全 文 ：林业科学研究　２０１６，２９（３）：４２４ ４２９
ＦｏｒｅｓｔＲｅｓｅａｒｃｈ
　　文章编号：１００１１４９８（２０１６）０３０４２４０６
地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响
贾呈鑫卓１，李帅锋１，２，苏建荣１，２
（１．中国林业科学研究院资源昆虫研究所，云南 昆明　６５０２２４；２．国家林业局普洱森林生态系统定位研究站，云南 昆明　６５０２２４）
收稿日期：２０１５１２２５
基金项目：林业公益性行业科研专项项目（２０１４０４２１１）；云南省科技计划项目（２０１３ＲＡ００４）；中国林科院中央级公益性科研院所基本科
研业务费专项资金资助项目（ＣＡＦＹＢＢ２０１４ＱＡ０１４）
作者简介：贾呈鑫卓（１９８３—），女，河南人，博士研究生，主要研究方向：种群生态学．
 通讯作者：苏建荣，研究员，博士生导师．邮箱ｊｉａｎｒｏｎｇｓｕ＠ｖｉｐ．ｓｉｎａ．ｃｏｍ
摘要：［目的］以思茅松人工中龄林为研究对象，探讨不同坡向、坡度和坡位对思茅松人工林 ＳＯＣ储量的影响，为精
确评估思茅松人工林碳储量提供科学依据。［方法］对不同坡向、坡度和坡位不同土壤层次的ＳＯＣ含量、全氮、土壤
密度、Ｃ：Ｎ和ＳＯＣ储量进行Ｔ检验和单因素方差分析，对不同土层的 ＳＯＣ储量和全氮、土壤密度、Ｃ：Ｎ之间进行
Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析。［结果］思茅松人工中龄林，ＳＯＣ含量、全氮和 Ｃ：Ｎ随着土层加深而减少，土壤密度随着土层加
深而增加。不同的坡向和坡度显著影响ＳＯＣ储量大小，阳坡的 ＳＯＣ储量要显著高于阴坡，坡度为２０ ３０°的 ＳＯＣ
储量要显著低于１０ ２０°和０ １０°，坡位对ＳＯＣ储量大小无显著影响。在０ １００ｃｍ土层中，随着土层深度的增
加，不同立地条件的思茅松人工中龄林的ＳＯＣ储量呈减小趋势，不同坡向、坡位和坡度０ ２０ｃｍ土层 ＳＯＣ储量均
显著高于其它土层。坡向和坡度显著影响０ ２０ｃｍ土层的ＳＯＣ储量（Ｐ＜０．０５）；坡位对各层 ＳＯＣ储量均无显著
影响（Ｐ＜０．０５）。０ ２０ｃｍ土层中ＳＯＣ储量和土壤密度呈极显著负相关，和坡向、坡度呈显著负相关关系；除２０
４０ｃｍ土层外，其它土层的ＳＯＣ储量与全氮之间呈极显著正相关；ＳＯＣ储量和坡位与Ｃ：Ｎ在任一土层均无显著相关
关系。［结论］立地条件差异影响ＳＯＣ储量的大小与分布，尤其是坡向和坡度的不同会造成思茅松人工中龄林ＳＯＣ
储量的差异。
关键词：思茅松人工林；中龄林；土壤有机碳储量；地形因子
中图分类号：Ｓ７９１２５９ 文献标识码：Ａ
ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＴｅｒｒａｉｎＦａｃｔｏｒｓｏｎＳｏｉｌＯｒｇａｎｉｃＣａｒｂｏｎＳｔｏｃｋｉｎ
Ｐｉｎｕｓｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓＰｌａｎｔａｔｉｏｎ
ＪＩＡＣｈｅｎｘｉｎｚｈｕｏ１，ＬＩＳｈｕａｉｆｅｎｇ１，２，ＳＵＪｉａｎｒｏｎｇ１，２
（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅＩｎｓｅｃｔｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＦｏｒｅｓｔｒｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２２４，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｐｕ’ｅｒＦｏｒｅｓｔＥｃｏｓｙｓｔｅｍＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｉｏｎ，ＳｔａｔｅＦｏｒｅｓｔｒｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