2024, Vol. 45
2. 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所, 北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室, 北京 100081;
3. 中国农业大学资源与环境学院, 北京 100193
, WU Lei2
, LIANG Fei3 , WANG Jun2 , REN Ke-yu2 , XU Ming-gang2 , TANG Shui-rong1 , ZHANG Wen-ju2
2. State Key Laboratory of Efficient Utilization of Arid and Semi-arid Arable Land in Northern China, Institute of Agricultural Resources and Regional Planning, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China;
3. College of Resources and Environment, China Agricultural University, Beijing 100193, China
气候变化（如升温和干旱）及人类活动（如农业和畜牧业生产）加剧了耕地土壤的砂化问题[1]. 砂质土壤主要分布于干旱和半干旱地区, 占地约9亿hm2[2]. 这类土壤的特点是黏粒少、物理结构较差和肥力低[3, 4]. 随着全球人口增长和粮食需求上升, 导致越来越多的砂质土壤用于种植粮食作物[5, 6]. 自《联合国防治荒漠化公约》颁布以来, 全球启动了多项改良砂质土壤的工程, 并已取得初步成效[7]. 改良和治理砂质土壤, 对于增加耕地面积、增强农业生产潜力和确保粮食安全至关重要. 土壤有机碳（SOC）是评估土壤肥力的一个关键指标, 对于维持土壤生态系统健康和农业可持续生产具有重要作用[8, 9]. 砂质土壤的传统改良方法包括种植防风林、客土压砂、以肥改土以及种植绿肥[10]. 近年来, 改良剂施用作为一种成本低且能有效改善土壤结构, 提升砂质土壤固碳培肥潜力, 已成为砂质土壤改良的研究热点. 改良剂在砂质土壤中转化过程复杂, 需要微生物的分解作用, 才能将SOC以及氮、磷等元素转化到土壤中[11]. 孙娇等[12]的田间定位试验表明, 生物质炭的施用显著提高了砂质土壤SOC含量, 且这种提升与生物质炭的施用量呈显著正相关. 有研究指出, 膨润土的施用可以增强砂质土壤粘结性, 促进团聚体形成, 从而提高SOC含量[13, 14]. 然而, 并非所有砂质土壤在改良剂施用后SOC含量都会增加. 师晨迪[15]发现, 砒砂岩在初期施用时会显著降低砂质土壤SOC含量, 但在施用9 a后, SOC含量显著增加. 砂质土壤在不同环境下施用生物质炭后, SOC含量的增加并不明显, 甚至有所降低[16 ~ 18]. 砂质土壤SOC含量对改良剂施用的响应受改良剂种类、施用量和立地条件等多种因素共同影响. 但目前缺少大尺度下改良剂施用对砂质土壤SOC含量变化的研究报告. 为综合评价改良剂对砂质土壤SOC含量的影响, 需要进行系统性地综合分析. 整合分析（Meta-analysis）是通过纳入不同条件下的大量试验结果, 用于综合评估多种因素对改良剂施用及其对砂质土壤SOC含量变化的影响[19]. 本研究主要阐明砂质土壤SOC含量对改良剂施用的响应, 解析多种因素对其调节作用, 并量化以上因素的相对重要性, 以期为砂质土壤SOC含量提升措施的制定提供科学依据.
