2015, Vol. 36
土壤活性有机碳(labile organic carbon,LOC)是指土壤中有效性较高、 易被土壤微生物分解矿化、 对植物养分供应有最直接作用的那部分有机碳,虽然只占土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)总量的较小部分,却直接参与土壤生物化学转化过程[1]. LOC并不是一种单一的化合物,Lefroy等[2]将其中能被333mmol ·L-1 KMnO4氧化的有机碳称为LOC,这部分碳素对维持土壤肥力及土壤碳贮量变化方面具有重要的作用[3]. LOC在一定的时空条件下受植物、 微生物影响强烈,具有一定溶解性,在土壤中移动较快、 不稳定、 易氧化、 易分解、 易矿化. 土壤碳库容量的变化,主要是发生在土壤LOC库中,有研究发现LOC与SOC之间存在显著的相关关系,可通过监测土壤LOC来指示SOC的动态变化,尤其在生态脆弱区除LOC外,其他有机碳组分与SOC均无明显相关关系,因而认为这一活性指标对衡量SOC的敏感性要优于其它碳组分[4, 5].
土壤团聚体是土壤的重要组成部分,是微生物活动的主要场所,土壤物质和能量的循环主要发生在团聚体内[6],而且团聚体的形成作用也被认为是土壤碳固定的最重要机制[7]. 国内近年来开展了大量的关于土地利用方式对土壤团聚体有机碳的研究,但主要集中在总有机碳方面[8, 9, 10],而对LOC的影响研究还比较少,主要分布在贵州喀斯特山区[11, 12]以及西北黄土高原[13, 14]. 在喀斯特山区,各粒级团聚体中LOC的含量以乔木林最高,花椒林和火龙果园居中,而在草丛和灌草丛中较低[11]； 水田土壤团聚体LOC含量高于灌丛、 旱地及退耕地,通过对比不同退耕年限草丛土壤团聚体LOC含量发现,喀斯特山区土地退耕初期LOC恢复速度相对缓慢,而随退耕时间的推移,土壤碳汇效应逐步显现[12]. 华娟等[13]以宁夏云雾山草原自然保护区不同植被群落为研究对象,发现随着植被的恢复,土壤团聚体LOC含量提高并趋于稳定,土壤碳汇效应有望增强； 马瑞萍等[14]通过对黄土丘陵区森林带和草原带不同植被群落下土壤团聚体LOC含量的分析发现,人工刺槐群落和人工沙棘群落土壤各粒径团聚体LOC含量高于自然恢复的狼牙刺群落、 达乌里胡枝子+茭蒿群落、 铁杆蒿+达乌里胡枝子群落. 综上可以看出,土地利用方式对土壤团聚体LOC含量具有明显的影响,退耕可提高土壤团聚体LOC含量,相对于自然恢复,人工调控可加快土壤LOC的积累.
缙云山位于我国西南地区的重庆市,是国家级自然保护区,保护区内土地利用方式多样. 其中亚热带常绿阔叶林作为缙云山的地带性植被,分布面积最大,但除此之外,在人类活动的影响下,缙云山还分布有由自然林地开垦而来的坡耕地、 果园,以及由坡耕地弃耕而形成的撂荒地等多种土地利用类型. 自然林地的垦殖及坡耕地的弃耕撂荒无疑都会对土壤团聚体碳产生一定的影响,但目前这方面的研究还比较缺乏,关于土地利用变化对土壤团聚体LOC的影响还不是很清楚. 本文以缙云山为研究对象,探讨不同土地利用方式对亚热带山地土壤团聚体LOC的影响,以期为增强土壤的固碳能力提供科学依据. 1 材料与方法 1.1 研究区概况
缙云山国家自然保护区(以下简称缙云山)位于重庆市西北部,东经106°17′43″~106°24′50″,北纬29°41′08″~29°52′03″,海拔高度为350~951.5 m,土地总面积7600 hm2. 缙云山地处四川盆地平行岭谷区,属典型的亚热带温暖湿润季风气候,年均气温13.6℃,年均降水量为1611.8 mm,年均日照1293.9 h,年平均蒸发量777.1 mm. 缙云山主要植被为典型的中亚热带常绿阔叶林,地质岩层由三叠纪须家河组厚层砂岩夹薄层泥页岩和煤线组成,土地类型主要以山地黄壤居多,此外还有棕黄壤以及少量水稻土. 1.2 样品采集
