發(fā)育階段杉木人工林土壤團聚體均以大團聚體為主，大團聚體占比皆達80%以上。由此可見，相比不同地區(qū)、不同林分類型土壤中大團聚的含量，本研究中大團聚分布雖然有明顯優(yōu)勢，但含量比其他地區(qū)低，說明喀斯特脆弱生態(tài)區(qū)馬尾松人工林地土壤在結構穩(wěn)定性及抗蝕性能力方面均弱于其他地區(qū)。

3.2 馬尾松人工林土壤團聚體穩(wěn)定性特征

團聚體MWD和GMD值常被用于評價土壤團聚體穩(wěn)定性，其值的大小代表著土壤團聚體穩(wěn)定性強弱[3]。本研究發(fā)現(xiàn)，在研究區(qū)不同齡組馬尾松人工林中，隨著土層深度的增加，中齡林和成過熟林中團聚體MWD和GMD值逐漸減少（表3），說明土壤團聚體穩(wěn)定性均隨土層深度增加而減弱，這與多數(shù)研究者的結論相似[3，15-17]。分析其原因可能是，有機膠結物質的類型及其之間的聯(lián)結力是影響土壤團聚體穩(wěn)定性的關鍵因素，它們會隨著土層深度的增加被鐵鋁氧化物以及黏粒礦物等物質吸附，進而影響著土壤團聚體的穩(wěn)定性[15]。

本研究還表明，馬尾松人工林成過熟林土壤團聚體MWD和GMD值高于中齡林和近熟林，關于土壤團聚體MWD和GMD值隨種植年限增長的變化結論不一致。有研究發(fā)現(xiàn)，土壤團聚體MWD和GMD值均隨著種植年限的增加呈現(xiàn)出先下降后上升的變化趨勢[16，18]；也有研究結果表明[19-20]，土壤團聚體MWD和GMD值均隨著種植年限延長表現(xiàn)為先上升后下降的趨勢；而韓貞貴等[21]的研究卻認為，土壤團聚體MWD和GMD值均表現(xiàn)為隨馬尾松人工林種植年限增加呈顯著降低趨勢；還有研究結果[17，22]得出，土壤團聚體MWD和GMD值隨著林分的發(fā)育而呈增加趨勢。本研究結果與部分研究者結論一致，可能是由于隨著馬尾松人工林發(fā)育至成過熟林，樹木生長已趨近穩(wěn)定狀態(tài)，樹木下的土壤也達到穩(wěn)定狀態(tài)，所以土壤穩(wěn)定性成過熟林要大于中齡林和近熟林[18]。

3.3 馬尾松人工林土壤團聚體SOC、TN、TP含量特征

本研究結果表明，隨著馬尾松人工林造林年限的增加，土壤團聚體SOC和TP含量呈消耗狀態(tài)，團聚體TN含量逐漸積累，這與一些學者的結論不太一致。孫嬌等[23]在陜北黃土丘陵區(qū)不同林齡刺槐林土壤團聚體養(yǎng)分的研究中表明，刺槐林土壤團聚體SOC、TN含量隨著林齡的增長而增長，而團聚體TP含量隨著林齡的變化較小。王晟強等[24]在植茶年限對土壤團聚體氮、磷含量變化的影響顯示，各粒徑團聚體TN、TP含量隨著植茶年限的延長表現(xiàn)出逐漸上升的趨勢。許豐偉等[6]通過對黔南馬尾松人工林土壤水穩(wěn)性團聚體的特征及養(yǎng)分效應的研究表明，馬尾松不同齡林地土壤團聚體SOC、TP含量總體上均隨著林齡的增長而降低。本研究結果出現(xiàn)的原因可能是，在馬尾松人工林生長過程中，林分凈生產(chǎn)力逐步提高，生物量逐漸積累，凋落物歸還量逐步下降，土壤中團聚體養(yǎng)分被大量吸收或者歸還量很少導致了養(yǎng)分的消耗[25-26]，因此，隨馬尾松造林年限的增加，SOC和TP含量出現(xiàn)耗損的趨勢。而與有機質有關的土壤團聚體TN，還受團聚體粒徑對NH4+吸附能力的影響[26-27]，所以出現(xiàn)了與SOC和TP含量變化不一致的情況。

