全 文 ：小兴安岭两种森林类型土壤有机碳矿化的季节动态
高　 菲　 林　 维　 崔晓阳∗
（东北林业大学林学院， 哈尔滨 １５００４０）
摘　 要　 采用室内培养法测定小兴安岭原始阔叶红松林、杨桦次生林不同季节的土壤有机碳
（ＳＯＣ）矿化速率和累计矿化量（Ｃｍ），利用一级动力学方程对土壤易矿化有机碳（Ｃ１）、潜在可
矿化碳（Ｃ０）等参数进行拟合，并分析 Ｃｍ、Ｃ０与土壤环境因子的关系．结果表明： ２ 种森林类型
土壤有机碳培养矿化速率和 Ｃｍ的季节变化趋势一致，在 ０ ～ ５ ｃｍ 土层随季节推进而减小，在
５～１０ ｃｍ土层未表现出明显的季节差异；Ｃ１在 ０ ～ ５ 和 ５ ～ １０ ｃｍ 土层分别为 ４２．９２ ～ ９２．１８ 和
１９．２３～３２．９５ ｍｇ∙ｋｇ－１，Ｃ０在 ０～５和 ５～１０ ｃｍ土层分别为 ８６３．９２～３９５７．１５ 和 ４３４．１５～８６５．７９
ｍｇ∙ｋｇ－１，Ｃ１和 Ｃ０均随季节推进而减小．２种森林类型土壤 Ｃ０ ／ ＳＯＣ在 ０～５和 ５～１０ ｃｍ土层分
别为 ０．７４％～２．７８％和 １．１１％～１．８４％．Ｃ０ ／ ＳＯＣ 随季节推进而减小，表明从春季至秋季土壤有
机碳含量总体上趋于稳定．土壤 Ｃｍ和 Ｃ０与原位土壤湿度、热水浸提碳水化合物含量呈显著正
相关，而与原位土壤温度、冷水浸提碳水化合物含量的相关性不显著．土壤有机碳矿化的季节
动态受土壤环境因素和活性碳组分等综合作用的影响．
关键词　 森林土壤； 潜在可矿化碳； 易矿化碳； 碳水化合物； 季节变化
Ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ｉｎ Ｘｉａｏｘｉｎｇ’ａｎ
Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， Ｃｈｉｎａ． ＧＡＯ Ｆｅｉ， ＬＩＮ Ｗｅｉ， ＣＵＩ Ｘｉａｏ⁃ｙａｎｇ∗ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｒｂｉｎ １５００４０， Ｃｈｉｎａ） ．
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ （ ＳＯＣ） ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ
Ｘｉａｏｘｉｎｇ’ａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎ， ｗｅ ｉｎｃｕｂａｔｅｄ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｆｒｏｍ ｖｉｒｇｉｎ Ｋｏｒｅａｎ ｐｉｎｅ ｆｏｒｅｓｔ ａｎｄ
ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｖｅｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｏｒｅｓｔ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｈｅ ＳＯＣ ｍｉｎｅｒａｌｉ⁃
ｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ＳＯＣ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ （Ｃｍ）． Ｗｅ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｔｏ
ｄｅｓｃｒｉｂｅ Ｃ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｋｉｎｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ＳＯＣ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｓｏｉｌ ｅａｓｉｌｙ
ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｂｌｅ Ｃ （Ｃ１）， ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｂｌｅ Ｃ （Ｃ０）． Ｗｅ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ
Ｃｍ， Ｃ１ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ ｆａｃｔｏｒｓ． Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎｃｕｂａｔｅｄ ＳＯＣ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅ ａｎｄ
Ｃｍ ｆｏｒ ０－５ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｅａｒｌｙ ｓｐｒｉｎｇ ｔｏ ｌａｔｅ ａｕｔｕｍｎ， ｗｈｉｌｅ ｆｏｒ ５－１０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ
ｔｈｅ ｓｅａｓｏｎａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｗａｓ ｎｏｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｏｒ ｂｏｔｈ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ． Ｔｈｅ Ｃ１ ｉｎ ０－５ ａｎｄ ５－１０
ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ ｖａｒｉｅｄ ｆｒｏｍ ４２．９２－９２．１８ ａｎｄ １９．２３－３２．９５ ｍｇ∙ｋｇ－１， ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ Ｃ０ ｉｎ
０－５ ａｎｄ ５－１０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ ｖａｒｉｅｄ ｆｒｏｍ ８６３．９２－３９５７．１５ ａｎｄ ４３４．１５－８６５．７９ ｍｇ∙ｋｇ－１， ｒｅｓｐｅｃ⁃
ｔｉｖｅｌｙ． Ｂｏｔｈ Ｃ１ ａｎｄ Ｃ０ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｅａｒｌｙ ｓｐｒｉｎｇ ｔｏ ｌａｔｅ ａｕｔｕｍｎ． Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｃ０ ｉｎ ＳＯＣ ｆｏｒ
ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ｗｅｒｅ ０．７４％－２．７８％ ａｎｄ １．１１％－１．８４％ ｉｎ ０－５ ａｎｄ ５－１０ ｃｍ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ， ｒｅｓｐｅｃ⁃
ｔｉｖｅｌｙ， ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ｅａｒｌｙ ｓｐｒｉｎｇ ｔｏ ｌａｔｅ ａｕｔｕｍｎ， ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ ｔｈａｔ ＳＯＣ ｔｅｎｄｅｄ ｔｏ ｂｅｃｏｍｅ ｍｏｒｅ
ｓｔａｂｌｅ ａｓ ａ ｗｈｏｌｅ ｆｒｏｍ ｓｐｒｉｎｇ ｔｏ ａｕｔｕｍｎ． Ｔｈｅ Ｃｍ ａｎｄ Ｃ０ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅｌｙ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｉｎ
ｓｉｔｕ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ⁃ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ｃｏｎｔｅｎｔ， ｂｕｔ ｗｅｒｅ ｎｏｔ ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｉｎ
ｓｉｔｕ ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｃｏｏｌ ｗａｔｅｒ⁃ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｗｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｔｈａｔ ｓｏｉｌ ｌａｂｉｌｅ
ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ， ｓｏｉｌ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ＳＯＣ
ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｅｓｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｆｏｒｅｓｔ ｓｏｉｌ； ｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｂｌｅ ｃａｒｂｏｎ； ｅａｓｉｌｙ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｂｌｅ ｃａｒｂｏｎ； ｃａｒｂｏｈｙ⁃
ｄｒａｔｅ； ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ．
本文由国家科技支撑计划项目（２０１１ＢＡＤ３７Ｂ０１）和国家重点基础研究发展计划项目（２０１１ＣＢ４０３２０２）资助 Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗａｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎ⁃
ａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｐｌａｎ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｏｆ Ｃｈｉｎａ （２０１１ＢＡＤ３７Ｂ０１） ａｎｄ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｂａｓｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ （２０１１ＣＢ４０３２０２）．
２０１５⁃０４⁃１７ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ， ２０１５⁃１０⁃１３ Ａｃｃｅｐｔｅｄ．
∗通讯作者 Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｃ＿ｘｉａｏｙａｎｇ＠ １２６．ｃｏｍ
应 用 生 态 学 报　 ２０１６年 １月　 第 ２７卷　 第 １期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ｈｔｔｐ： ／ ／ ｗｗｗ．ｃｊａｅ．ｎｅｔ