２２４，Ｙｕｎｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：［Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ］ＴａｋｉｎｇｍｉｄｄｌｅａｇｅｄＰｉｎｕｓｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓａｓｅｘａｍｐｌｅｓｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｎ
ｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｒａｉｎｆａｃｔｏｒｓｏｎｓｏｉｌｏｒｇａｎｉｃｃａｒｂｏｎ（ＳＯＣ）ｒｅｓｅｒｖｅｉｎＰ．ｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎｓ．［Ｍｅｔｈ
ｏｄ］ＴｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｓｉｎＳＯＣｃｏｎｔｅｎｔｓ，ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，Ｃ：ＮｒａｔｉｏａｎｄＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅａｍｏｎｇｄｉｆｅｒｅｎｔ
ｓｏｉｌｌａｙｅｒｓｕｎｄｅｒｄｉｆｅｒｅｎｔｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｕｓｉｎｇＴｔｅｓｔａｎｄｓｉｎｇｌｅｆａｃｔｏｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｖａｒｉａｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅ
ＰｅａｒｓｏｎｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅａｎｄｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎ，ｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，Ｃ：Ｎｒａｔｉｏｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄ．［Ｒｅｓｕｌｔ］Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅＳＯＣｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎａｎｄＣ：Ｎｒａｔｉｏｄｅｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｓｏｉｌｄｅｐｔｈ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｂｕｌｋｄｅｎ
ｓｉｔｙｉｎｃｒｅａｓｅｄ．ＴｈｅａｓｐｅｃｔａｎｄｓｌｏｐｅｈａｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｅｃｔｏｎＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅ．Ｔｈｅｅｆｅｃｔｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒｉｎ
ｓｈａｄｙｓｌｏｐｅｔｈａｎｉｎｓｕｎｎｙｓｌｏｐｅａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｌｏｗｅｒｉｎｓｌｏｐｅ２０ ３０°ｔｈａｎｉｎｓｌｏｐｅｓ１０ ２０°ａｎｄ０ １０°．Ｂｕｔ