土壤样品于2011年6月采自缙云山阳坡海拔高度约500 m处,土壤为酸性黄壤. 共选择林地、 坡耕地、 果园和撂荒地这4种土地利用方式. ①林地,为亚热带常绿阔叶林,是当地亚热带季风气候下发育的典型森林类型,主要树种为四川大头茶(Gordonia acuminata)、 白毛新木姜子(Neolitea aurata)和四川杨桐(Adinandra bockiana)； ②坡耕地,四季旱地,由亚热带常绿阔叶林开垦而来,约有60年的耕作历史,主要种植玉米、 红薯以及蚕豆等； ③果园,由亚热带常绿阔叶林开垦而来,约有60年的栽培历史,为大枣(Ziziphus jujuba Mill)和橘子(Citrus reticulata)种植园； ④撂荒地,由坡耕地弃耕撂荒而形成,弃耕历史约为14年,地面植被为生长旺盛的杂草,无灌木和乔木. 林地设置20 m×20 m,果园设置10 m×10 m,坡耕地及撂荒地设置5 m×5 m的样区各3个,每个样区里设置3个采样点. 利用挖剖面取样法在各采样点分层取0~10、 10~20、 20~30、 30~40、 40~50、 50~60 cm的土样,用四分法取出足够的样品,除去砾石和根系,风干后过孔径2 mm筛,用于测定土壤理化性质和有机碳组分. 另于各个土层取未扰动的原状土样,用保鲜盒带回实验室. 在风干过程中沿自然裂隙掰成直径为1 cm左右大小的团聚体. 表 1为4种土地利用方式下表层土壤的理化性质.
 | 表 1 4种土地利用方式下表层土壤的土壤理化性质 Table 1 Physical and chemical properties in surface soil under the four land utilization patterns |
取风干后的未扰动原状土样,采用Elliott等[15]的土壤团聚体湿筛法进行粒径分组：称取100 g风干土样,用大约5 mL的纯水缓慢浸润过夜,再通过一套3个筛子(2、 0.25和0.053 mm),在纯水环境中进行湿筛(振幅3 cm,频率50次 ·min-1),得到>2 mm、 0.25~2 mm、 0.053~0.25 mm以及 < 0.053 mm这4个粒径组分,可分别称为大团聚体、 中间团聚体、 微团聚体和粉+黏团聚体[16]. 得到的不同级别的团聚体土样风干后,采用重铬酸钾氧化法测定有机碳含量.
根据Loginow等[17]的方法,称取约含15 mg碳的过0.25 mm筛的团聚体土壤样品,于50 mL塑料旋盖离心管中,以不加土样作为空白； 加入25 mL KMnO4,25℃下常规振荡1 h,然后在转速为2000 r ·min-1下离心5 min,将上清液用去离子水以1 ∶250稀释至250 mL容量瓶中,用分光光度计565 nm下测定稀释样品的吸光值A. 由不加土壤的空白与土壤样品的吸光值之差,在KMnO4浓度(mmol ·L-1)对吸光值A的标准曲线上计算出KMnO4浓度的变化,并进而计算出被氧化的碳量. 根据假设,氧化过程中高锰酸钾浓度变化1 mmol ·L-1消耗0.75 mmol或9 mg碳. 实验中选择的KMnO4浓度为333 mmol ·L-1,由此测定出的为LOC含量. LOC储量采用等质量方法进行计算[18],计算公式如下：
用SPSS 19.0对各种数据进行分析,各变量之间的差异显著性采用单因素方差分析(ONE-WAY ANOVA),采用Microsoft Excel 2007作图. 2 结果与分析 2.1 不同土地利用方式对土壤团聚体LOC含量的影响
4种土地利用方式下土壤团聚体LOC的含量如图 1所示,方差分析表明,各粒径团聚体中LOC含量均随土壤深度的增加而显著降低,呈现出明显的垂直递减性； 不同土地利用方式对各粒径团聚体LOC含量的影响较为显著.