1 材料与方法 1.1 文献检索与数据收集根据美国农业部（USAD）质地分类, 砂质土壤定义为沙粒含量 > 70%且黏粒含量 < 15%的组成结构[20]. 为系统梳理改良剂施用对砂质土壤SOC含量的影响, 本研究从中国知网、万方、Google Scholar和Web of Science等数据库, 设定“沙土or砂土” & “土壤有机质or有机碳” & “改良剂”和‘Sandy Soil’ & ‘Soil Organic Carbon’ & ‘Amendment’关键词, 搜集1987~2023年发表的相关文献. 截至2023年8月, 共检索到200篇论文. 采用以下标准筛选文献：①试验为农田定位试验；②土壤改良剂为一次性施入；③同一试验需包含对照组和试验组配对试验数据, 对照组为不施用改良剂处理, 试验组为改良剂施用处理, 其他管理措施与对照组保持一致. 根据筛选标准, 共获得符合条件的文献114篇, 从中提取617条配对试验数据. 收集样点分布情况如图 1（a）所示. 在收集数据过程中, 若文献中的数据是以图的形式呈现, 则利用GetData Graph Digitizer软件获取；若文献中的数据以表格形式呈现, 则直接获取. 若文献中提供的数据为标准误（SE）, 则按SE×
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（a）砂质土壤改良位点；（b）曲线为数据的高斯分布, P为显著性检验 图 1 样点分布和改良剂施用砂质土壤SOC含量响应频数分布 Fig. 1 Sample point distribution and frequency distribution of the effect size of SOC in response to soil amendments |
结合数据收集情况将改良剂种类分为三大类：有机改良剂（生物质炭、有机肥、秸秆、草炭）、无机改良剂（膨润土、砒砂岩）和复合改良剂（秸秆+草炭、秸秆+有机肥、生物质炭+有机肥、膨润土+有机肥、生物质炭+有机肥+膨润土）. 数据库还包含试验地点、气候条件、改良剂施用时间和土壤初始理化性质（质地、pH、有机碳）等信息.
本研究采用干旱指数表征试验点环境的干旱程度, 计算公式如下. 该值越大说明环境越干旱, 反之则表示越湿润[21].
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(1) |
本研究以响应比的自然对数（lnRR）衡量改良剂施用对砂质土壤SOC的影响效应.
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式中，RR和lnRR分别为响应比和效应值，Xe和Xc分别为处理组和对照组的平均值.
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式中，v为平均值变异系数，Se和Sc分别为处理组和对照组的标准差，ne和nc分别为处理组和对照组的样本量.
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式中, Wij为各观测值的权重因子, 计算为方差v的倒数.
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式中, RR++为平均效应值, 用以估算处理组对对照组整体的影响. n为各组的总比较对数, m为组数.
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式中, S(RR++) 为加权平均响应, 表示对每个独立研究的响应比进行加权.
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式中, 95%CI表示95%的置信区间. 当平均效应值的95%CI值与横坐标零不重叠时, 则说明改良剂添加处理与对照组存在显著差异（P < 0.05）.
使用以下公式, 以相对于对照组的变化率（%）来估计增幅效应.
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根据上述公式, 计算每一对数据的效应值, 平均加权响应比及其95%的置信区间. RR++为正值则为正效应, RR++为负值则为负效应. 施用改良剂砂质土壤SOC响应分布频数如图 1（b）所示.
1.3 研究方法数据分析前需进行正态性检验, 若呈非正态性分布, 需取其对数校准化后再进行分析. 本研究采用MetaWin2.1软件和随机效应模型（random effects models）进行整合分析. 采用随机森林模型评价气候、改良剂、初始土壤性质和土壤养分响应对砂质土壤SOC含量变化的相对重要性. 运用SPSS 27软件进行数据统计分析和显著性检验, 使用Origin 2021作图.