ｔｈｅｓｌｏｐｅｐｏｓｉｔｉｏｎｈａｓｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｅｆｅｃｔｏｎＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅ．Ｆｏｒ０ １００ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ｔｈｅＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅｓｈｏｗｅｄａ
ｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｒｅｄｕｃｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｓｏｉｌｄｅｐｔｈａｔｄｉｆｅｒｅｎｔｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｍｉｄｄｌｅａｇｅｄＰ．ｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓ
第３期 贾呈鑫卓，等：地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响
ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ．ＡｎｄｔｈｅＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｈｉｇｈｅｒａｍｏｎｇ０－２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒａｔｄｉｆｅｒｅｎｔａｓｐｅｃｔ，ｓｌｏｐｅｐｏｓｉ
ｔｉｏｎａｎｄｓｌｏｐｅｄｅｇｒｅｅ．ＢｕｔｔｈｅａｓｐｅｃｔａｎｄｓｌｏｐｅｄｅｇｒｅｅｈａｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅｏｆ０－２０ｃｍ（Ｐ
＜０．０５）．Ｆｏｒ０－２０ｃｍｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ｔｈｅＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅｓｈｏｗｅｄａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｓｏｉｌｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙ，
ａｓｐｅｃｔａｎｄｓｌｏｐｅ．ＡｎｄｔｈｅｒｅｗａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｏｓｉｔｉｖｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅａｎｄｔｏｔａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｉｎａｌｓｏｉｌｌａｙ
ｅｒｓｅｘｃｅｐｔ２０－４０ｃｍ．ＴｈｅｒｅｈａｄｎｏｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＳＯＣｒｅｓｅｒｖｅａｎｄｓｌｏｐｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄＣ：Ｎｒａｔｉｏ
