全 文 ：第 36 卷第 3 期
2016年 2月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.36,No.3
Feb.,2016
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:国家自然科学基金项目(U1203282, 31360320); 教育部科学技术研究项目(213039A)
收稿日期:2014鄄05鄄22; 摇 摇 网络出版日期:2015鄄06鄄11
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: zfh2000@ 126.com
DOI: 10.5846 / stxb201405221057
王静娅, 张凤华.干旱区典型盐生植物群落土壤团聚体组成及有机碳分布.生态学报,2016,36(3):600鄄607.
Wang J Y, Zhang F H.Distribution of soil aggregates and aggregate鄄associated organic carbon from typical halophyte community in arid region.Acta Ecologica
Sinica,2016,36(3):600鄄607.
干旱区典型盐生植物群落土壤团聚体组成及有机碳
分布
王静娅, 张凤华*
石河子大学, 石河子摇 832003
摘要:以干旱区玛纳斯河流域扇缘带为研究区,分析了花花柴(Karelinia caspia)、雾冰藜(Bassia dasyphylla)、梭梭(Haloxylon
ammodendron)和柽柳(Tamarix ramosissima)4个典型盐生植物群落土壤团聚体的组成及有机碳分布。 研究表明:不同植物群落
土壤团聚体均以 0.25—0.053 mm粒径为主,占了 46.7%—74.6%,且与其他粒径差异显著(P<0.05),>0.25 mm和<0.053 mm粒
径土壤团聚体含量较少,仅占 7.8%—43%。 梭梭群落>0.25 mm团聚体平均含量较高,达 32%。 不同植被群落土壤总有机碳介
于 2.01—8.73 g / kg之间,不同粒径团聚体有机碳介于 1.70—13.68 g / kg之间。 不同群落之间,梭梭和柽柳群落总有机碳和团聚
体有机碳含量均相对较高,且随着土层深度下降而下降。 不同粒径之间,有机碳含量在 0.25—0.053 mm粒径最低,在>0.25 mm
和<0.053 mm 粒径中最高,呈现“V冶型分布且差异显著(P<0.05)。 0.25—0.053 mm 团聚体中有机碳含量的贡献率最高,达
43.43%,而<0.053 mm粒级贡献率较低,但有机碳含量较高,说明了小粒径团聚体对有机碳保护能力较强。 土壤有机碳含量与
0.25—0.053 mm团聚体含量呈显著负相关(P<0.05)。 而从整体来看,梭梭群落>0.25 mm 团聚体比例较高,且土壤有机碳和团
聚体有机碳含量也较高,说明了在该研究区,梭梭群落聚集土壤养分能力较强,相对其他群落更有利于土壤有机碳的积累。
关键词:干旱区; 盐生植被; 土壤团聚体; 土壤有机碳
Distribution of soil aggregates and aggregate鄄associated organic carbon from
typical halophyte community in arid region
WANG Jingya, ZHANG Fenghua*
Shihezi University, Shihezi 832003, China
Abstract: Soil aggregates are organic鄄inorganic complexes and the basic unit of soil structure. Their formation and stability
are closely related to soil organic carbon content. The distribution of aggregate鄄associated organic carbon determines the
capacity for soil organic carbon storage and retention. Currently, research on soil aggregate鄄associated organic carbon mainly
focuses on agricultural and artificial ecosystems; relatively few studies have focused on natural ecosystems. In particular,