2 结果与分析 2.1 不同类型改良剂施用对砂质土壤SOC的影响如图 2（a）所示, 相比未施用改良剂的砂质土壤, 改良剂施用在统计上显著增加砂质土壤SOC含量, 平均提升幅度达61%（95%CI：56~66）. 此外, 各种改良剂对SOC含量的影响也存在显著差异. 无机改良剂在提升SOC含量方面表现最为显著, 其增幅达到161%（95%CI：144~180）, 显著高于有机改良剂（37%, 95%CI：32~43）和复合改良剂（54%, 95%CI：43~67）. 在有机改良剂中, 生物质炭施用后砂质土壤SOC含量增幅为55%（95%CI：45~67）, 高于有机肥（42%, 95%CI：33~52）, 显著高于秸秆（16%, 95%CI：8~25）；草炭施用对砂质土壤SOC含量无显著影响. 在无机改良剂中, 膨润土施用对SOC含量提升效果最显著, 增幅高达268%（95%CI：239~300）, 是砒砂岩（31%, 95%CI：16~48）的9倍. 单独施用秸秆对砂质土壤SOC含量显著影响, 但与草炭复配施用对砂质土壤SOC含量无显著差异（14%, 95%CI：-1~32）；与有机肥复配施用对砂质土壤SOC含量的影响不显著（5%, 95%CI：-19~38）. 有机肥与生物质炭复配施用使SOC含量提升69%（95%CI：49~92）, 超过其单独施用效果；与膨润土复配时增幅达170%（95%CI：88~289）, 优于生物质炭和有机肥的组合；与生物质炭和膨润土联合复配施用使砂质土壤SOC含量的增幅达到150%（95%CI：97~217）, 显著高于与生物质炭复配施用的效果.
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（a）表示不同类型改良剂施用对砂质土壤SOC含量影响；（b）~（e）表示生物质炭、有机肥、秸秆和膨润土施用量和施用年限对砂质土壤SOC含量的影响；响应比表示相对于对照组, 施用改良剂对砂质土壤SOC含量的变化率（%）；实心球、圆圈和横线分别表示总效应、各亚组平均值和95%置信区间, 当95%置信区间不与0重叠时, 表明效应具有显著性（P < 0.05）, n为样本量 图 2 改良剂施用对砂质土壤SOC含量的影响 Fig. 2 Effect of amendment application on SOC content in sandy soil |
为研究改良剂施用量和施用年限对砂质土壤SOC含量的影响, 本文选取生物质炭、有机肥、秸秆以及膨润土为研究对象[图2（b）~2（e）]. 结果表明, 当生物质炭施用量超过20 t·hm-2时, SOC含量提升幅度显著上升至48%（95%CI：43~53）, 是施用量低于20 t·hm-2（22%, 95%CI：19~26）的2.2倍；短期施用（≤5 a）可使砂质土壤SOC含量增幅达69%（95%CI：59~79）, 为长期施用（> 5 a）增幅31%（95%CI：20~43）的2倍. 有机肥施用量超过20 t·hm-2时, SOC含量平均提升幅度为62%（95%CI：48~78）, 是不足20 t·hm-2时（32%, 95%CI：23~43）的1.9倍；砂质土壤SOC含量的变化与有机肥的施用年限无显著相关. 秸秆施用量超过20 t·hm-2时, SOC含量平均提升幅度达到38%（95%CI：26~51）, 为低于20 t·hm-2（10%, 95%CI：4~16）的3.8倍. 施用秸秆超过5 a后可使SOC含量提升95%（95%CI：49~139）, 远超短期施用（13%, 95%CI：9~17）7.3倍. 膨润土施用量和持续时间对砂质土SOC增幅无显著影响.
2.2 不同气候和初始土壤性质下改良剂施用对砂质土壤SOC的影响在不同气候条件下改良剂对砂质土壤SOC含量的影响具有显著差异（图 3）. 在低温环境（年均温度≤10 ℃）, 砂质土壤SOC含量提升达79%（95%CI：71~87）, 显著高于温暖环境（37%, 95%CI：29~45）；干旱地区（干旱指数 > 0.8）砂质土壤SOC含量提升幅度为79%（95%CI：72~86）, 是湿润地区（36%, 95%CI：29~45）的2.2倍. 砂质土壤的初始理化性质对改良剂施用后SOC含量变化具有显著差异（图 3）. 初始低碳含量的砂质土壤[初始ω（SOC）≤5 g·kg-1]在改良剂施用后SOC含量增幅达100%（95%CI：92~108）, 是初始高碳砂质土壤（26%, 95%CI：20~31）的3.8倍；酸性砂质土壤（pH≤7）SOC含量提升幅度为56%（95%CI：46~67）, 高于碱性砂质土壤（38%, 95%CI：32~43）；质地紧实的砂质土壤（容重 > 1.5g·cm-3）SOC含量提升幅度为61%（95%CI：53~70）, 高于疏松的砂质土壤（23%, 95%CI：17~31）；含沙量高的砂质土壤（含沙量 > 80%）SOC含量提升幅度为149%（95%CI：136~162）, 显著高于含沙量低（50%, 95%CI：25~82）的砂质土壤.