ｉｎａｎｙｓｏｉｌｌａｙｅｒ．［Ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ］Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｉｔｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｏｕｌｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｓｉｚｅａｎｄｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｓｔｏｒａｇｅ，ｅｓｐｅｃｉａｌｙｔｈｅａｓｐｅｃｔａｎｄｓｌｏｐｅｗｏｕｌｄｃａｕｓｅｔｈｅｄｉｆｅｒｅｎｃｅｏｆＳＯＣｓｔｏｒａｇｅｉｎｍｉｄｄｌｅａｇｅｄＰ．
ｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｐｉｎｕｓｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓ；ｐｌａｎｔａｔｉｏｎ；ｍｉｄｄｌｅａｇｅｄｆｏｒｅｓｔ；ＳＯＣｓｔｏｃｋｓ；ｔｅｒａｉｎｆａｃｔｏｒｓ
森林土壤有机碳（ＳＯＣ）是碳输入和输出的动态
平衡结果，由植物、动物和微生物等各降解阶段的残
留混合物组成［１］。森林土壤有机碳库对全球碳平衡
和减缓大气ＣＯ２浓度上升具有不可替代的作用
［２］，
其变化及影响机制是全球碳循环研究中的热点。研
究表明，土壤有机碳储量的多少受气候、植被、立地
条件、土壤属性等多种因素的影响，尤其是立地条件
可以通过地表土壤的微气候、植物生长、细根动态和
地下碳输入、土壤微生物等影响 ＳＯＣ储量的大小与
分布及其固碳功能［３－４］，从而影响 ＳＯＣ的输入和输
出［１，４］。坡向不同导致地面温度和水分状况的差
异，而温度和降水对 ＳＯＣ储量分布和大小具有重要
的影响［５］，进而影响土壤表层有机质的分解和微生
物碳的矿化［６］，使不同坡向 ＳＯＣ储量积累产生差
异；坡位可以影响地表径流、排水、土壤温度、土壤侵
蚀和淋溶状况［７］；坡度则可以通过影响土壤侵蚀、土
壤的通气［８］、底物的组成和有效性［９］、微生物量及
活性［１０］来影响ＳＯＣ储量的积累。
思茅松（Ｐｉｎｕｓｋｅｓｉｙａｖａｒ．ｌａｎｇｂｉａｎｅｎｓｉｓ（Ａ．
Ｃｈｅｖ．）Ｇａｕｓｓｅｎ）是云南省重要的材脂兼用树种［１１］
和优良的高储量碳汇林造林树种［１２］。近年来，对思
茅松碳汇的研究主要集中在中、幼龄人工林的乔木
层和ＳＯＣ碳储量以及林分类型变化对思茅松人工
林ＳＯＣ储量分布的影响［１３－１４］。研究表明立地条件
对思茅松人工林的生长有显著的影响［１５］，这会对精
确估算思茅松人工林ＳＯＣ储量的大小造成误差。Ｌｉ
等［１２］对思茅松人工林的研究表明中龄林之间 ＳＯＣ
储量大小与分布均无显著差异。本研究在此基础
上，通过对思茅松人工中龄林 ＳＯＣ储量在不同坡
向、坡度和坡位大小与分布的分析，旨在比较不同坡
向、坡度和坡位对思茅松人工林 ＳＯＣ储量及其垂直
分布的影响，为研究不同立地条件土壤有机碳储量
垂直分布特征提供基础资料，为充分发挥思茅松人
工林的生态系统服务功能提供科学依据。
１　研究方法
１．１　研究区概况与实验设计
试验地设置在云南省普洱市，地理位置为 ２２°
０２′ ２４°５０′Ｎ，９９°０９′ １０２°１９′Ｅ，海拔在１１００
１８５０ｍ，属于低纬度山地季风气候，干湿季分明，
年均日照时数在 ２０００ｈ左右，年均气温 １５．３
２０２℃，年均降雨量１６００ｍｍ左右，年均相对湿度
７９％；最冷月（１月）平均气温１１．７℃，最热月（６月）
平均气温２１．９℃。土壤为砂岩发育的山地红壤，有
较强的保水、保肥特性。
思茅松人工林造林前植被多为思茅松天然林，
造林后３年内每年进行人工砍除灌木和杂草２次，
造林４ ７年内进行林内透光抚育，此后进行抚育
择伐［１５，１７］。研究区域的思茅松人工林多为中龄林，
最早为１９９８年造林。２０１４年１０月选择典型立地条
件设置样地进行调查，分别按照坡向（阳坡和阴
坡）、坡位（中坡和上坡）、坡度（０ １０°、１０ ２０°和
２０ ３０°）３种立地条件共建立２０ｍ×２０ｍ样地２１