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， Ｊａｎ． ２０１６， ２７（１）： ９－１６　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＤＯＩ： １０．１３２８７ ／ ｊ．１００１－９３３２．２０１６０１．００４
　 　 有机碳矿化是土壤碳库向大气碳库输出 ＣＯ２的
主要途径［１］，关系着土壤养分的释放与储存，在全
球碳循环中起重要作用［２］ ．土壤有机碳矿化是重要
的地下生态学过程，受土壤温度［３－４］、土壤湿度［５］、
森林类型［６－７］、土地利用方式［８］、林火［９］等众多因素
的影响．有研究表明，土壤有机碳矿化速率随温度升
高而增大［３－４］ ．土壤湿度则通过调控微生物活性和土
壤通气状况影响有机碳矿化，在一定湿度范围内，有
机碳矿化速率随土壤湿度增大而增大［５］ ．不同森林
类型（如针叶林和阔叶林）土壤有机碳的矿化速率
不同［６－７］ ．有研究认为，温度和土地利用类型是导致
土壤碳丢失的主导因素［１０］ ．此外，土壤活性有机碳
对有机碳矿化有重要影响，碳水化合物作为土壤有
机质的重要组成部分，是易矿化的土壤碳库［１１］；土
壤热水浸提有机碳作为重要的活性碳组分，与矿化
碳具有较好的相关性［１２］ ．目前，多数研究集中在
土壤有机碳矿化对外源有机物，如凋落物［１３］、养
分［１４］、火成碳［１５］、生物黑炭［１６］等添加的响应方面．
在美国北部硬阔叶林中，添加磷可以促进土壤有机
碳矿化，而添加氮后有机碳矿化减少［１４］；在我国三
江平原的淡水沼泽湿地，添加氮后土壤有机碳矿化
减少，而添加凋落物可加快有机碳的矿化［１３］；添加
火成碳和新鲜生物黑炭可以产生正激发效应，促进
土壤有机碳矿化［１５－１６］ ．以往这些研究主要是在某一
季节采样进行的，不同季节采样的土壤有机碳矿化
研究还很匮乏．
小兴安岭是我国重要林区之一，部分自然保护
区保存着完整的原始阔叶红松林，而 ２０ 世纪 ５０—
８０年代被大面积砍伐的原始阔叶红松林已演变成
以杨、桦为主的阔叶次生林．本研究在不同季节采集
原始阔叶红松林和杨桦次生林土样，测定土壤有机
碳矿化速率和矿化量，并对土壤潜在可矿化碳、易矿
化碳等参数进行拟合，分析土壤有机碳矿化量和潜
在可矿化碳与土壤碳组分及环境因子的关系，探讨
土壤有机碳矿化的季节性变化规律及其调控机理，
以期为区域森林土壤季节性碳周转和碳固定提供科
学依据．
１　 研究地区与研究方法
１􀆰 １　 研究区概况
研究区位于小兴安岭凉水国家级自然保护区
（４７°１４′２２″ Ｎ，１２８°４８′３０″ Ｅ）及毗邻区．该区具有明
显的温带大陆性季风气候特征，年均气温－０．３ ℃，
年均最低气温－６．６ ℃，年均最高气温 ７．５ ℃，年降水
量 ６８０ ｍｍ，无霜期 １２０ ｄ．地带性植被为以红松（Ｐｉ⁃
ｎｕｓ ｋｏｒａｉｅｎｓｉｓ）为主的针阔混交林，即原始阔叶红松
林．原始阔叶红松林采伐后形成以杨、桦为主的阔叶
次生林．原始阔叶红松林样地位于保护区内，未受择
伐干扰且林相整齐，林龄在 ２５０年以上；阔叶次生林
样地位于保护区和毗邻区，主要树种为白桦（Ｂｅ⁃ｔｕｌａ
ｄａｎｕｒｉｃａ）、枫桦（Ｂ． ｃｏｓｔａｔａ）、山杨 （Ｐｏｐｕｌｕｓ ｄａｖｉｄｉ⁃
ａｎａ）、色木槭（Ａｃｅｒ ｍｏｎｏ）等，林木生长良好且林相
整齐，林龄在 ４０ 年以上．该地区为典型的低山丘陵
地貌，海拔为 ３００～５００ ｍ，地形起伏较平缓，坡度多
为 １０° ～２５°．地带性土壤类型为温带湿润针阔混交
林下发育的暗棕壤（暗沃冷凉淋溶土 ／冷凉湿润雏
形土，ＣＳＴ），其母质以花岗岩风化坡积物为主．
１􀆰 ２　 试验设计
于 ２０１３年 ４月（春季）、７ 月（夏季）和 ９ 月（秋
季），设置原始阔叶红松林和阔叶次生林固定样地
１０ ｍ×１０ ｍ，各 ３块，在每块样地内采用 ３ 点混合随
机取样法，分别采集 ０ ～ ５、５ ～ １０ ｃｍ 土层土壤样品，
并用温度计记录各深度处的土壤温度．将新鲜土样
去除根系、凋落物等，过 ２ ｍｍ 筛后分成两部分，一
部分用于室内培养试验，另一部分测定水提取碳水
化合物、总有机碳和全氮的含量，以及含水量和 ｐＨ
值，３次重复．
１􀆰 ３　 测定项目与方法
１􀆰 ３􀆰 １ 室内培养 　 采用室内恒温培养、碱液吸收
法［１７］测定土壤有机碳矿化速率和累积矿化量．称取
２５．００ ｇ 新鲜土样放入装有 ２０ ｍＬ ０． １ ｍｏｌ·Ｌ－１
ＮａＯＨ的 ５００ ｍＬ三角瓶中，密封后 １８ ℃（模拟夏季
土温）下黑暗培养 ２１ ｄ，在培养第 １、２、３、５、７、９、
１３、１７、２１天更换三角瓶．在原瓶中加入 ２ ｍＬ １􀆰 ０
ｍｏｌ·Ｌ－１ ＢａＣｌ２ 溶液，以酚酞为指示剂，用 ０􀆰 ０５
ｍｏｌ·Ｌ－１标准盐酸溶液滴定至红色消失，测定 ＣＯ２
释放量，根据 ＣＯ２释放量计算培养期内土壤有机碳
矿化量．
１􀆰 ３􀆰 ２土壤水提取碳水化合物测定 　 称取 １０．００ ｇ
新鲜土样，加入 １００ ｍＬ蒸馏水，室温下往复震荡 ３０
ｍｉｎ（２５０ ｒ·ｍｉｎ－１） ［１８］，６０００ ｒ·ｍｉｎ－１离心 １０ ｍｉｎ，
上清液过 ０．４５ μｍ滤膜，滤液－２０ ℃贮存，用于测定
冷水浸提碳水化合物．称取 １０．００ ｇ 新鲜土样，加入
１００ ｍＬ蒸馏水，在水浴锅中 １００ ℃沸腾 ６０ ｍｉｎ［１９］；
冷却至室温后，６０００ ｒ·ｍｉｎ－１离心 １０ ｍｉｎ，上清液过
０．４５ μｍ滤膜，滤液－２０ ℃贮存，用于测定热水浸提
碳水化合物．土壤冷水浸提碳水化合物和热水浸提
碳水化合物含量均采用硫酸⁃蒽酮法测定，即浸提液
０１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷
表 １　 土壤基本性质和水热状况
Ｔａｂｌｅ １　 Ｂａｓｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｇｉｍｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌｓ
森林类型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
土层
Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
ｐＨ 总有机碳
Ｔｏｔａｌ ｏｒｇａｎｉｃ Ｃ
（ｇ·ｋｇ－１）
全氮
Ｔｏｔａｌ Ｎ
（ｇ·ｋｇ－１）
Ｃ ／ Ｎ 土壤温度
Ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （℃）
４月
Ａｐｒｉｌ
７月
Ｊｕｌｙ
９月
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ
土壤含水量
Ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ （％）
４月
Ａｐｒｉｌ
７月
Ｊｕｌｙ
９月
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ
阔叶次生林 ０～５ ５．７１ １４２．４９ ９．２１ １５．４７ １．７３ １２．８３ ３．９３ ６６．２４ ５９．２１ ４８．３８
ＢＦ ５～１０ ５．８２ ４７．４４ ３．８４ １２．３５ －０．３３ １２．１９ ２．６３ ５０．９７ ４４．０３ ３７．８８
原始阔叶红松林 ０～５ ５．４５ １１７．４９ ５．９９ １９．６１ １．０７ １３．１０ ４．２３ ４９．５２ ４６．９８ ４４．２３
ＶＦ ５～１０ ５．６８ ３７．５６ ２．３３ １６．１２ －０．３３ １２．１７ ３．７０ ３６．４１ ３３．１０ ２９．８８
ＢＦ： Ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｖｅｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｏｒｅｓｔ； ＶＦ： Ｖｉｒｇｉｎ ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｖｅｄ Ｋｏｒｅａｎ ｐｉｎｅ ｆｏｒｅｓｔ．
加蒸馏水稀释后，加入 １０ ｍＬ蒽酮⁃硫酸溶液，在 ６２５
ｎｍ下测定溶液的吸光值［２０］，所用仪器为 ７２２１ 型可
见分光光度计（上海仪器公司）．
１􀆰 ３􀆰 ３土壤基本性质测定 　 土壤有机碳和全氮的
含量采用元素分析仪（Ｈｅｒａｅｕｓ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒ Ｖａｒｉｏ ＥＬ，
Ｈａｎａｕ， Ｇｅｒｍａｎｙ）直接测定；土壤 ｐＨ 值用 ＨＡＮＮＡ
ｐＨ２１１型 ｐＨ计测定；土壤含水量采用烘干法测定．
样地土壤基本性质和水热状况见表 １．
１􀆰 ４　 数据处理
采用 ２ 个方程拟合土壤有机碳矿化结果，选择
拟合效果较好（Ｒ２最大）的模型作为有机碳矿化拟
合的最佳方程：
Ｃｍ ＝Ｃ０（１－ｅ
－ｋｔ） （１）
式中：Ｃｍ为 ｔ时刻的有机碳累计矿化量；Ｃ０为潜在可
矿化有机碳含量；ｋ为有机碳矿化速率常数［２１］ ．
Ｃｍ ＝Ｃ０（１－ｅ
－ｋｔ）＋Ｃ１ （２）
式中：Ｃｍ为 ｔ时刻的有机碳累计矿化量；Ｃ０为潜在可
矿化有机碳含量；Ｃ１为易矿化有机碳含量；ｋ 为有机
碳矿化速率常数．Ｔ１ ／ ２为半周转期，Ｔ１ ／ ２ ＝ ｌｎ（２ ／ ｋ） ［２２］ ．
结果表明，２种方程拟合效果均较好，其中方程
（２）的拟合效果最好（Ｒ２ ＞０．９９）．因此，本研究采用
方程（２）对土壤有机碳矿化过程进行拟合．
利用 ＳＰＳＳ １８．０ 软件和 Ｄｕｎｃａｎ 多重比较法检
验差异显著性（α ＝ ０．０５）；利用 Ｐｅａｒｓｏｎ 相关系数评
价各因素间的关系．利用 ＳｉｇｍａＰｌｏｔ １０．０ 软件作图，
并进行有机碳矿化方程的拟合．图表中数据为平均
值±标准差．
２　 结果与分析
２􀆰 １　 两种森林类型土壤有机碳矿化速率季节动态
由图 １可以看出，在培养初期，阔叶次生林 ０ ～
５、５～ １０ ｃｍ 土层有机碳矿化速率分别为 １１０．７２ ～
１７８．６５、４９． ９６ ～ ５６． ２２ ｍｇ·ｋｇ－１·ｄ－１，原始阔叶红
松林０～ ５、５ ～ １０ ｃｍ 土层有机碳矿化速率分别为
８２．６２～１３１．４５、３４．３３～ ４６．０８ ｍｇ·ｋｇ－１·ｄ－１；培养末
期，阔叶次生林 ０～５、５～１０ ｃｍ土层有机碳矿化速率
分别为 ２８．３１ ～ ６９．５３、１２．０８ ～ １７．９１ ｍｇ·ｋｇ－１·ｄ－１，
原始阔叶红松林 ０ ～ ５、５ ～ １０ ｃｍ 土层有机碳矿化速
率分别为 １９．６８～４５．４６、９．９４ ～ １５．７６ ｍｇ·ｋｇ－１·ｄ－１ ．
可见，２ 种森林类型土壤有机碳在初期矿化速率最
高，随培养时间的延长逐渐降低．
２种森林类型土壤有机碳矿化速率的季节性变
化趋势一致，春季土壤矿化速率最高，随季节推进而
下降，秋季土壤矿化速率最低．不同季节土壤有机碳
矿化速率的差异因森林类型和土壤层次而异．阔叶
次生林土壤有机碳矿化速率的季节性变化较原始阔
叶红松林大．２种森林类型 ０～５ ｃｍ 土层土壤有机碳
矿化速率的季节间差异较大，而 ５～１０ ｃｍ 土层土壤
较小．
同一采样季节、同一土层培养初期阔叶次生林
土壤有机碳矿化速率均大于原始红松林，而同一森
林类型，３个季节 ０～５ ｃｍ土层土壤有机碳矿化速率
均大于 ５～１０ ｃｍ土层．
２􀆰 ２　 两种森林类型土壤有机碳累计矿化量的季节
变化
由图 ２可知，２ 种森林类型不同季节土壤有机
碳累计矿化量的变化趋势一致，即随着生长期的推
进，土壤有机碳累计矿化量逐渐减少．２ 种森林类型
０～５ ｃｍ土层土壤有机碳累计矿化量的季节间差异
显著，而在 ５～１０ ｃｍ 土层差异不显著．同一季节、同
一土层阔叶次生林土壤累计矿化量显著高于原始阔
叶红松林．