 | 图中不同大写字母表示同一土地利用方式不同土壤深度同一粒径团聚体LOC含量的差异显著性； 不同小写字母表示同一土壤深度同一粒径团聚体LOC含量在不同土地利用方式间的差异显著性 图 1 不同土地利用方式下土壤各粒径团聚体活性有机碳含量的剖面分布 Fig. 1 Vertical distribution of labile organic carbon in soil aggregates under the different land utilization patterns |
撂荒地大团聚体LOC含量在所研究的6个土层中均显著高于其他3种土地利用方式； 林地在0~20 cm土层内高于坡耕地,在20~60 cm土层内则低于坡耕地； 除0~10 cm土层为坡耕地含量最低外,其余土层均为果园含量最低[图 1(a)]. 在整个0~60 cm土壤深度内,大团聚体LOC平均含量为撂荒地(3.78g ·kg-1)>林地(1.43g ·kg-1)>坡耕地(1.01g ·kg-1)≈果园(1.00g ·kg-1)(P < 0.05). 将林地转变为果园和坡耕地,大团聚体中的LOC含量分别降低了30.07%和29.37%(P < 0.05),将坡耕地撂荒后,LOC含量显著增加了274.26%(P<0.05).
不同土地利用方式下中间团聚体与微团聚体LOC含量分布非常相似. 林地中间团聚体与微团聚体LOC含量在0~10 cm土层最高,但其余土层均为撂荒地最高； 坡耕地中间团聚体与微团聚体LOC含量在0~60 cm深度的所有土层上均最低[图 1(b)和图 1(c)]). 中间团聚体LOC含量在整个0~60 cm土层的平均值为撂荒地(2.80g ·kg-1)>林地(1.82g ·kg-1)>果园(1.58g ·kg-1)>坡耕地(0.71g ·kg-1)(P < 0.05)； 微团聚体0~60 cm土层LOC平均含量为撂荒地(2.33g ·kg-1)>林地(2.04g ·kg-1)>果园(1.39g ·kg-1)>坡耕地(0.75g ·kg-1)(P < 0.05). 林地转变为果园和坡耕地,中间团聚体LOC含量分别减少了13.19%(P>0.05)和60.99%(P < 0.05),微团聚体LOC含量降低了31.86%和63.24%(P < 0.05)； 坡耕地撂荒后中间团聚体及微团聚体LOC分别升高了294.37%和210.67%(P< 0.05).
林地粉+黏团聚体LOC含量在所有土层中均最高,而坡耕地则最低[图 1(d)]； 在0~20 cm土层果园显著高于撂荒地,而在20~60 cm土层则为果园显著低于撂荒地. 在整个土壤剖面上,粉+黏团聚体LOC平均含量为林地(2.83g ·kg-1)>撂荒地(1.23g ·kg-1)>果园(1.07g ·kg-1)>坡耕地(0.59g ·kg-1)(P < 0.05). 林地转变为果园和坡耕地,粉+黏团聚体LOC含量分别降低了62.19%和79.15%(P < 0.05)； 而坡耕地撂荒后其含量增加了108.48%(P < 0.05). 2.2 不同土地利用方式对土壤团聚体LOC储量的影响
4种土地利用方式下土壤容重、 土壤质量以及要达到等质量土壤需要另加的亚表层土壤深度的数据请参见文献[19]. 如图 2所示,大团聚体LOC储量为林地(3.68 Mg ·hm-2)>撂荒地(1.73 Mg ·hm-2)>果园(1.43 Mg ·hm-2)>坡耕地(0.54 Mg ·hm-2)(P < 0.05)； 中间和微团聚体LOC储量为撂荒地(7.77 Mg ·hm-2和5.01 Mg ·hm-2)>林地(4.96 Mg ·hm-2和2.71 Mg ·hm-2)>果园(3.55 Mg ·hm-2和2.10 Mg ·hm-2)>坡耕地(1.68 Mg ·hm-2和1.35 Mg ·hm-2)(P < 0.05)； 粉+黏团聚体LOC储量为撂荒地(4.32 Mg ·hm-2)>果园(4.00 Mg ·hm-2)>林地(3.22 Mg ·hm-2)>坡耕地(2.37 Mg ·hm-2)(P < 0.05). 林地和撂荒地各粒径团聚体LOC储量均高于坡耕地,除粉+黏团聚体LOC储量低于果园外,其他粒径团聚体LOC储量均为林地高于果园. 表明林地垦殖会造成团聚体内LOC的损失,而坡耕地撂荒则会促进土壤各粒径团聚体LOC的增加.