little is known about distribution of aggregate鄄associated organic carbon in halophyte communities in Xinjiang. In light of
this, a field experiment was conducted on an alluvial fan in the Manasi River Basin to quantify changes in soil aggregation
and aggregated鄄associated soil organic carbon associated with four halophytes ( Karelinia caspia, Bassia dasyphylla,
Haloxylon ammodendron, and Tamarix ramosissima). Our objective was to determine 1) the particle size that is most
conducive to carbon retention and 2) which of the four halophytes is associated with the accumulation of the most soil
organic carbon. The results showed: 1) 46.7% to 74.6% of the total soil mass comprised particles of intermediate diameter
(0.25—0.053 mm). This was significantly greater (P<0.05) than the other two classes of particle size defined in this study
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( >0.25 mm and <0.053 mm). The >0.25 mm or <0.053 mm classes only comprised 7.8% to 43% of soil mass. The >0.25
mm class was most abundant in the Haloxylon ammodendron community, accounting for 32% of soil mass. 2) Soil total
organic carbon content was 2.01—8.73 g / kg, and aggregate鄄associated soil organic carbon content varied from 1.70 to 13.68
g / kg among communities. Total organic carbon and aggregate鄄associated organic carbon were greater in the Haloxylon
ammodendron and Tamarix ramosissima communities than in the other communities studied. These measures decreased in all
communities with depth. 3) The aggregate鄄associated organic carbon content was lowest in the 0.25—0.053 mm class, and
significantly higher (P<0.05) in the >0.25 mm and <0.053 mm classes. 4) Because the 0.25—0.053 mm class was the
most abundant, aggregate鄄associated organic carbon in this fraction contributed more to soil total organic carbon contained
43.43%. There was more aggregate鄄associated organic carbon in the <0.053 mm class, but this contributed less to total soil
organic carbon, indicating that these micro鄄aggregates have the greatest potential to retain soil organic carbon. There was a