块，记录每块样地的坡度、海拔、坡向、坡位、坡度、胸
径、树高与林分密度等环境因子与林分因子（表１）。
１．２　数据收集
在每个样地的对角和样地中心大致均匀选取３
个点挖取土壤剖面，按固定间距分４个土层，由上而
下土层厚度依次为：０ ２０ｃｍ、２０ ４０ｃｍ、４０ ６０
ｃｍ和６０ １００ｃｍ，从上至下分层采集土壤样品，每
层用内径３．６ｃｍ土钻随机取１钻土，并用环刀进行
土壤密度的取样，分别对每个剖面每层土样编号；将
土样表面的植物残体及石砾去除，自然风干后，过２
ｍｍ（１０目）土筛，然后取其中２０ｇ左右过０．１８ｍｍ
（８０目）土筛，在６５℃下烘干至恒定质量；称取其中
０．０５ｇ土样酸化处理后，在１０５℃下烘干３ｈ去除无
５２４
林　业　科　学　研　究 第２９卷
表１　样地概况
样地 坡向 坡位 坡度／（°） 胸径／ｃｍ 树高／ｍ 林分密度／（株·ｈｍ－２） 海拔／ｍ 林龄／ａ
１ 阳 中 ７ １４．５０±０．００ ２１．２６±０．７５ ８５０ １６５０ １０
２ 阳 中 ８ １４．６０±０．００ １９．６７±０．５４ ８５０ １６５０ １０
３ 阳 中 ８ １４．５０±０．００ ２０．７７±０．４８ １０２５ １６５０ １０
４ 阳 上 １５ ８．８８±０．２７ １２．９９±０．３６ １０２５ １８１０ １３
５ 阳 上 １２ ８．８９±０．２７ １１．９４±０．３３ １３２５ １８２０ １３
６ 阳 上 ９ １０．１１±０．３３ １２．５６±０．４５ １２７５ １８１５ １３
７ 阴 中 ８ １１．２０±０．２５ １４．８２±０．３５ １０００ １６５０ １１
８ 阳 中 １０ １０．９０±０．２６ １３．８１±０．５０ ９５０ １６００ １１
９ 阳 中 １０ １１．４５±０．２４ １４．５９±０．２８ ９００ １６００ １１
１０ 阳 中 ２２ ６．３６±０．１２ ９．４４±０．３０ １９５０ １２９３ １１
１１ 阳 中 ２４ ６．４１±０．１６ ８．６５±０．２６ ２４００ １２９３ １１
１２ 阳 中 ２２ ４．９１±０．１２ ８．８３±０．３３２ １６７５ １２９３ １１
１３ 阳 上 １０ ７．５８±０．１６ １０．４１±０．４７ ２２５０ １３６５ １１
１４ 阳 上 ７ ８．０６±０．２２ １１．５６±０．６９ １４２５ １３６５ １１
１５ 阳 上 ８ ８．３３±０．３０ ９．９３±０．６４ １２５０ １３６５ １１
１６ 阴 上 １２ ７．９０±０．２５ １０．２２±０．５５ １６２５ １３７４ １１
１７ 阴 上 １４ １０．１３±０．５６ １０．１３±０．５６ １４００ １３７３ １１
１８ 阴 上 １５ ９．７２±０．４４ ９．７２±０．４４ １９２５ １３８１ １１
１９ 阴 中 １１ １４．２９±０．２９ １４．２９±０．２９ １６６７ １２１５ １３
２０ 阴 中 １１ １１．７４±０．３１ １１．７４±０．３１ １６６７ １２１５ １３
２１ 阴 中 １１ １３．９６±０．３２ １３．９６±２．３６ １６６７ １２１５ １３
机碳；土壤有机碳用重铬酸钾氧化外加热法
（ＧＢ９８３４－８８）；土壤全氮采用凯氏定氮法（ＧＢ７１７３
－８７）［１４］。
ＳＯＣ储量采用单位面积上相同土壤质量的方法
计算，以排除不同土壤质量对计算结果的影响［１６－１７］。
某一层土壤有机碳储量ＳＯＣｉ（ｔ·ｈｍ
－２）为：
ＳＯＣｉ＝Ｃｉ×Ｄｉ×（１－Ｇｉ）×ｈ×０．１
　　式中，ｉ为土层代号，Ｃｉ为ＳＯＣ含量（ｇ·ｋｇ
－１），
Ｄｉ为土壤密度（ｇ·ｃｍ
－３），Ｇｉ为直径大于２ｍｍ的
石砾所占的体积百分比（％），ｈ为土层厚度（ｃｍ）。
０ １００ｃｍ的土壤有机碳储量为０ ２０ｃｍ、２０
４０ｃｍ、４０ ６０ｃｍ及６０ １００ｃｍ土层ＳＯＣ储量的
总和。
１．３　数据分析
对不同坡向、坡位下，不同土层的 ＳＯＣ含量、全
氮、容重和Ｃ：Ｎ以及 ＳＯＣ储量进行 Ｔ检验；对不同
坡度下，不同土层的ＳＯＣ含量、全氮、容重和Ｃ：Ｎ以