２􀆰 ３　 两种森林类型土壤潜在可矿化碳的季节变化
由表 ２可以看出，２ 种森林类型土壤潜在可矿
化碳 Ｃ０在春季最高，夏季次之，而秋季最低．不同季
节土壤 Ｃ０在 ０～５ ｃｍ土层差异显著，而在 ５ ～ １０ ｃｍ
土层差异不显著．Ｃ０占土壤总有机碳的比例在 ０ ～ ５
ｃｍ 土层为 ０．７４％ ～ ２．７８％，而在 ５ ～ １０ ｃｍ 土层为
１􀆰 １１％～１．８４％，并表现出随季节推进而减少的变化
趋势．
１１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 高　 菲等： 小兴安岭两种森林类型土壤有机碳矿化的季节动态　 　 　 　 　 　
图 １　 不同季节 ２种森林类型土壤有机碳矿化速率
Ｆｉｇ．１　 Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｒａｔｅｓ ｉｎ ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎｓ．
ＢＦ： 阔叶次生林 Ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｖｅｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｆｏｒｅｓｔ； ＶＦ： 原始阔叶红松林 Ｖｉｒｇｉｎ ｂｒｏａｄ⁃ｌｅａｖｅｄ Ｋｏｒｅａｎ ｐｉｎｅ ｆｏｒｅｓｔ． Ⅰ： 春季 Ｓｐｒｉｎｇ； Ⅱ： 夏季 Ｓｕｍｍｅｒ；
Ⅲ： 秋季 Ａｕｔｕｍｎ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
　 　 同一季节、同一土层阔叶次生林土壤 Ｃ０大于原
始阔叶红松林，但 ２ 种森林类型土壤 Ｃ０ ／ ＳＯＣ 值较
接近，尤其是在 ５～１０ ｃｍ土层．
２种森林类型０ ～ ５ ｃｍ土层土壤易矿化有机碳
图 ２　 不同季节 ２种森林类型土壤有机碳累计矿化量
Ｆｉｇ．２ 　 Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ ＳＯＣ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ａｔ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎｓ．
不同小写字母表示同一土层不同季节间差异显著，不同大写字母表
示同一季节不同土层间差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎｄｉ⁃
ｃａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｍｏｎｇ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅａｓｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ，
ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｐｉｔａｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ
ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｓｅａｓｏｎ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ． 下同 Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ．
（Ｃ１）含量的季节变化格局为春季显著大于夏季和
秋季，夏秋两季无显著差异，而在 ５ ～ １０ ｃｍ 土层 Ｃ１
含量无显著的季节性差异．阔叶次生林土壤 Ｃ１含量
大于原始阔叶红松林，０～５ ｃｍ土层 Ｃ１含量大于 ５ ～
１０ ｃｍ土层．土壤有机碳矿化速率常数 ｋ和半周转期
Ｔ１ ／ ２的变化范围较窄． ３ 个季节 ｋ 为 ０． ０２９ ～ ０． ０６１
ｄ－１，且随季节推移而增大，Ｔ１ ／ ２为 ３．４９ ～ ４．２４ ｄ，且随
季节推移而减小．
２􀆰 ４　 土壤水浸提碳水化合物的季节变化
由图 ３可知，２ 种森林类型土壤热水浸提碳水
化合物含量表现出一致的季节变化特征，且在春
季最高，夏季次之，秋季最低．在 ０ ～ ５ ｃｍ 土层土
壤热水浸提碳水化合物含量为 １３８３． １１ ～ ３０３６􀆰 ３９
ｍｇ·ｋｇ－１，在 ５ ～ １０ ｃｍ 土层为 ５４７． ４９ ～ １３１２􀆰 ５４
ｍｇ·ｋｇ－１，上部土层土壤热水浸提碳水化合物含量
均显著高于下部土层．阔叶次生林 ０～５ ｃｍ土层 ３个
采样季节的土壤热水浸提碳水化合物含量差异显
著，而在 ５～１０ ｃｍ土层差异不显著．原始阔叶红松林
２个土层的热水浸提碳水化合物含量均表现为春季
最高，而其他 ２个季节差异不显著．
２种森林类型土壤冷水浸提碳水化合物含量在
秋季显著高于其他季节．土壤冷水浸提碳水化合物
含量在 ０～５ ｃｍ土层为 １１５．６４～２００．６５ ｍｇ·ｋｇ－１，在
５～１０ ｃｍ土层为 ８１．６３～１４０．５０ ｍｇ·ｋｇ－１，上部土层
显著高于下部土层．同一季节、同一土层，阔叶次生
２１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷
表 ２　 两种森林类型土壤有机碳矿化参数
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｉｎ ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ
森林类型
Ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅ
土层
Ｓｏｉｌ ｌａｙｅｒ