significant negative relationship between the abundance of 0.25—0.053 mm soil aggregate particles and soil organic carbon
content.Total soil organic carbon, aggregate鄄associated soil organic carbon and abundance of >0.25 mm aggregate particles
were highest in the Haloxylon ammodendron community, which implies that this community has the greatest potential to
gather soil nutrients of the four communities studies, could be useful for accumulating soil organic carbon in arid areas.
Key Words: arid region; halophyte vegetation; soil aggregate; soil organic carbon
土壤碳库是大气碳库的 3倍,生物碳库的 3.8倍,是地球表层最大的有机碳库,在全球碳循环中起着关键
作用[1]。 土壤团聚体是土壤结构最基本的单元,是有机碳存在的场所[2],土壤团聚体的形成与稳定与土壤有
机碳密切相关[3],有机碳在团聚体中的分布形式决定了土壤储存和保留有机碳的能力[4]。 同时土壤团聚体
的粒径分布不仅反映土壤结构状况,而且影响着土壤的通气、抗蚀、渗水性等。 因此,土壤团聚体组成及有机
碳分布对土壤结构和土壤肥力的形成具有重要作用。
土壤有机碳在团聚体中分布状况研究结果不一。 有研究指出大团聚体里有机碳含量较高[5鄄7],安韶山[8]
对黄土丘陵区的研究也都得出相同结论,即大量的有机碳存储在 2—0.25 mm的团聚体中。 而也有研究显示
微团聚体有机碳含量比大团聚体高[9鄄10],各粒径团聚体的有机碳库而言,<0.25 mm 团聚体是土壤有机碳的主
要载体[11]。 Li等和苑亚茹等指出植被覆盖的黑土 0.25—0.053 mm 微团聚体有机碳含量最高[12鄄13]。 而在干
旱区的盐碱土,土壤有机碳在团聚体的分布有待进一步研究。 目前关于土壤团聚体有机碳分布的研究多集中
在土地利用和人工生态系统。 如评价耕作栽培[9鄄10]、施肥[14鄄15]等措施对土壤性质的影响, 而对自然生态系统
的研究较少。 因此在研究区对盐生植被群落下土壤有机碳的研究具有一定意义。
新疆是我国最干旱、盐碱化土壤分布面积最广、土壤积盐最重的地区,在特定的自然环境条件下发育着丰
富的盐生植物[16],不同盐生植被群落土壤团聚体组成及有机碳含量变化的研究相对较少,且随着人工绿洲的
不断建立与扩大,加之水土资源不合理利用,使得绿洲外围盐生植被带日趋衰落,其生态效益成为人们关注的
焦点。 因此,对不同盐生植被群落覆盖下土壤团聚体有机碳的分布特征进行研究,旨在探明土壤团聚体中有
机碳分布状况,对当地大面积盐碱地土壤结构以及碳固定评价具有一定参考意义,也为该区域盐生植被的保
育与恢复提供科学依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 研究区概况
研究区位于玛河流域扇缘带,地理位置东经 86毅03忆—86毅08忆,北纬 44毅64忆—44毅71忆。 该地区属于温带大陆
性干旱半干旱气候,具有冬季严寒,夏季酷热,日照充足,干旱少雨等特点[17]。 年平均气温 6—7 益之间,最高
气温在 7月,最热月温度在 24—26 益,最冷月温度在-18—-19.5 益;农业主要以灌溉为主,年降水量平均值
140—180 mm之间,多集中在 4—5月。 多年平均蒸发量为 1521.43 mm,蒸发主要集中在 4—9月,约占全年蒸
106摇 3期 摇 摇 摇 王静娅摇 等:干旱区典型盐生植物群落土壤团聚体组成及有机碳分布 摇
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发量的 88%。 该区地下水位高,流动不畅,灰漠土是该区典型地带性土壤,土壤含盐量高,改良条件差,具有
表聚现象[18]。 该地区植物群落结构通常表现为不连续的灌木层以及相对连续的草本层,形成典型的灌-草型
二元结构群落[17]。 以旱生、超旱生、耐盐碱的荒漠植被占优势,植被的主要物种为白刺 Nitraria tangutorum
Bobr.、绢蒿 Seriphidium kaschgaricum、花花柴 Karelinia caspia、雾冰藜 Bassia dasyphylla、梭梭 Haloxylon
ammodendron、柽柳 Tamarix ramosissima、骆驼刺 Alhagi sparsifolia、小叶碱蓬 Suaeda microphylla、盐节木