 | 图中不同大写字母表示同一土地利用方式不同粒径团聚体LOC储量的差异显著性； 不同小写字母表示同一粒径团聚体LOC储量在不同土地利用方式间的差异显著性 图 2 不同土地利用方式下0~60 cm土层土壤各粒径团聚体内活性有机碳储量 Fig. 2 Storage of labile organic carbon in soil aggregates for different land utilization patterns |
由图 2可以看出,同一土地利用方式下不同粒径团聚体内LOC储量差异显著. 林地和荒地LOC主要分布在中间团聚体内,果园和坡耕地则为粉+黏团聚体内LOC储量最高； 荒地、 果园和坡耕地大团聚体LOC储量最低,林地则为微团聚体LOC储量最低. 林地转变为果园后,除粉+黏团聚体LOC储量增加了0.78 Mg ·hm-2外,大团聚体、 中间团聚体、 微团聚体LOC储量均表现为程度不同的降低,损失量分别为2.25、 1.41和0.61 Mg ·hm-2,转变为坡耕地后损失量分别为3.14、 3.28、 1.36和0.85 Mg ·hm-2,表现为随团聚体粒径的增大损失量增加. 坡耕地撂荒后,大团聚体、 中间团聚体、 微团聚体以及粉+黏团聚体的增加量分别为1.19、 6.09、 3.66和0.85 Mg ·hm-2,虽然各粒径团聚体内的LOC储量均显著增加,但相比之下,>0.25 mm的大团聚体比 < 0.25 mm的微团聚体增加更快,说明粒径较大的团聚体能截存更多LOC. 因此,在土地利用转变过程中,粒径较大的团聚体更容易积累或损失LOC. 2.3 不同土地利用方式下活性有机碳的分配比例
土壤LOC与总有机碳的比率为LOC的分配比例,它是反映土壤碳稳定性的指标,从SOC自身分解特征方面指示有机碳活性强度,LOC分配比例大小表明土壤有机质的质量,尤其是土壤有机质的潜在分解性质,比例越高,说明SOC活性越强,SOC被分解矿化的潜力越大,稳定性越差. 如表 2所示,4种利用方式下,各粒径团聚体内LOC分配比例大致表现为随土壤深度的增加而降低； 果园和坡耕地各粒径团聚体内LOC分配比例略高于林地和撂荒地. 林地转变为果园时,微团聚体中LOC分配比例明显增大(P < 0.05)； 林地转变为坡耕地时,LOC分配比例的增大主要出现在大团聚体中,在微团聚体中则出现了减小(P < 0.05)； 坡耕地撂荒后,各粒径团聚体LOC分配比例都略有减小(P>0.05),说明土地利用方式的转变会影响土壤团聚体有机碳的活性.
| 表 2 不同土地利用方式下土壤各团聚体中LOC占总有机碳的分配比例1)/% Table 2 Proportions of labile organic carbon to soil organic carbon in soil aggregates for different land utilization patterns/% |
图 3为各土地利用方式下土壤团聚体中LOC与总有机碳的相关关系. 从中可以看出,土壤团聚体内LOC含量随总有机碳含量的增加而升高,二者呈极显著正相关(P < 0.01). 说明土壤团聚体LOC含量与团聚体总有机碳含量的关系密切,团聚体LOC含量的增加在很大程度上有赖于团聚体总有机碳含量的增加. 另外,二者之间的这种极显著正相关关系也可以说明团聚体LOC含量可以作为衡量土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标,对于研究土壤团聚体有机碳转化具有重要作用.
 | 图 3 不同土地利用方式土壤团聚体中LOC与SOC的关系 Fig. 3 Relationships between LOC and SOC in soil aggregates under the different land utilization patterns |
土壤LOC含量是土壤、气候、 植被覆盖和人为干扰等多重因素的综合作用下LOC输入与输出的动态平衡的结果[20],本研究中林地和撂荒地LOC主要来源于动植物残体、 根系分泌物、 土壤微生物本身及其代谢产物,果园和坡耕地还包括人为施加绿肥和粪肥等外源有机质. 本研究发现不同土地利用方式下各团聚体中LOC的含量均随土层深度的增加而降低,虽然不同土地利用类型不同土层的不同团聚体植被土壤环境、 根系分布、 生物活动、 人工扰动等影响因子各有不同,但动植物残体及施肥等来源的碳补给基本都发生在表层土壤,随着土壤深度的增加,各利用方式下各团聚体的碳源补给越来越少,LOC的含量便逐渐降低. 这与廖洪凯等[12]以及华娟等[13]的研究结果一致.