及ＳＯＣ储量进行单因素方差分析，并同时进行 ＬＳＤ
多重比较；对不同土层的ＳＯＣ储量和全氮、容重、Ｃ：
Ｎ之间进行 Ｐｅａｒｓｏｎ相关分析。统计分析在 Ｅｘ
ｃｅｌ２０１０和ＳＰＳＳ１８．０中完成。
２　结果与分析
２．１　不同坡向、坡度、坡位下土壤密度、ＳＯＣ与全氮
含量分布
　　思茅松人工中龄林不同坡向、坡位和坡度的
ＳＯＣ含量、土壤密度、全氮含量和 Ｃ：Ｎ分析结果见
表２。随着土层的加深，ＳＯＣ含量、全氮含量以及Ｃ：
Ｎ则逐渐降低，而土壤密度则增大。其中，０ ２０
ｃｍ土层中阳坡 ＳＯＣ含量显著高于阴坡，超过阴坡
ＳＯＣ含量的两倍，而其它 ４个土层阴坡与阳坡的
ＳＯＣ含量则无显著差异；阴坡深层土壤密度显著高
于阳坡，除０ ２０ｃｍ外，上坡林分的其它土层的土
壤密度显著高于中坡。
２．２　不同坡向、坡度和坡位下ＳＯＣ的储量大小与分布
思茅松人工中龄林不同坡向、坡位和坡度０
１００ｃｍ层中ＳＯＣ储量结果分析见图１。结果显示，
不同坡向和坡度显著影响 ＳＯＣ储量的大小（Ｐ＜
０．０５），其中，阳坡的ＳＯＣ储量大小（１８５．２３±１２．８７
ｔ·ｈｍ－２）显著高于阴坡（１３５．７８±６．７５ｔ·ｈｍ－２）；
不同坡度 ＳＯＣ储量大小顺序为：０ １０°（１９４．８０±
１０．５３ｔ·ｈｍ－２）＞１０ ２０°（１６９．４３±２２．７０ｔ·
ｈｍ－２）＞２０ ３０°（５８．３２±０．０７ｔ·ｈｍ－２），０ １０°
的ＳＯＣ储量几乎是２０ ３０°的３．３４倍；坡位对思茅
松中龄林的ＳＯＣ储量大小无显著影响。
６２４
第３期 贾呈鑫卓，等：地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响
表２　不同坡向、坡度和坡位的ＳＯＣ含量、Ｃ：Ｎ和全氮含量
指标 土层／ｃｍ
坡向
阳坡 阴坡
坡位
上坡 中坡
坡度／（°）
０ １０ １０ ２０ ２０ ３０
ＳＯＣ含量／（ｇ·ｋｇ－１）０ ２０ ５２．５１±５．６５ａ ２５．３３±２．５９ｂ ３２．２１±９．７５ａ ５３．３３±５．４６ａ ５６．８２±５．５５ａ ３７．５７±８．７０ａ ６．４１±１．０１ｂ
２０ ４０ １５．９５±１．５５ａ １１．６１±０．７４ａ １３．６６±２．２１ａ １５．７３±１．６０ａ １６．７５±１．５７ａ １４．８１±２．１７ａ ４．５５±０．１９ｂ
４０ ６０ ９．４２±１．０１ａ ７．２２±０．６７ａ ７．８４±０．８１ａ ９．４６±１．１２ａ ９．９２±１．１６ａ ８．３３±０．８７ａ ４．２８±０．２６ｂ
６０ １００ ５．６８±０．４４ａ ５．２７±０．４０ａ ５．０４±０．５５ａ ５．８２±０．４５ａ ５．８７±０．４８ａ ５．７９±０．４６ａ ３．１５±０．３９ｂ
土壤密度／（ｇ·ｃｍ－３）０ ２０ １．０４＋０．０３ａ １．０５＋０．０４ａ １．１２＋０．０５ａ １．０１＋０．０３ａ １．００±０．０３ｂ １．０５±０．０３ｂ １．３２±０．０４ａ
２０ ４０ １．１３＋０．０３ｂ １．４２＋０．０５ａ １．３１＋０．０６ａ １．１３＋０．０４ｂ １．１０±０．０３７ｂ １．３３±０．０７ａ １．３３±０．０１ａ
４０ ６０ １．２４＋０．０４ａ １．４１＋０．０３ａ １．４３＋０．０６ａ １．２１＋０．０４ｂ １．２３±０．０５ａ １．３５±０．０４ａ １．３７±０．３１ａ
６０ １００ １．２６＋０．０３ｂ １．４３＋０．０３ａ １．４２＋０．０５ａ １．２４＋０．０３ｂ １．２４±０．０４ｂ １．３８±０．０４ａ １．４１±０．０４ａ
全氮／（ｇ·ｋｇ－１） ０ ２０ １３．３４±１．５９ａ ８．９２±１．５７ａ １２．３６±２．３１ａ １２．６０±１．６９ａ １５．４１±１．６１ａ ８．７１±１．３３ｂ １．６３±０．２１ｂ
２０ ４０ ８．９４±１．１１ａ ６．７８±０．６３ａ ７．３３±０．５１ａ ９．００±１．２５ａ １０．２６±１．１６ａ ６．６４±０．５５ｂ １．０６±０．０６ｃ