Halocnemum strobilaceum、小獐茅 Aeluropus pungens、叉毛蓬 Petrosimonia sibirica、盐爪爪 Kalidium foliatum、补血
草 Limonium sinense等。
1.2摇 研究方法
1.2.1摇 样品的采集与分析
选取玛河流域扇缘带弃耕 20a以上的天然盐碱荒地,根据样地植物群落优势种的不同,综合物种组成和
群落结构等因素,选择了坡向、坡度和海拔高度基本一致的花花柴、雾冰藜、梭梭和柽柳 4 种典型盐生植被群
落。 采用样方法(每个群落设置 3个 20 m伊20 m 的样方)对 4 个群落进行植被调查,调查包括植物种类、株
高、盖度、植被多样性和丰富度指数,以及样地土壤基本理化性质(表 1,表 2)。
表 1摇 不同样地植物种类描述
Table 1摇 Description of plant species in the different sample
样地类型
Sample types
植物种分布
Plant species distribution
平均株高
Average
height / cm
平均冠幅
Average
canopy / (cm伊cm)
丰富度指数
Margalef
index (M)
多样性指数
Shannon
index (H)
优势度指数
Simpson
index (D)
K 花花柴、雾冰藜、小叶碱蓬、叉毛蓬、白刺 32 38伊47 0.693b 0.679b 0.306b
B 雾冰藜、盐爪爪、花花柴 3 — 0.420c 0.569b 0.286b
S 梭梭、盐爪爪、补血草、小獐茅、盐节木 76 150伊110 1.090a 0.949a 0.474a
T 柽柳、花花柴、小獐茅 57 110伊80 0.857a 0.917a 0.469a
摇 摇 K: 花花柴; B: 雾冰藜; S: 梭梭; T: 柽柳; 不同小写字母表示植被群落间差异显著(P<0. 05)
表 2摇 样地土壤基本理化性质(0—20 cm)
Table 2摇 Soil physicochemical properties of plots (0—20 cm)
样地
类型
Plot
type
含水量
Water
content /
%
pH
容重
Bulk
density /
(g / cm3)
电导率
Electrical
conductivity /
(s / m)
有机质
Organic
matter /
(g / kg)
全氮
Total
nitrogen /
(g / kg)
全磷
Total
phosphorus /
(g / kg)
全钾
Total
potassium /
(g / kg)
碱解氮
Available
nitrogenm /
(mg / kg)
速效磷
Available
phosphorus /
(mg / kg)
速效钾
Available
Potassium /
(mg / kg)
K 7.67c 8.96ab 1.30a 5.14a 7.30b 0.37b 0.50a 21.58b 17.18a 6.29a 311.44b
B 9.37b 8.76b 1.57a 3.53b 5.90c 0.36b 0.44a 23.62a 12.14c 6.61a 454.01a
S 11.97a 9.08 a 1.52a 4.53b 9.79a 0.46a 0.51a 23.13a 15.38b 5.63b 405.35a
T 4.40d 8.37c 1.44a 1.88c 9.21a 0.41a 0.55a 24.00a 15.92b 5.18b 285.96c
各个群落样地均采用梅花布点法,选择生长状况较一致的优势植被群落 5丛,并在植被群落附近采样,均
挖掘 60 cm深的土壤剖面,分别取 0—10 cm、10—20 cm、20—40 cm、40—60 cm 土层原状土带回实验室。 于室
温下风干后沿自然裂隙掰成约 1 cm 的小土块,剔除石块和根系后过 8 mm筛后备用。
1.2.2摇 分析方法
采用干筛法分离出>0.25、0. 25—0. 053 和<0.053 mm 共 3 级土壤团聚体; 土壤 pH 采用电极电位法测
定,有机质和有机碳采用重铬酸钾氧化鄄外加热法测定,全氮采用半微量开氏法测定,全磷采用 NaOH 熔融鄄钼
锑抗显色鄄紫外分光光度法测定,全钾采用 NaOH 熔融鄄原子吸收法测定,碱解氮采用扩散吸收法测定,速效磷
采用 NaHCO3提取鄄钼锑抗显色鄄紫外分光光度法测定,速效钾采用 NH4Ac 浸提鄄原子吸收法测[19]。 植被多样
性指标计算采用常规公式[20],各粒径土壤团聚体对土壤碳的贡献率(%) 计算方法为[21]:
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团聚体对土壤有机碳的贡献率=(该级团聚体中有机碳含量