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上述土壤物理化学指标为砂质土壤初始性质；响应比表示相对于对照组, 施用改良剂对砂质土壤SOC含量的变化率（%）；实心球、圆圈和横线分别表示总效应、各亚组平均值和95%置信区间, 当95%置信区间不与0重叠时, 表明效应具有显著性（P < 0.05）, n为样本量 图 3 改良剂施用砂质土壤SOC含量在不同年均温度、干旱指数、土壤初始SOC、pH、容重和含沙量的响应 Fig. 3 Response of SOC content in sandy soil to modifier application with different annual temperature, drought index, initial SOC, pH, bulk density, and sediment content |
总体而言, 改良剂对砂质土壤SOC含量的提升效果受气候条件和土壤初始理化性质的影响. 在低温干旱区域（年均温度≤10℃、干旱指数 > 0.8）, 砂质土壤SOC含量提升幅度为78%~79%, 显著高于温暖湿润区域（36%~37%）. 对于养分贫瘠和酸性的砂质土壤[初始ω（SOC）≤5 g·kg-1、pH≤7]中, SOC提升幅度为56%~100%, 显著高于养分丰富和碱性土壤（26%~38%）. 同时, 质地紧实和含沙量高的砂质土壤（容重 > 1.5 g·cm-3、含沙量 > 80%）SOC含量提升幅度为61%~149%, 显著高于质地疏松和含砂量低的土壤（23%~50%）.
2.3 砂质土壤SOC含量对改良剂响应的主控因素分析砂质土壤SOC含量变化与4类因素（气候、改良剂、初始土壤理化性质和土壤养分响应）存在显著相关性（图 4）. 在控制土壤初始理化性质的条件下, 年均温度与砂质土壤SOC含量呈负相关（P < 0.05）. 在零阶层分析中, 生物质炭和有机肥的施用年限与砂质土壤SOC含量的变化呈现显著的负相关性, 而秸秆施用时间并无显著关系；相比施用年限, 改良剂施用量在控制气候和初始土壤理化性质后均与砂质土壤SOC含量变化表现为显著正相关. 在控制气候和改良剂后, 砂质土壤SOC含量变化与初始SOC和pH显著负相关, 与容重呈显著正相关. 在控制气候、改良剂和初始土壤理化性质后, 土壤养分响应与SOC含量变化之间存在显著相关. 然而, 在控制土壤养分响应这一变量后, 气候条件、改良剂种类、施用方式以及土壤的初始理化性质对砂质土壤中SOC含量的影响并未表现出显著差异.