４０ ６０ ６．８３±０．８２ａ ５．２１±０．２９ａ ５．９７±０．３７ａ ６．７４±０．９３ａ ７．８０±０．８６ａ ５．１７±０．２２ａ ０．８５±０．０５ｂ
６０ １００ ５．００±０．５３ａ ４．０４±０．７３ａ ４．８０±０．５５ａ ４．８３±０．６０ａ ５．６３±０．５４ａ ４．１２±０．５５ａｂ０．７７±０．０４ｂ
Ｃ：Ｎ ０ ２０ ７．５３±１．９９ａ ７．２３±６．０９ａ １２．１７±５．０１ａ ５．７１±１．８１ａ ７．２３±２．３３ａ ６．３６±４．４９ａ１２．２４±９．５１ａ
２０ ４０ ３．７０±０．９４ａ ４．１２±３．０５ａ ６．４２±２．５１ａ ２．７９±０．８０ａ ３．３５±１．０３ａ ３．４９±２．２７ａ ７．６７±３．３４ａ
４０ ６０ ２．８８±０．７４ａ ３．２１±２．２０ａ ５．１７±１．９７ａ ２．１０±０．５８ａ ２．６８±０．８５ａ ２．７３±１．６４ａ ５．３６±２．８ａ
６０ １００ ２．４５±０．６０ａ ２．５５±１．７５ａ ４．１０±１．５３ａ １．８５±０．５２ａ ２．３０±０．７０ａ ２．２１±１．３０ａ ４．３３±１．６８ａ
　　备注：不同小写字母表示同一土层相同立地条件内不同组别间具有显著差异（Ｐ＜０．０５）
注：不同的小写字母表示差异显著，相同字母的表示无显著性差异
（Ｐ＜０．０５）。
图１　不同坡向、坡度和坡位０ １００ｃｍ土层
土壤ＳＯＣ储量的比较
２．３　不同坡向、坡度和坡位ＳＯＣ的垂直分布
在０ １００ｃｍ土层中，随着土层深度的增加，
不同坡向、坡度和坡位的思茅松人工中龄林 ＳＯＣ储
量呈减小的趋势（结果分析见表３）。阳坡０ ２０
ｃｍ土层ＳＯＣ储量显著高于其它３个土层，２０ ４０、
４０ ６０和６０ １００ｃｍ土层间 ＳＯＣ储量无显著差
异；坡度０ １０度和１０ ２０度思茅松人工中龄林
在０ ２０ｃｍ土层的ＳＯＣ储量显著高于２０ ４０、４０
６０和６０ １００ｃｍ土层，２０ ４０、４０ ６０和６０
１００ｃｍ之间无显著差异，２０ ３０度０ ２０ｃｍ土层
ＳＯＣ储量仅和４０ ６０ｃｍ土层的有显著差异，和其
他土层无显著差异；上坡和中坡均也表现为：０ ２０
ｃｍ土层ＳＯＣ储量和其它土层间差异显著，２０ ４０、
４０ ６０和６０ １００ｃｍ土层 ＳＯＣ储量之间无显著
差异。
坡向和坡度显著影响０ ２０ｃｍ土层的ＳＯＣ储
量（Ｐ＜０．０５），其中０ ２０ｃｍ土层阳坡的 ＳＯＣ储
量（１００．４０±９．８５）ｔ·ｈｍ－２要显著高于阴坡（５２．４４
±４．３２）ｔ·ｈｍ－２，其它土层之间无显著差异；而随着
坡度的增加，０ ２０、２０ ４０、４０ ６０和６０ １００
ｃｍ土层的 ＳＯＣ储量则逐渐减少，排列顺序为：０
１０°＞１０ ２０°＞２０ ３０°，尤其是在０ ２０ｃｍ土层
中，坡度０ １０°的 ＳＯＣ储量超过坡度２０ ３０°的
６．３６倍。坡位对各层 ＳＯＣ储量均无显著影响（Ｐ＜
０．０５）。
２．４　影响ＳＯＣ储量大小与分布的因子
土壤密度、全氮、Ｃ：Ｎ、坡向、坡位及坡度与 ＳＯＣ
储量的Ｐｅａｒｓｏｎ相关关系结果见表４。土壤密度仅
在０ ２０ｃｍ土层中和ＳＯＣ储量之间呈极显著负相
关；除２０ ４０ｃｍ土层外，其他土层的全氮与 ＳＯＣ
储量之间呈极显著正相关；Ｃ：Ｎ与 ＳＯＣ储量之间在
任一土层均无显著相关关系；坡向和坡度仅在０
２０ｃｍ土层中和 ＳＯＣ储量之间呈显著负相关关系；
坡位和 ＳＯＣ储量在任一土层均无显著相关关系。
海拔与０ ２０和２０ ４０ｃｍ土层中的 ＳＯＣ储量显
著相关，而与其它土层中的ＳＯＣ储量相关不显著。
７２４
林　业　科　学　研　究 第２９卷
表３　不同坡向、坡度和坡位ＳＯＣ储量大小的垂直分布 ｔ·ｈｍ－２
土层／ｃｍ
坡向
阳坡 阴坡
坡位
上坡 中坡
坡度／（°）
０ １０ １０ ２０ ２０ ３０