伊该级团聚体的含量)
土壤总有机碳含量
伊100%
某级团聚体含量=该级团聚体的重量 /各粒级土壤团聚体重之和伊100%
1.3摇 数据处理
采用 Excel 2003和 SPSS 16.0软件对数据进行统计分析。
2摇 结果与分析
2.1摇 不同植物群落土壤团聚体的分布特征
由图 1可见,不同盐生植被,0.25—0.053 mm粒径团聚体含量均最高,占了 46.7%—74.6%,且与其他粒径
团聚体含量间存在显著差异(P<0.05),>0.25 mm 和<0.053 mm 粒径土壤团聚体含量较少,占 7.8%—43%。
同一土层,不同植被群落各粒径土壤团聚体含量存在一定差异。 在 0—60 cm土层,柽柳群落<0.053 mm的团
聚体含量显著高于其它群落(P<0.05)。 在 0—20 cm土层,花花柴群落 0.25—0.053 mm粒径团聚体显著高于
其它群落(P<0.05),梭梭群落>0.25 mm粒径团聚体显著高于其它群落(P<0.05)。 在 20—40 cm 土层,花花
柴、雾冰藜和柽柳群落各粒径团聚体含量差异不显著(P>0.05)。
从总体来看,花花柴群落 0.25—0.053 mm粒径团聚体平均含量较高,为 68.9%,雾冰藜、梭梭和柽柳群落
分别为 61.1%、55.7%和 60.3%。 梭梭群落>0.25 mm粒径团聚体平均含量较高,占 32%,而柽柳群落则平均含
量较少,为 15.6%,但是,柽柳群落<0.053 mm的团聚体平均含量较高,占 22%。
图 1摇 不同植物群落下土壤团聚体的分布
Fig.1摇 Distribution of soil aggregates with different sizes under different plant communities
玉: 花花柴; 域: 雾冰藜; 芋: 梭梭; 郁: 柽柳; 不同小写字母表示不同粒径团聚体在同一群落间差异显著,不同大写字母表示不同群落间
在同一粒径团聚体间差异显著(P<0.05)
2.2摇 不同植物群落下土壤总有机碳含量的变化
由图 2可以看出,不同植被群落土壤有机碳含量介于 2.01—8.73 g / kg之间,各个群落土壤有机碳含量均
随着土层深度加深而逐层递减,且差异显著(P<0.05)。 不同植被群落之间,在 0—40 cm土层,梭梭和柽柳群
落有机碳含量差异不显著,但显著高于其他群落(P<0.05),而在 40—60 cm土层,各群落之间差异不显著(P>
306摇 3期 摇 摇 摇 王静娅摇 等:干旱区典型盐生植物群落土壤团聚体组成及有机碳分布 摇
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图 2摇 不同植物群落下土壤有机碳含量
摇 Fig.2摇 Soil organic carbon content under different plant
communities摇
0.05)。 从总体来看,4 个群落土壤有机碳平均含量差
异明显,其中梭梭和柽柳群落较高,为 5.68,5.464 g / kg,
分别是雾冰藜群落的 1.7,1.6倍。
2.3摇 不同群落土壤团聚体中有机碳含量特征
由图 3可以看出,不同粒径团聚体有机碳含量介于
1.70—13.68 g / kg之间。 不同植物群落土壤团聚体有机
碳含量均差异显著(P<0.05),土壤团聚体有机碳含量
在 0.25—0.053 mm粒径最低,而在>0.25 mm 和<0.053
mm粒径中最高,呈现“V冶型分布。 不同群落之间,在
0—10 cm土层,柽柳群落各个粒径土壤团聚体有机碳
含量均显著高于其它群落(P<0.05)。 在 10—20 cm 土
层,梭梭群落土壤团聚体有机碳含量均显著高于其它群
落(P<0.05)。 在 20—40 cm 土层,花花柴群落各个粒
径土壤团聚体有机碳含量均显著高于其它群落(P<0.05)。 从土层剖面来看,与土壤总有机碳含量变化规律
相似,各群落土壤团聚体中有机碳含量均随土层深度增加具有下降的趋势,而花花柴和梭梭群落在总体下降
的趋势上,则分别在 20—40 cm和 10—20 cm土层出现一次峰值,然后再减少。 不同植被群落团聚体有机碳
经多元方差分析表明,花花柴、梭梭和柽柳群落之间差异不显著,但是均显著高于雾冰藜群落(P<0.05)。 由
表 3相关分析表明,土壤有机碳含量与 0.25—0.053 mm 团聚体含量呈显著负相关,但与>0.25 mm 和<0.053
mm粒径团聚体含量相关性不显著。
图 3摇 不同植物群落下各土层土壤团聚体有机碳含量
Fig.3摇 Organic carbon content in soil aggregates with different layars under different plant communities
不同小写字母表示不同粒径团聚体在同一群落间差异显著,不同大写字母表示不同群落间在同一粒径团聚体间差异显著(P<0.05)