林地和撂荒地各粒径团聚体中LOC含量均高于果园和坡耕地,除果园的粉+黏团聚体LOC储量高于林地外,林地其它粒径团聚体以及撂荒地各粒径团聚体中LOC含量均高于果园和坡耕地. 林地和撂荒地地表植被丰富,生长旺盛,光合作用强烈,植物根系发达,根系分泌物旺盛,尤其是撂荒地细根发育,根系的腐解转化快,因而为土壤提供了丰富的碳源[21],并为刺激微生物活性发挥了重要的营养作用[22]； 而且林地和撂荒地没有人为活动的干扰,堆积在地表的枯枝落叶及植物残体的腐烂分解也为土壤提供了丰富的碳源. 而果园和坡耕地虽有绿肥和粪肥等外源有机质的加入,但坡耕地因为频繁的耕作,一是提高了土壤的通气性,加速了土壤中碳的矿化分解； 二是耕作扰动使土壤颗粒的保护作用变差,降低土壤团聚体内有机碳含量[4, 23, 24]； 三是土表疏松,使土壤中的碳易于随水土流失； 四是农作物相对而言根系不发达,根系生物量弱小,为土壤提供的碳源有限. 另外,粮食的收获以及秸秆的清理等,都使得农作物中的碳不能归还到土壤中去； 果园因为果实的采摘以及剪枝活动等,也会导致大量储存在植物体中的碳难以还田,而且果园由于人为干扰,难以在土表形成比较深厚的枯枝落叶层.
廖洪凯等[12]在贵州喀斯特山区的研究发现,山地退耕初期(3 a)土壤团聚体LOC恢复速度相对缓慢,而随退耕时间的推移(15 a),土壤碳汇效应显现. 许明祥等[25]通过在黄土丘陵区退耕还林草对SOC固存的响应时指出,10 a以下,退耕还林草的土壤碳汇效应并不明显,而10 a以上才会逐渐明显； 汪青等[26]根据土壤碳库的变化曲线,发现经过13a的自然恢复,土壤质量达到了对照水平. 本研究中,坡耕地弃耕撂荒后在无人为干扰的情况下次生为草地,经过14 a的发展,土壤各粒径团聚体LOC含量及储量均远远高出坡耕地的水平,而且除大团聚体外,其他粒径团聚体中的LOC储量甚至高出了林地,表明坡耕地弃耕撂荒有助于土壤团聚体内LOC的恢复和截存,土壤碳的增汇效应明显. 因此,认为在西南山区,应该积极实施退耕还草(林)政策,减少人为干扰,实现自然恢复以增加土壤碳汇.
土壤团聚体粒径会对土壤的水力特性、 土壤肥力状况及土壤侵蚀等产生影响,其中大团聚体(>0.25 mm)对土壤团粒结构的形成和稳定具有积极作用,认为土壤碳流失与该种团聚体的破坏密切相关,对土地利用和耕作管理的相应变化也更为显著[20]. 本研究的观测结果表明,各粒径团聚体在土地利用转变过程中均会发生变化,但相比之下粒径较大的团聚体更容易积累或损失LOC,也就是说,分布在大粒径团聚体内的LOC更容易受到土地利用变化的影响,与之前研究的因土地利用变化而导致的不同粒径团聚体有机碳储量的变化现象相一致[27]. 另外,华娟等[13]通过对宁夏云雾山草原自然保护区不同植被群落的研究后发现,植被恢复主要影响大团聚体(>0.25 mm)的LOC,与本研究的结果一致. 这种变化符合Tisdall 等[28]以及Six等[29]学者关于团聚体形成的经典模型,他们认为新鲜输入的有机碳进入土壤后,首先与土壤中粒径较小的微团聚体胶结形成大团聚体,微团聚体再形成于其内部,或有机质分解,大团聚体破碎后直接形成微团聚体[30],然后微团聚体在耕作扰动等作用下从大团聚体中释放,而存在于微团聚体中的碳由于受到物理保护,其稳定性比大团聚体中的新鲜有机质更高[31]. Elliott等的研究也表明[32],与大团聚体相联系的有机碳比微团聚体中的有机碳更易矿化,大团聚体中的有机碳比较年轻,一般不足10~20 a. 而与微团聚体结合的有机质大部分是由高度腐殖化的惰性组分组成,且受到物理保护,因而微团聚体有机碳的周转时间显著高于大团聚体. 另外Golchin 等[33]发现,新鲜不稳定的大团聚体破碎形成的微团聚体中含有颗粒态有机质,这部分团聚体中的颗粒态有机质因受微团聚体的物理保护而减少了矿化分解,从而导致微团聚体中碳的变化较小.