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最外圆环表示与砂质土壤SOC含量响应相关的因素气候（CL）、改良剂（AM）、初始土壤理化性质（IN）和土壤养分响应（SN）, 扇形的颜色表示相关性的强度；内圈为控制变量后, 砂质土壤SOC响应与因素之间的关系；BA和BY表示生物质炭施用量和生物质炭施用年限, MA和MY表示有机肥施用量和有机肥施用年限, SA和SY表示秸秆施用量和秸秆施用年限；*表示0.05水平的显著相关性；**表示0.01水平的显著相关性；***表示0.001水平的显著相关性 图 4 砂质土壤SOC含量响应和4类因素之间的相关性 Fig. 4 SOC content response of sandy soils and correlation between four factors |
利用随机森林模型进行的分析结果量化了影响砂质土壤SOC含量对改良剂响应的各项因素：土壤养分响应（48%） > 初始土壤理化性质（28%） > 改良剂（12%） > 气候（11%）, 共同解释砂质土壤SOC含量变化的88%, 图 5（a）, 其中土壤总氮响应、初始SOC、容重和年均温度为各因素中的主要控制因子. 回归分析揭示, 砂质土壤SOC含量变化与年均温度和初始土壤pH呈显著负相关[图5（b）和5（g）], 而与干旱指数、土壤容重以及土壤含砂量呈极显著正相关[图 5（c） ~5（e）]. 如图 5（f）所示, 砂质土壤SOC含量变化与初始SOC含量呈极显著指数型下降关系, 即在初始SOC含量较低时, 改良剂施用能显著提高SOC含量；但随着初始SOC含量增加, 其效果急速减弱并逐渐趋于稳定. 为筛选砂质土壤改良剂, 本研究对有机改良剂（生物质炭、有机肥和秸秆）进行深入分析（图 6）, 生物质炭、有机肥和秸秆施用量呈米氏函数关系（P < 0.001）, 随着3种有机改良剂施用量增加, 砂质土壤SOC含量提升幅度呈现急速上升, 表明在初期施用量增加时, SOC含量提升幅度迅速上升, 达到一定量后增幅趋于平稳. 具体而言, 生物质炭、有机肥和秸秆的最佳施用量分别为7、4和2.5 t·hm-2, SOC含量增幅效率最大；但当生物质炭、有机和秸秆分别施用超过60、50和10 t·hm-2后, 砂质土壤SOC含量变化不会出现大量波动；在相同施用量条件下, 砂质土壤SOC含量响应程度：有机肥 > 生物质炭 > 秸秆. 此外, 与秸秆施用年限无明显关联, 与膨润土施用量和施用年限无显著差异. 改良剂施用年限对砂质土壤SOC含量的影响具有时效性, 生物质炭和有机肥改良砂质土壤SOC含量分别在11 a和8.5 a后开始减弱.
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（a）表示各因素解释改良剂施用对砂质土壤SOC含量变化的占比；图（b）~（g）中红线表示回归曲线, 灰色阴影表示95%置信区间； *表示0.05水平的显著相关性；**表示0.01水平的显著相关性；***表示0.001水平的显著相关性 图 5 改良剂施用引起的SOC含量变化与不同因子的关系 Fig. 5 Relationship between SOC changes induced by amendment application and environmental factors |
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线条表示回归曲线, 阴影表示95%置信区间；*表示0.05水平的显著相关性；**表示0.01水平的显著相关性；***表示0.001水平的显著相关性 图 6 改良剂施用年限和施用量对砂质土壤SOC含量的影响 Fig. 6 Effects of application duration and amount of amendment on SOC in sandy soil |
与前人研究结果一致, 改良剂施用作为重要的砂质土壤改良措施, 显著提高SOC含量, 促进砂质土壤SOC积累[22 ~ 24]. 改良剂施用显著提高砂质土壤SOC含量, 主要通过以下机制实现：①通过改善土壤物理结构和增加粘粒含量, 促进土壤团聚体形成与稳定, 从而利用团聚体保护机制积累SOC [25]；②生物质炭、有机肥和秸秆等改良剂本身富含大量惰性有机碳, 施用改良剂能为砂质土壤提供外源碳源[26]；③改良剂施用促进植物生长, 增加植物残体、根茬及根系分泌物等有机物的输入, 进一步提升SOC含量[27]. 虽然有机改良剂的施用对提高砂质土壤SOC含量增幅效果显著, 但这一效果随时间推移而逐渐减弱（图 6）, 主要是因为土壤微生物分解有机物质以获取能量和养分, 这促使SOC的分解和损失[28]. 改良剂施用量对砂质土壤中SOC含量的影响呈现非线性关系, 有研究表明, 在低量施用初期, SOC含量的提升幅度随着施用量的增加而迅速上升, 但达到特定阈值后, 进一步增加施用量并未显著提高SOC含量[29 ~ 31]. 这可能是由于大量改良剂施用后引起土壤中微生物群落失衡, 影响分解有机质相关微生物周转和稳定过程[32]；并且土壤有机碳库是一个动态平衡系统, 大量施用有机改良剂并不能无限增加SOC[33]. 因此, 农业生产应用时需注意改良剂施用量, 合理施用改良剂促进砂质土壤SOC积累.