2.4摇 不同群落土壤团聚体对土壤有机碳的贡献率
由表 4可以看出,虽然 0.25—0.053 mm团聚体中的有机碳含量比其它粒径的团聚体稍低,但其贡献率高
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达 43.43%。 经方差分析表明,花花柴、雾冰藜和柽柳群
表 3摇 各粒径团聚体含量与土壤有机碳含量的相关系数
摇 Table 3 摇 Correlation coefficients of soil aggregates with different
sizes and soil organic carbon content
土壤团聚体粒径 Soil aggregates size
>0.25mm 0.25—0.053mm <0.053mm
r -0.190 -0.498* 0.405
摇 摇 * P<0. 05
落,0.25—0.053 mm团聚体对有机碳的贡献率均显著高
于其他粒径团聚体(P<0.05),梭梭群落,在 0—20 cm
土层,>0.25 mm 团聚体对有机碳的贡献率均显著高于
其他粒径团聚体(P<0.05)。 4个群落中,<0.053 mm粒
径团聚体有机碳含量虽然稍高,但是其对有机碳的贡献
率较小。 不同土层间,相同粒径土壤团聚体对土壤有机
碳的贡献率总体随土层深度加深而降低。
图 4摇 不同植物群落下土壤团聚体有机碳含量
摇 Fig.4摇 Organic carbon content in soil aggregates under different
plant communities
不同小写字母表示植被群落间差异显著(P<0. 05)
3摇 讨论
摇 表 4摇 不同植物群落下土壤各粒径团聚体对土壤有机碳含量的贡
献率
Table 4 摇 Contribution of aggregates with different sizes to soil
organic carbon content
群落类型
Community
type
粒径
Size / (mm)
贡献率 Contribution rate / %
0—10cm 10—20cm 20—40cm 40—60cm
玉 >0.25 11.73b 25.21b 11.53b 15.71b
0.25—0.053 46.89a 35.22a 38.69a 44.95a
<0.053 12.46b 8.31c 9.68c 12.58b
域 >0.25 12.02b 30.74a 19.39b 24.31b
0.25—0.053 41.92a 33.52a 41.57a 32.69a
<0.053 12.78b 9.19b 10.69c 6.09c
芋 >0.25 57.59a 45.42a 20.36b 12.39b
0.25—0.053 39.51b 43.43a 36.61a 35.78a
<0.053 9.88c 18.97b 8.87a 11.39b
郁 >0.25 20.36b 10.99c 16.94b 11.35b
0.25—0.053 43.40a 40.53a 25.29a 35.09a
<0.053 27.03c 24.60b 12.94b 12.75b
摇 摇 摇 玉: 花花柴;域: 雾冰藜;芋: 梭梭;郁: 柽柳;不同小写字母表示
表示不同粒径团聚体在同一群落间差异显著(P<0. 05)
摇 摇 在干旱和半干旱地区,干团聚体的分布和稳定性与
水分利用和土壤风蚀有非常密切的联系[22],干团聚体
的分布也一定程度上反映该地区土壤质量状况。 一般
认为,土壤团聚体可分为大团聚体(粒径>0.25 mm)和
微团聚体(粒径<0.25 mm), 而大团聚体含量越高说明
了土壤结构越稳定[23]。 本研究中,4 个植物群落土壤
团聚体均以 0. 25—0. 053 mm 的粒径团聚体为主,而
>0.25 mm大粒径团聚体含量较少,平均含量仅占
22.8%,说明了研究区土壤结构较差。 土壤基本理化性
质表明,土壤有机质含量在 10g / kg 以下,而土壤 pH
(8.8左右)、电导率(3.5 s / m 左右)、容重(1.45 g / cm3左
右)均较大,反映了土壤盐渍化严重、养分贫瘠、土壤质量严重退化的现状。 这主要是因为流域内干旱少雨、
植被稀疏、盐渍化严重而使土壤结构性变差,导致土壤大团聚体的结构崩解破坏,引起大团聚体比例减小,微
团聚体比例上升。 研究指出,有机碳作为胶结物质能够
促进团聚体的形成并提高其稳定性[24]。 其中,梭梭群
落>0.25 mm 的团聚体含量较高于其他群落,且土壤有
机碳含量也相对较高,可见,梭梭群落相对于其他群落
更有利于有机碳的储存,碳汇效应较强。
土壤有机碳含量主要受植物枯枝落叶、植物根系、
动物及微生物遗体等的影响。 研究表明,4 个群落中,
梭梭和柽柳群落的总有机碳和团聚体有机碳含量均较