土壤LOC是SOC中较活跃的部分,在土地利用变化过程中,SOC含量和LOC含量都将受到不同程度的影响,由于受到影响的程度不同,这些差异表现在不同土地利用方式下土壤LOC的分配比例方面. 4种土地利用方式下,各土壤团聚体内LOC分配比例总体上随土层加深而递减,与已有的研究结果一致[14,35]. 本研究及之前的研究结果都表明[27],各粒径团聚体内LOC和SOC含量均随土壤深度的增大而减少,土壤深度越大,植物根系分布越稀疏,土壤微生物的种类和数量也越少,土壤缺少活性有机质来源,导致土壤深层有机碳化学性质更加稳定,因而LOC分配比例也就越低. 本研究中果园和坡耕地各粒径团聚体内LOC分配比例略高于林地和撂荒地,这可能是由于当地果园和坡耕地有施加绿肥和粪肥的习惯所致. 绿肥和粪肥含有丰富的养分,施入土壤后,增加了新鲜有机能源物质,使微生物迅速繁殖,活动增强,李辉信等[31]研究表明,有机肥(猪粪+紫云英绿肥)可提高土壤团聚体LOC含量,这与前文果园及坡耕地土壤团聚体LOC含量低于林地和撂荒地并不矛盾,林地垦殖导致环境因素发生变化以及收获等原因造成土壤团聚体LOC含量降低,虽然施加有机肥会提升土壤团聚体LOC的含量,但这种提升并不能全面弥补因垦殖造成的降低,而且有机肥作为一种活性有机质的来源,其对土壤LOC含量的提升作用强于对SOC的提升作用,因此使得LOC分配比例升高. 在土地利用变化过程中,SOC的质量和数量以及稳定性会发生变化,从而影响LOC与非LOC之间的转变[35],这些转变表现在不同土地利用方式下土壤LOC的分配比例上[36]. 果园和坡耕地LOC分配比例增大使得SOC的活性增加,一方面提高了土壤的供肥潜力,但另一方面,SOC活性高,导致SOC更容易分解矿化为CO2排入大气,加速全球变暖趋势,不利于实现土壤的碳汇效应； 相比之下,林地和撂荒地LOC分配比例低,表明SOC性质稳定,不易矿化分解,因而能更好地保存在土壤中,充当大气碳库的作用.
本研究结果表明各土地利用方式下土壤团聚体中LOC含量与总有机碳含量呈极显著正相关关系,表明团聚体LOC含量可以作为衡量土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标,与大多数研究结果保持一致[11,13]. 动力学研究指出[37],土壤有机质的短暂波动主要发生在易氧化分解部分,土壤碳库容量的变化主要发生在土壤LOC库中,这一活性指标对衡量土壤有机质的敏感性要优于其它LOC变量,可以指示土壤有机质的动态变化. 尤其是在生态脆弱地区,不是所有LOC组分含量的变化都可以指示SOC动态,只有LOC含量变化可以敏感地反映SOC动态[38]. 4 结论
(1)在0~60 cm土壤深度内,林地和撂荒地各粒径团聚体中LOC含量都显著高于果园和坡耕地； 除粉+黏团聚体LOC储量略低于果园外,林地和撂荒地其他粒径团聚体LOC储量均高于果园和坡耕地,表明林地开垦为果园和坡耕地会导致LOC的降低,而坡耕地撂荒则会促进LOC的增加.