（ｃｍ）
季节
Ｓｅａｓｏｎ
Ｃ０
（ｍｇ·ｋｇ－１）
Ｃ１
（ｍｇ·ｋｇ－１）
ｋ
（·ｄ－１）
Ｃ０ ／ ＳＯＣ
（％）
Ｔ１ ／ ２
（ｄ）
Ｒ２
阔叶次生林 ０～５ 春季 Ｓｐｒｉｎｇ ３９５７．１５±３７６．９２ａ ８２．１８±１９．３４ａ ０．０２９ ２．７８ ４．２４ ０．９９
ＢＦ 夏季 Ｓｕｍｍｅｒ ２５９７．６４±４０７．７４ｂ ５２．５５±１０．１２ｂ ０．０３３ １．８２ ４．１２ ０．９９
秋季 Ａｕｔｕｍｎ １３１７．８６±３０４．１７ｃ ６１．６７±９．５２ｂ ０．０４７ ０．９３ ３．７６ ０．９９
５～１０ 春季 Ｓｐｒｉｎｇ ８６５．７９±１７６．９８ａ ２５．４０±５．５９ａ ０．０４４ １．８３ ３．８２ ０．９９
夏季 Ｓｕｍｍｅｒ ７０４．０３±２４．６４ａ ２３．１３±５．１２ａ ０．０５１ １．４８ ３．６７ ０．９９
秋季 Ａｕｔｕｍｎ ５２６．２５±２３．７４ｂ ３２．９５±４．８３ａ ０．０６１ １．１１ ３．４９ ０．９９
原始红松林 ０～５ 春季 Ｓｐｒｉｎｇ ２１１１．２０±４３４．４３ａ ６５．７７±１７．０１ａ ０．０４１ １．８０ ３．８９ ０．９９
ＶＦ 夏季 Ｓｕｍｍｅｒ １４５３．６６±２２０．２７ｂ ４０．３３±９．１８ｂ ０．０４６ １．２４ ３．７７ ０．９９
秋季 Ａｕｔｕｍｎ ８６３．９２±３１．１２ｃ ４２．９２±６．６７ｂ ０．０６０ ０．７４ ３．５１ ０．９９
５～１０ 春季 Ｓｐｒｉｎｇ ６９０．０６±３４８．８２ａ ２５．４４±４．９１ａ ０．０４１ １．８４ ３．８９ ０．９９
夏季 Ｓｕｍｍｅｒ ６３９．６１±１０８．５３ａ １９．２３±４．１１ａ ０．０３６ １．７０ ４．０３ ０．９９
秋季 Ａｕｔｕｍｎ ４３４．１５±１４．６６ａ ２０．３９±５．３２ａ ０．０４７ １．１６ ３．７４ ０．９９
同列不同字母表示差异显著（Ｐ＜０．０５）Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｍｅａｎｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｔ ０．０５ ｌｅｖｅｌ．
图 ３　 两种森林类型土壤水浸提碳水化合物的季节变化
Ｆｉｇ．３　 Ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｗａｔｅｒ⁃ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ｆｏｒ ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ．
林土壤冷、热水浸提碳水化合物含量均高于原始阔
叶红松林．
表 ３　 土壤 Ｃｍ和 Ｃ０与土壤总有机碳、热水浸提碳水化合物、
冷水浸提碳水化合物、土壤湿度及土壤温度的相关系数
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｏｉｌ Ｃｍ， Ｃ０ ａｎｄ
ＳＯＣ， ＨＷＥＯＣ， ＣＷＥＯＣ， ｓｏｉｌ ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｔｅｍｐｅｒａ⁃
ｔｕｒｅ
土壤
有机碳
ＳＯＣ
热水浸提
碳水化合物
ＨＷＥＯＣ
冷水浸提
碳水化合物
ＣＷＥＯＣ
土壤湿度
Ｓｏｉｌ
ｍｏｉｓｔｕｒｅ
土壤温度
Ｓｏｉｌ
ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
累积矿化碳 Ｃｍ ０．９３２∗∗ ０．９１７∗∗ ０．３８７ ０．８４３∗∗ ０．０３２
潜在可矿化碳 Ｃ０ ０．８９７∗∗ ０．９３８∗∗ ０．３３２ ０．８７２∗∗ ０．０００
∗Ｐ＜ ０． ０５； ∗∗Ｐ ＜ ０． ０１． ＳＯＣ： Ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ； ＨＷＥＯＣ： Ｈｏｔ
ｗａｔｅｒ⁃ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ； ＣＷＥＯＣ： Ｃｏｏｌ ｗａｔｅｒ⁃ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｃａｒｂｏｈｙ⁃
ｄｒａｔｅ．
２􀆰 ５　 土壤有机碳矿化季节变化的影响因子
由表 ３可知，土壤 Ｃｍ和 Ｃ０含量与各季节采样时
的原位土壤温度无显著相关性，而与原位土壤湿度
呈显著正相关．土壤 Ｃｍ和 Ｃ０含量均与热水浸提碳水
化合物含量呈显著正相关，而与冷水浸提碳水化合
物含量的相关性不显著，表明土壤热水浸提碳水化
合物对有机碳矿化的影响大于冷水浸提碳水化合
物，随着热水浸提碳水化合物含量的增加，土壤有机
碳矿化量快速增加．
３　 讨　 　 论
土壤有机碳矿化是陆地碳循环中重要的生态学
过程，探讨不同季节土壤有机碳矿化特征可为土壤⁃
３１１期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 高　 菲等： 小兴安岭两种森林类型土壤有机碳矿化的季节动态　 　 　 　 　 　
大气碳循环的季节变化提供依据．矿化速率是表征
土壤有机碳矿化过程的最常用指标，在设定的室内
温度和湿度下培养、测得的土壤有机碳矿化速率为
“潜在有机碳矿化速率”，与野外温度、湿度下原位
土壤的“现实有机碳矿化速率”相区别．首先，有机碳
矿化速率随培养时间延长表现出先快速降低再缓慢
下降的趋势，这可能与土壤有机碳性质有关．在矿化
初期，土壤有机碳中易矿化有机碳组分含量高，微生
物矿化分解速率快，随着易矿化碳含量减少，矿化速
率下降，当微生物开始分解难矿化的有机碳组分，土
壤有机碳矿化速率小而稳定［２３］ ．另外，在本研究中，
阔叶次生林土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均高