高,雾冰藜群落团聚体有机碳显著低于其他群落(P<
0.05)。 研究表明[25]柽柳的半球型树冠更利于保护和
捕获凋落物,而较多的凋落物输入与土壤结构和土壤养
分间形成正反馈机制。 同时梭梭与柽柳群落较其他群
落物种多样性丰富,根系发达且冠幅较大,而雾冰藜群
落物种单一,植被矮小且为一年生草本植物,因此梭梭
和柽柳群落对土壤输入的碳源较高,有机碳储量较高。
从土壤剖面来看,土壤有机碳和团聚体有机碳含量均随
着土层深度升高而降低,这是因为表层枯落物对土壤有
机碳的影响会随着土层深度的加深而降低,因而表层土
506摇 3期 摇 摇 摇 王静娅摇 等:干旱区典型盐生植物群落土壤团聚体组成及有机碳分布 摇
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壤有机碳含量较高。 这与前人[26鄄27]的研究结果一致。 但是在 20—40 cm土层,花花柴群落土壤团聚体有机碳
含量相对 10—20 cm升高,可能是由于其根系主要分布在这个土层,根系缠绕和联结土壤颗粒并释放分泌物,
导致了根际土壤物理、化学和生物学性质的变化从而影响土壤团聚化[28],使得该群落团聚体有机碳在 20—40
cm土层出现一个峰值。 随着土层深度的加深,不同群落间的有机碳含量差异逐渐减小,主要是由于成土母质
大致相同所致[29]。
相关研究表明,有机碳含量在各粒径团聚体中分布规律不一。 一些研究[5鄄6]发现土壤中大团聚体的有机
碳含量更高,如有研究表明[6]子午岭植被恢复过程中土壤团聚体有机碳含量主要集中在大团聚,也有研究表
明[30] <0.053 mm团聚体中有机碳含量最高,大约占土壤总碳量的 44%—88%。 刘敏英等[14]表明土壤团聚体
中有机碳含量基本随团聚体直径的减小而增加,最大值均集中于<0.25 mm微团聚体中。 本研究表明,土壤团
聚体有机碳含量在 0.25—0.053 mm粒径最低,而在>0.25 mm和<0.053 mm粒径中最高,呈现“V冶型分布且差
异显著(P<0.05)。 其原因主要是有机质把微团聚体胶结成大团聚体,以及在大团聚体中处于分解状态的根
系和菌丝极大地增加了其有机碳的浓度[5鄄6],因而>0.25 mm土壤团聚体有机碳含量较高。 而<0.053 mm粒径
土壤团聚体有机碳含量较高,其原因为较小团聚体中有机和无机胶体能紧密结合固持碳,固持的碳不易为微
生物分解释放[9]。 有研究结果表明[31鄄32]大团聚体中的有机碳比微团聚体中的有机碳年轻, 大团聚体中的有
机碳更容易矿化, 而微团聚体中的有机碳则大多是高度腐殖化的惰性组分。 在干旱区荒漠带,土壤总有机碳
含量比较低, 且活性有机碳容易受环境的影响而转化,微团聚体中有机碳主要是以稳定的腐殖质碳占优势,
不易被矿化,因此不断积累而使微团聚体有机碳含量升高。 而在微团聚体中,0.25—0.053 mm 粒径土壤团聚
体有机碳含量低于<0.053 mm粒径可能是因为<0.053 mm粒径高度腐殖质碳含量更高,固持了更多的稳定碳
源。 虽然 0.25—0.053 mm粒径团聚体有机碳含量最低,但是其对土壤有机碳的贡献率最大,这是因为这个粒
径的聚体含量占了绝对优势。 4个植物群落的 0.25—0.053 mm 粒径团聚体占 61% 以上,其含量远远大于其
他粒径团聚体含量。 有研究表明[15]不同粒径土壤团聚体含量与土壤有机碳分布关系密切。 相关分析表明,
土壤有机碳含量与 0.25—0.053 mm团聚体含量呈显著负相关,但与>0.25 mm 和<0.053 mm 粒径团聚体含量
相关性不显著。 相关研究[33]指出,大粒径团聚体对土壤有机碳的保护能力较微团聚体对土壤有机碳的保护
能力较差。 <0.053 mm 粒级团聚体中有机碳含量较高,而贡献率最低。 由此可见, 在干旱盐碱荒漠地区,小
粒径团聚体对土壤有机碳的保护能力较强。
4摇 结论
从整体来看,在干旱盐碱荒漠区,土壤盐渍化严重,养分贫瘠,土壤质量较差。 不同盐生植被群落对土壤
团聚体比例,有机碳分布及贡献率呈现较大差异。 梭梭和柽柳群落土壤总有机碳和团聚体有机碳含量均较
高,碳汇能力相对较强。 其中,梭梭群落土壤有机碳含量及大团聚体比例均为最高,聚集土壤养分能力较强,
相对其他群落更有利于土壤有机碳的积累。 不同粒径之间土壤团聚体有机碳含量差异显著,随粒径呈现“V冶
型分布,说明了小团聚体固持了更多稳定碳源。 由于 0.25—0.053 mm粒径土壤团聚体占主导优势,因此其对
土壤有机碳的贡献率远高于其他粒径。 而<0.053 mm粒级团聚体有机碳含量较高,但贡献率最低,说明了在
该区域小粒径团聚体对土壤有机碳的保护能力较强。 总之,在干旱盐碱荒漠区,梭梭群落土壤碳汇能力较强,
可以改善土壤质量状况,提高土壤大团聚体比例和有机碳含量,具有较好的生态效益。
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