(2)在土地利用方式的转变过程中,>0.25 mm的大团聚体LOC储量变化量高于 < 0.25 mm的小团聚体,说明粒径较大的团聚体更容易积累或损失LOC.
(3)各粒径团聚体内LOC分配比例大致随土壤深度的增加而降低； 果园和坡耕地各粒径团聚体内LOC分配比例略高于林地和撂荒地,表明林地和撂荒地SOC性质更稳定,有利于充当土壤碳库的作用.
(4)相关分析表明,土壤团聚体LOC含量与土壤团聚体SOC含量呈极显著正相关关系,表明团聚体LOC可以作为衡量西南地区山地土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标.
| [1] | 钟春棋, 曾从盛, 仝川. 不同土地利用方式对闽江口湿地土壤活性有机碳的影响[J]. 亚热带资源与环境学报, 2010, 5 (4): 64-70. |
| [2] | Lefroy R D B, Blair G J, Strong W M. Changes in soil organic matter with cropping as measured by organic carbon fractions and13C natural isotope abundance[J]. Plant and Soil, 1993, 155-156 (1): 399-402. |
| [3] | Post W M, Kwon K C. Soil carbon sequestration and land-use change: processes and potential[J]. Global Change Biology, 2000, 6 (3): 317-327. |
| [4] | 谭文峰, 朱志锋, 刘凡, 等. 江汉平原不同土地利用方式下土壤团聚体中有机碳的分布与积累特点[J]. 自然资源学报, 2006, 21 (6): 973-980. |
| [5] | 莫彬, 曹建华, 徐祥明, 等. 岩溶山区不同土地利用方式对土壤活性有机碳动态的影响[J]. 生态环境, 2006, 15 (6):1224-1230. |
| [6] | 文倩, 赵小蓉, 陈焕伟, 等. 半干旱地区不同土壤团聚体中微生物量碳的分布特征[J]. 中国农业科学, 2004, 37 (10): 1504-1509. |
| [7] | 刘恩科, 赵秉强, 梅旭荣, 等. 不同施肥处理对土壤水稳定性团聚体及有机碳分布的影响[J]. 生态学报, 2010, 30 (4): 1035-1041. |
| [8] | 毛艳玲, 杨玉盛, 邹双全, 等. 土地利用变化对亚热带山地红壤团聚体有机碳的影响[J]. 山地学报, 2007, 25 (6): 706-713. |
| [9] | 章明奎, 郑顺安, 王丽平. 利用方式对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响[J]. 中国农业科学, 2007, 40 (8): 1703-1711. |
| [10] | 何淑勤, 郑子成. 不同土地利用方式下土壤团聚体的分布及其有机碳含量的变化[J]. 水土保持通报, 2010, 30 (2): 7-10. |
| [11] | 李娟, 廖洪凯, 龙健, 等. 喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响[J]. 生态学报, 2013, 33 (7): 2147-2156. |
| [12] | 廖洪凯, 李娟, 龙健, 等. 土地利用及退耕对喀斯特山区土壤活性有机碳的影响[J]. 环境科学, 2014, 35 (1): 240-247. |
| [13] | 华娟, 赵世伟, 张扬, 等. 云雾山草原区不同植被恢复阶段土壤团聚体活性有机碳分布特征[J]. 生态学报, 2009, 29 (9): 4613-4619. |
| [14] | 马瑞萍, 刘雷, 安韶山, 等. 黄土丘陵区不同植被群落土壤团聚体有机碳及其组分的分布[J]. 中国生态农业学报, 2013, 21 (3): 324-332. |
| [15] | Elliott E T, Cambardella C A. Physical separation of soil organic matter[J]. Agriculture, Ecosystems & Environment, 1991, 34 (1-4): 407-419. |
| [16] | Cambardella C A, Elliott E T. Carbon and nitrogen dynamics of soil organic matter fractions from cultivated grassland soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 1994, 58 (1): 123-130. |
| [17] | Loginow W, Wisniewski W, Gonet S S, et al. Fractionation of organic carbon based on susceptibility to oxidation[J]. Polish Journal of Soil Science, 1987, 20 (1): 47-52. |
| [18] | Ellert B H, Bettany J R. Calculation of organic matter and nutrients stored in soils under contrasting management regimes[J]. Canadian Journal of Soil Science, 1995, 75 (4): 529-538. |