于原始阔叶红松林，这与温带地区南部长白山［２４］的
研究结果一致．森林类型对土壤有机碳矿化有显著
影响，可能与森林凋落物的数量和组成、微生物的数
量和活性、土壤有机碳含量、林内小气候等有关．目
前，关于土壤有机碳矿化季节动态的研究较少．本研
究中，不同季节土壤有机碳矿化速率的季节变化规
律为随生长季推进而降低．霍莉莉［２５］采用不同季节
采样培养法研究发现，沼泽湿地土壤有机碳（潜在）
矿化速率表现为从 ５ 月至 ９ 月逐渐升高的季节动
态．本研究与其结果不同，可能与生态系统类型、土
壤有机碳状况等的差异有关．
易矿化有机碳是土壤中极易分解的有机碳，本
研究中易矿化有机碳含量在 ０～５ ｃｍ土层为 ４０．３３～
８２．１８ ｍｇ·ｋｇ－１，在 ５ ～ １０ ｃｍ 土层为 １９．２３ ～ ３２．９５
ｍｇ·ｋｇ－１ ．陈吉等［２３］研究表明，０～２０ ｃｍ土层长期施
肥的农田土壤易矿化有机碳含量为 ３９． ８６ ～ ７８􀆰 ４７
ｍｇ·ｋｇ－１；Ｆｅｒｎáｎｄｅｚ等［２６］研究发现，０ ～ ２０ ｃｍ 土层
干旱土壤施加污泥后土壤易矿化有机碳含量为
２．０７～２７．６０ ｍｇ·ｋｇ－１；王义祥等［２７］研究表明，生草
栽培后油桃园 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层土壤易矿化有机碳含
量为 ２１􀆰 ００ ～ ３９． ００ ｍｇ·ｋｇ－１ ．本研究结果与陈吉
等［２３］的研究结果相似，但高于 Ｆｅｒｎáｎｄｅｚ 等［２６］和王
义祥等［２７］的研究结果，这可能与土壤类型、土层厚
度不同有关．土壤易矿化有机碳主要来自动植物残
体、凋落物、根系分泌物和微生物等［２８］ ．本研究中，
土壤易矿化有机碳含量在春季显著大于夏季和秋
季，可能与一些生物学过程有关，如凋落物的分解与
淋溶、根系活动、微生物的分泌与消耗等．在小兴安
岭地区，９ 月末植物开始落叶，大量凋落物进入土
壤，从 １１ 月到次年 ４ 月土壤处于冻结期，这些凋落
物经过有限分解后大部分残留在土壤中，４ 月末气
温开始回升，土壤解冻，但土壤湿度较高温度过低，
大量来自凋落物、死亡根系、根系分泌物、死亡土壤
动物和死亡微生物的活性有机碳释放出来，加之微
生物活性未完全恢复，易矿化的活性碳因暂时积累
其含量达到最大值．此后，随着温度持续升高，微生
物活性增强，土壤易矿化碳因被消耗而逐渐减少．
潜在可矿化碳是土壤中可被分解的总有机碳，
可用来表征土壤中生物有效性碳库的大小［２９］ ．王义
祥等［２７］研究表明，油桃园 ０～２０ ｃｍ土层土壤潜在可
矿化碳含量为 １９８．００ ～ ３０５．００ ｍｇ·ｋｇ－１；陈吉等［２３］
研究发现，长期施肥的玉米地 ０ ～ ２０ ｃｍ 土层土
壤潜在可矿化碳含量为 ３２３．９０ ～ ８４４．９０ ｍｇ·ｋｇ－１；
Ｆｅｒｎ􀅡ｎｄｅｚ等［２６］研究表明，０ ～ ２０ ｃｍ 土层干旱土壤
潜在可矿化碳含量为 ２６． １５ ～ ２２２． ４９ ｍｇ·ｋｇ－１ ．本
研究中，２ 种森林类型土壤潜在可矿化碳含量为
４３４􀆰 １５～３９５７．１５ ｍｇ·ｋｇ－１，高于其他研究结果．本研
究中，阔叶次生林和原始阔叶红松林土壤为有机碳
含量很高的森林土壤（表 １），相应的可矿化的活性
有机碳含量也较高．土壤潜在可矿化碳占总有机碳
的比例为 ０．７７％～２．７８％，从春季到秋季该比例表现
出明显的下降趋势（表 ２）．土壤中潜在可矿化碳占
总有机碳的比例变化可用来表示土壤有机碳库中活
性碳库的变化［２９］，在土壤总有机碳无明显变化的情
况下，该比例减小，说明土壤有机碳活性组分减少，
相对稳定的组分增多，表明土壤有机碳库总体趋于
稳定．随着季节变换，森林土壤有机碳各组分的周转
与稳定还有待进一步研究．
土壤碳水化合物是易矿化土壤碳库的主要组成
部分，是土壤有机碳矿化的重要基质［１１］ ．本研究中，
２种森林类型土壤热水浸提碳水化合物含量为
５４７～３０３６ ｍｇ·ｋｇ－１，冷水浸提碳水化合物含量为
９２～２０１ ｍｇ·ｋｇ－１ ．本研究中冷水浸提碳水化合物含
量高于 Ｈｉｓｈｉ等［３０］对日本温带森林的研究结果，热
水浸提碳水化合物含量与 Ｚｈａｏ 等［３１］对长白山的研
究结果相近，相似或高于我国亚热带林区［３２－３３］的研
究结果．其原因可能与生态系统类型、土壤深度、提
取步骤等差异有关［３１］ ．本研究中，２种森林类型不同
土层土壤热水浸提碳水化合物含量均表现出春季＞
夏季＞秋季的季节变化格局，而冷水浸提碳水化合
物无规律性的季节变化．这可能与两者的性质有关，
热水浸提有机碳主要来自微生物生物量、根系分泌
物等，是化学异质性较高、对环境变化较敏感的活性
碳组分［３４］，而冷水浸提有机碳是热稳定性较高、相
对稳定的有机碳组分［３５］ ．
土壤有机碳矿化是一个复杂的生物化学过程，
４１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷
影响因素众多．有研究表明，在土壤生物化学因素
中，土壤易矿化有机碳、潜在可矿化有机碳含量与土
壤总有机碳含量、全氮含量、微生物活性均呈显著正
相关［２３］；土壤热水浸提碳水化合物是对微生物有效
程度较高的活性有机质［３２，３６］ ．还有研究发现，热水提
取有机碳含量与有机碳矿化相关性较好［１２］ ．本研究
中，土壤有机碳累计矿化量和潜在可矿化有机碳含
量与冷水浸提碳水化合物含量无显著相关性，而与
热水浸提碳水化合物含量呈显著正相关，表明土壤
热水浸提碳水化合物从数量和化学形态上构成了土
壤有机碳矿化的重要物质基础．在环境因素中，许多
研究表明，培养温度和湿度是影响土壤有机碳矿化
过程的重要因素［３－４，２７］ ．本研究中，在固定的培养温
度下，土壤有机碳矿化量和潜在可矿化碳含量与各
季节采样时的原位土壤温度无显著相关性，这反映
出土壤有机碳矿化特征与土壤温度间的复杂关系．