不同类型改良剂中, 生物质炭施用对砂质土壤SOC含量的提升幅度高于有机肥（图 2）, 这与张影等[34]的研究结果相一致. 施用生物质炭改良砂质土壤SOC主要归因于生物质炭本身的高碳属性以及对本底SOC负激发效应[35]；其芳香性结构和稳定的理化性质降低生物降解能力[36]；改善SOC与矿物的相互作用, 促进土壤团聚体形成, 从而增强SOC稳定和积累[37]；生物质炭的微孔结构减少微生物间的生存竞争, 保护有益土壤微生物并通过其强大的吸附能力, 为微生物提供碳源、能量和矿物质养分[38]. 有机肥施用有效增加砂质土壤SOC, 可能是通过调节微生物群落结构, 例如增加变形菌门的相对丰度[39], 以及促进植物初级产量的提升, 增加凋落物和根茎沉淀, 进而增强SOC固存[40]. 草炭对砂质土壤SOC含量提升效果不显著, 这可能是因为这类碳源活性较高, 促进微生物分解本底SOC, 产生了正激发效应[41], 这与包建平等[42]的研究结果相一致. 针对改良剂施用量, 有机肥较秸秆更利于砂质土壤SOC积累, 可能是由于施用有机肥改变土壤pH, 从而影响微生物活性, 进而影响改良剂分解[43]. 膨润土有效增加砂质土壤SOC含量, 主要原因为膨润土主要成分为蒙脱石, 是2∶1型黏土矿物, 具有较大比表面积大和多电荷, 有利于有机物结合形成稳定的有机无机复合体, 同时加剧土壤颗粒团聚形成稳定土壤团聚体结构, 增加固碳能力[44], 与其复配施用后能显著强于单用改良剂增强SOC含量. 多种改良剂联合施用相比单一改良剂施用对砂质土壤SOC含量的提升效果更佳, 可能是因为复合改良剂施用有助于调节微生物群落结构, 增加真菌多样性, 促进外源有机物周转和稳定, 增加SOC含量[45].
3.2 砂质土壤SOC对改良剂响应的主要控制因素施用土壤改良剂显著增加土壤SOC、全氮和速效钾等养分, 且SOC响应与土壤养分响应为正相关（图 4）, 表明施用改良剂增加SOC的同时, 也促进土壤养分的增加. 与本研究一致, 杨彦炜等[46]的研究亦发现, 施用不同改良剂显著增加砂质土壤的有机质、总氮和总磷等养分, 且这种增加通常与有机质含量的提升同步发生. Amadji等[47]指出, 砂质土壤施用有机肥发现SOC的提升以及总氮和总磷含量之间为正相关. 这可能是因为土壤有机质是土壤养分, 尤其是氮素的主要存储场所. 随着SOC含量的增加, 土壤养分也相应提高[48]；改良剂施用能有效促进砂质土壤大团聚体形成与稳定, 导致SOC含量与土壤养分能有效增加 [49]. 改良剂的施用在提升砂质土壤的SOC含量方面发挥着重要作用, 同时也协同增强了土壤的肥力, 通过增加土壤中的关键养分, 从而提升整体土壤质量和生产力.