| [19] | 李鉴霖, 江长胜, 郝庆菊, 等. 缙云山土地利用方式对土壤有机碳及全氮的影响[J]. 西北农林科技大学(自然科学版), 2013, 41 (11): 137-145. |
| [20] | 郑子成, 李廷轩, 张锡洲, 等. 不同土地利用方式下土壤团聚体的组成及稳定性研究[J]. 水土保持学报, 2009, 23 (5): 228-232. |
| [21] | Swinnen J, van Venn J A, Merckx R. Carbon fluxes in the rhizosphere of winter wheat and spring barley with conventional vs integrated farming[J]. Soil Biology and Biochemistry, 1995, 27 (6): 811-820. |
| [22] | Sanchez J E, Paul E A, Willson T C, et al. Corn root effects on the nitrogen-supplying capacity of a conditioned soil[J]. Agronomy Journal, 2002, 94 (3): 391-396. |
| [23] | 张金波, 宋长春, 杨文燕. 土地利用方式对土壤水溶性有机碳的影响[J]. 中国环境科学, 2005, 25 (3): 343-347. |
| [24] | Cambardella C A, Elliott E T. Methods for physical separation and characterization of soil organic matter fractions[J]. Geoderma, 1993, 56 (1-4): 449-457. |
| [25] | 许明祥, 王征, 张金, 等. 黄土丘陵区土壤有机碳固存对退耕还林草的时空响应[J]. 生态学报, 2012, 32 (17): 5405-5415. |
| [26] | 汪青, 张平究, 孟向东. 不同退耕年限对菜子湖湿地表土有机碳组分与质量的影响[J]. 生态学杂志, 2012, 31 (8): 2038-2043. |
| [27] | 李鉴霖, 江长胜, 郝庆菊. 土地利用方式对缙云山土壤团聚体稳定性及其有机碳的影响[J]. 环境科学, 2014, 35 (12): 4695-4704. |
| [28] | Tisdall J M, Oades J M. Organic matter and water-stable aggregates in soils[J]. Journal of Soil Science, 1982, 33 (2): 141-163. |
| [29] | Six J, Elliott E T, Paustian K. Aggregate and soil organic matter dynamics under conventional and no-tillage systems[J]. Soil Science Society of America Journal, 1999, 63 (5): 1350-1358. |
| [30] | Oades J M. Soil organic matter and structural stability: mechanisms and implications for management[J]. Plant and Soil, 1984, 76 (1-3): 319-337. |
| [31] | 李辉信, 袁颖红, 黄欠如, 等. 长期施肥对红壤性水稻土团聚体活性有机碳的影响[J]. 土壤学报, 2008, 45 (2): 259-266. |
| [32] | Elliott E T. Aggregate structure and carbon, nitrogen, and phosphorus in native and cultivated soils[J]. Soil Science Society of America Journal, 1986, 50 (3): 627-633. |
| [33] | Golchin A, Baldock J A, Oades J M. A model linking organic matter decomposition, chemistry, and aggregate dynamics[A]. In: Lal R, Kimble J M, Follett R F, et al (Eds.). Soil Processes and the Carbon Cycle[C]. Boca Raton: CRC Press, 1998. 245-266. |
| [34] | 吴建国, 张小全, 徐德应. 六盘山林区几种土地利用方式下土壤活性有机碳的比较[J]. 植物生态学报, 2004, 28 (5): 657-664. |
| [35] | 王国兵, 赵小龙, 王明慧, 等. 苏北沿海土地利用变化对土壤易氧化碳含量的影响[J]. 应用生态学报, 2013, 24 (4): 921-926. |
| [36] | Blair G J, Crocker G J. Crop rotation effects on soil carbon and physical fertility of two Australian soils[J]. Australian Journal of Soil Research, 2000, 38 (1): 71-84. |
| [37] | 郑红. 土壤活性有机碳的研究进展[J]. 中国林副特产, 2011, (6): 90-94. |
| [38] | 唐国勇, 李昆, 孙永玉, 等. 干热河谷不同利用方式下土壤活性有机碳含量及其分配特征[J]. 环境科学, 2010, 31 (5): 1365-1371. |