在固定的培养湿度下，土壤 Ｃｍ和 Ｃ０与采样时的原
位土壤湿度呈显著正相关，这反映出在野外自然条
件下土壤湿度越大可能越利于土壤可矿化活性有机
碳的积累；另外，早春化冻时土壤湿度最大，恰好此
时由冻融作用导致土壤碳水化合物等活性有机碳的
暂时积累（图 ３），这将进一步强化 Ｃｍ和 Ｃ０与采样时
的原位土壤湿度的正相关关系．综上，土壤有机碳矿
化的季节性变化受各种物质和环境因子的综合影
响，在这些因子的共同驱动下土壤有机碳库各组分
发生着复杂的变化．
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（王清奎）， ｅｔ ａｌ． Ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｓｅａｓｏｎａｌ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｓｏｉｌ
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ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｈｏｔ⁃ｗａｔｅｒ ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ ｆｒｏｍ ｓｏｉｌｓ ｕｎｄｅｒ ｆｏｕｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｔｙｐｅｓ
ｉｎ ｔｈｅ Ｗｕｙｉ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ． Ｅｕｒｏｐｅａｎ
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ， ２０１１， ４７： １０２－１０７
［３４］　 Ｓｐａｒｌｉｎｇ Ｇ， Ｖｏｊｖｏｄｉｃ⁃Ｖｕｋｏｖｉｃ Ｍ， Ｓｃｈｉｐｐｅｒ ＬＡ． Ｈｏｔ⁃
ｗａｔｅｒ⁃ｓｏｌｕｂｌｅ Ｃ ａｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ｌａｂｉｌｅ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ
ｍａｔｔｅｒ： Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｂｉｏｍａｓｓ Ｃ． Ｓｏｉｌ
Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， １９９８， ３０： １４６９－１４７２
［３５］　 Ｌａｎｄｇｒａｆ Ｄ， Ｌｅｉｎｗｅｂｅｒ Ｐ， Ｍａｋｅｓｃｈｉｎ Ｆ． Ｃｏｌｄ ａｎｄ ｈｏｔ
ｗａｔｅｒ⁃ｅｘｔｒａｃｔａｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ ａｓ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｌｉｔｔｅｒ ｄｅ⁃
ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｆｏｒｅｓｔ ｓｏｉｌｓ． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｎｕｔｒｉｅｎｔ ａｎｄ
Ｓｏｉｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２００６， １６９： ７６－８２
［３６］　 Ｗａｎｇ Ｑ⁃Ｋ （王清奎）， Ｗａｎｇ Ｓ⁃Ｌ （汪思龙）， Ｇａｏ Ｈ
（高　 洪）， ｅｔ ａｌ． Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｃｔｉｖｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｍａｔｔｅｒ
ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｆｉｒ ｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ
Ｅｃｏｌｏｇｙ （应用生态学报）， ２００５， １６（７）： １２７０－１２７４
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
作者简介　 高　 菲，女，１９８８年生，硕士研究生． 主要从事森
林土壤有机碳稳定机制研究． Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｇａｏｆｅｉ８８０９２２＠ １２６．ｃｏｍ
责任编辑　 孙　 菊
高菲， 林维， 崔晓阳． 小兴安岭两种森林类型土壤有机碳矿化的季节动态． 应用生态学报， ２０１６， ２７（１）： ９－１６
Ｇａｏ Ｆ， Ｌｉｎ Ｗ， Ｃｕｉ Ｘ⁃Ｙ． Ｓｅａｓｏｎａｌ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｏｒｇａｎｉｃ ｃａｒｂｏｎ ｍｉｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｗｏ ｆｏｒｅｓｔ ｔｙｐｅｓ ｉｎ Ｘｉａｏｘｉｎｇ’ａｎ Ｍｏｕｎｔａｉｎｓ， Ｃｈｉ⁃
ｎａ． Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ， ２０１６， ２７（１）： ９－１６ （ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
６１ 应　 用　 生　 态　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ２７卷