已有研究表明，土壤團聚體C、N、P等元素的保持、供應和轉化等功能隨著粒徑的變化而變化[26]。本研究得出，隨著團聚體粒徑的減小，土壤團聚體SOC含量呈現(xiàn)上升趨勢。學者們一直關注不同粒徑團聚體中SOC含量的變化，結論不盡一致。黎宏祥等[3]研究廣西地區(qū)五種林分類型土壤團聚體表明，馬尾松林中SOC含量隨著團聚體粒級減小呈現(xiàn)先增大后減小再增大的趨勢。而不同種植年限馬尾松中各粒徑團聚體濕篩后的SOC含量隨粒級減小呈先降低后增加趨勢[21]。分析本研究SOC變化規(guī)律的原因可能是小團聚體的比表面積大，可積累更多的有機物[2]。本研究還顯示，隨著團聚體粒徑的減小，TN和TP含量逐步減少。土壤團聚體TN含量受到凋落物影響的同時還與植物形成的有機質有關，所以團聚體TN含量的變化規(guī)律與團聚體SOC含量相比具有一定的滯后作用[24]，團聚體TP含量主要來源于凋落物的礦化作用，在土壤中變化緩慢，且土壤養(yǎng)分在不同粒級團聚體濕篩條件時保存概率不同[26]。

3.4 馬尾松人工林土壤團聚體分布及穩(wěn)定性與團聚體養(yǎng)分的關系

土壤團聚體分布、穩(wěn)定性與土壤團聚體養(yǎng)分之間密切相關[13，17，28]。本研究結果表明，土壤大團聚體及微團聚體SOC含量及微團聚體TP含量均與團聚體分布及團聚體穩(wěn)定性有顯著或極顯著的相關關系。于佳鑫[26]通過對山西太岳山華北落葉松人工林土壤團聚體穩(wěn)定性及養(yǎng)分分布特征的研究表明，土壤各粒級有機碳含量與大團聚體分布相關性較強，全氮和全磷含量與各粒級團聚體分布之間均有顯著關系。茍寧倢等[29]在不同種植年限對稻-蒜輪作土壤團聚體水穩(wěn)定性及其養(yǎng)分影響的研究中表明，土壤水穩(wěn)性團聚體可影響土壤養(yǎng)分含量。盧怡等[30]在不同土地利用方式對喀斯特峰叢洼地土壤團聚體碳氮磷分布特征影響的研究中得出，土壤團聚體有機碳、全氮、全磷含量與各粒級團聚體含量均達顯著相關性。這種團聚體分布、穩(wěn)定性與團聚體碳氮磷含量的顯著相關性為森林土壤穩(wěn)定及抗侵蝕等方面的管理提供新思路。

4 結 論

本研究以西南喀斯特地區(qū)不同齡組馬尾松人工林為研究對象，分析不同齡組間馬尾松人工林土壤團聚體分布、水穩(wěn)性特征及團聚體C、N、P含量變化規(guī)律，并揭示團聚體分布及水穩(wěn)性與團聚體養(yǎng)分含量間的關系，研究發(fā)現(xiàn)：1）馬尾松齡組變化顯著影響了團聚體的分布，大團聚體含量有明顯優(yōu)勢，而對團聚體穩(wěn)定性無顯著影響；2）馬尾松人工林齡組變化顯著影響團聚體SOC、TN和TP含量，而團聚體粒徑大小顯著影響SOC和TN含量變化；3）土壤大團聚體及微團聚體SOC含量及微團聚體TP含量與團聚體分布及團聚體穩(wěn)定性有顯著或極顯著的相關關系。本研究對于全面評價該地區(qū)土壤團聚體養(yǎng)分狀況與團聚體分布及穩(wěn)定性特征還存在不足之處，今后研究中還需采用干篩法結合濕篩法綜合分析土壤團聚體的穩(wěn)定性，同時注意擴大馬尾松人工林的齡組范圍和采樣點的數(shù)量進行深入系統(tǒng)研究。

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[本文編校：羅 列]