气候条件显著影响土壤碳库的大小和组成, 对SOC产生消极或积极的影响[50]. 低温干旱地区改良剂施用后砂质土壤SOC含量提升幅度显著高于温暖湿润地区（图 3）. 这可能是由于高温调节微生物群落结构和活动, 从而影响土壤碳周转, 调节SOC积累和矿化之间的平衡. 在低温地区, 微生物活性的降低导致改良剂和本底SOC的分解及矿化速率降低. 虽然改良剂能有效增加砂质土壤SOC含量, 但高温会刺激微生物代谢过程并加速碳矿化[51]. 在干旱条件下, 砂质土壤SOC能被更多地积累, 主要是因为干旱抑制砂质土壤可溶性有机碳损失, 减少微生物对底物的可用性[52]；干旱环境会增加土壤容重, 间接影响SOC含量[53]；降低土壤碳转化相关胞外酶活性[54]. 湿润环境刺激了微生物生命活动加速改良剂与本底SOC矿化损失, 导致SOC难以被固定[55]. 初始SOC含量较低的砂质土壤在改良剂施用后的SOC提升幅度显著高于初始SOC含量较高的土壤（图 3）. 主要因为初始碳含量较低的土壤对外源碳输入有更高的吸收能力 [56]；初始SOC含量低的土壤结构较差, 更易受到改良剂影响, 有效改善土壤结构[57]；并且初始SOC含量低时, 碳亏缺值高, 改良剂施用能有效提高砂质土壤SOC含量[58, 59]. 土壤容重较高的砂质土壤SOC含量提升效果显著高于低容重的土壤, 这与王群等[60]研究结果一致, 土壤越紧实改良剂施用后SOC的提升效果更好. 可能是由于紧实土壤中空气和水分含量低, 微生物活性低, 不利于SOC分解. 闫俊华等[61]研究也指出, 高容重土壤SOC含量低, 碳亏缺值高, 导致SOC含量提升效果显著高于疏松土壤. 砂质土壤质地对SOC含量提升效果表现出明显差异, 含砂量高的砂质土壤SOC提升效果显著. 陈颖洁等[62]指出, 土壤中细颗粒（粉粒和黏粒）含量高有利于土壤团聚体形成, 提高SOC含量. 而含沙量高的砂质土壤初始SOC含量低, 改良剂施用后SOC提升幅度大. 年均温度、改良剂施用量、初始SOC因子是砂质土壤SOC含量对改良剂施用响应的主控因子（图 5）, 这与张维理等[23]的研究结果相一致. 环境温度和水分直接影响土壤微生物生命活动活性和代谢能力. 研究表明当环境处于温度较低和干旱缺水时, 不利于微生物生长时, 导致其活力降低活性和功能受到抑制, 碳周转速率下降, 限制了SOC的分解损失过程[52, 63, 64]. 综上, 施用改良剂后砂质土壤环境条件越差, 对砂质土壤SOC提升幅度越高, SOC稳定潜力越大.
本研究结果基于已发表文献的综合性统计分析, 由于数据质量的局限性, 仅分析单一改良剂施用年限及施用量对砂质土壤SOC含量的影响, 未考虑复合改良剂复配比例等因素. 后续研究需结合田间定位试验和室内控制试验, 阐明有机无机复合改良剂对有机碳组分的影响及潜在调控机制, 旨在为砂质土壤肥力提升措施制定提供科学依据和技术指导.
4 结论（1）施用改良剂显著提高了砂质土壤SOC含量, 平均提高幅度为61%；其中有机改良剂、无机改良剂和复合改良剂施用后砂质土壤SOC含量分别平均提高37%、161%和54%；有机改良剂中, 生物质炭（55%）和有机肥（42%）施用对砂质土壤SOC含量的提升幅度显著强于秸秆（16%）.
（2）砂质土壤SOC提升幅度随生物质炭和有机肥的施用量增加而增强, 随改良剂施用持续时间而降低.
（3）年均温度、改良剂施用量、初始SOC为调控砂质土壤SOC对改良剂响应的主要因素；对于低温干旱、土壤紧实、含沙量高以及SOC含量低的砂质土壤, 改良剂施用更能有效促进SOC积累, 从而提升砂质土壤肥力.
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