０ ２０ １００．４±９．８５Ａａ　 ５２．４４±４．３２Ｂａ ６８．４７±１９．６２Ａａ １００．３８±９．０８Ａａ １０６．９±９．２８Ａａ　 ７７．８９±１７．２４Ａａ １６．８１±２．２５Ｂａ
２０ ４０ ３４．１±２．７９Ａｂ ３３．０４±２．７２Ａｂ ３４．３４±４．３６Ａｂ ３３．７５±２．８Ａｂ ３５．４３±２．６７Ａｂ ３７．８８±３．７５Ａｂ １２．１４±０．４８Ｂａｂ
４０ ６０ ２２．３±２．０９Ａｂ ２０．１３±１．５Ａｂ ２１．８４±１．６１Ａｂ ２１．９３±２．３１Ａｂ ２３．２８±２．３９Ａｂ ２１．９５±１．６３Ａｂ １１．７１±０．５４Ｂｂ
６０ １００ ２８．４３±１．９８Ａｂ ３０．１８±２．２８Ａｂ ２８．０７±２．３４Ａｂ ２９．０１±２．１４Ａｂ ２９．１９±２．２１Ａｂ ３１．７１±０．９７Ａｂ １７．６６±１．７２Ｂａ
　　注：不同的大写字母表示同一土层同一立地条件下不同组别间差异显著，相同的大写字母表示同一土层同一立地条件下不同组别间差异
显著（Ｐ＜０．０５）。不同的小写字母表示同一列间差异显著，相同字母表示无显著性差异（Ｐ＜０．０５）。
表４　ＳＯＣ储量与土壤主要理化性质及地形因子的相关性分析
土壤层次／ｃｍ 土壤密度／（ｇ·ｃｍ－３） 全氮／（ｇ·ｋｇ－１） Ｃ：Ｎ 坡向 坡位 坡度／（°） 海拔／ｍ
０ ２０ －０．７０４ ０．８４７ －０．２３１ －０．３７６ ０．２８９ －０．４３７ ０．８３２
２０ ４０ －０．３４０ －０．０２ ０．４５６ －０．０３１ －０．０２ －０．１６４ ０．４３７
４０ ６０ －０．２７１ ０．５９５ ０．１２４ －０．０８６ ０．００４ －０．１９９ ０．２９４
６０ １００ －０．３４０ ０．４６２ ０．０９８ ０．６９３ ０．０４４ －０．０６５ ０．２９４
　　注：表示Ｐ＜０．０１，Ｐ＜０．０５
３　结果和讨论
（１）本研究表明，不同坡向、坡位、坡度思茅松
人工中龄林０ １００ｃｍ土层中的ＳＯＣ储量在５８．３２
１９４．８０ｔ·ｈｍ－２之间，处于我国森林生态系统
ＳＯＣ储量的变化范围内（４４ ２６４ｔ·ｈｍ－２）［１８］。思
茅松人工中龄林土壤的固碳能力较强，在１ｍ土壤
坡面上ＳＯＣ储量平均值为１７６．２４ｔ·ｈｍ－２，高于我
国暖性针叶林的土壤碳储量平均水平（１１０．３ｔ·
ｈｍ－２）［１９］、四川省的杉木（Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍｉａｌａｎｃｅｏｌａｔａ
Ｈｏｏｋ）林（１２６．８２ｔ·ｈｍ－２）、云南松（Ｐｉｎｕｓｙｕｎ
ｎａｎｅｎｓｉｓＦｒａｎｃｈ）林（１２３．２６ｔ·ｈｍ－２）和马尾松（Ｐｉ
ｎｕｓＭａｓｏｎｉａｎａＬａｍｂ）林（１０２．６９ｔ·ｈｍ－２）［２０］。其
原因可能是，思茅松枝条１年生长两轮，加之分布区
年均温和年降雨量较高、雨热同季，有利于生物量的
积累，中龄林的乔木碳储量可达３１．６４ｔ·ｈｍ－２［１２］。
思茅松人工中龄林的凋落物输入量大，且优越的水
热条件促进了凋落物的分解，提高了凋落物中氮元
素的归还量［２１］，含氮量高的有机质易被微生物分
解，迁移、转化速度快［２２］，因而思茅松人工中龄林
ＳＯＣ储量积累量较高。
（２）思茅松人工中龄林的ＳＯＣ储量集中分布在
０ ２０ｃｍ土层，随着土层加深而降低。这与李帅锋
等［１４］、陈伟等［１３］和 Ｌｉ［１２］的研究一致。该分布格局
可能与凋落物和根系周转代谢以及土壤的温度、水
分、养分和微生物的活动有关［２２－２３］。思茅松人工中
龄林土壤有机碳输入以凋落物为主，上层土壤形成
了明显的有机质层，土壤疏松多孔，结腐殖质较多，
全氮较高，土壤肥力高。土壤上层是细根主要分布
区。细根不仅能储存大量的有机碳，而且可以通过
细根周转将死亡根系中的有机碳转移到土壤［２４］，因
此土壤表层ＳＯＣ储量的积累量较高。
（３）本研究表明，坡位对思茅松人工中龄林
ＳＯＣ储量没有显著影响；坡向显著影响０ ２０ｃｍ
土层中的 ＳＯＣ储量，但对其它各土层没有显著影
响；坡度显著影响各土层的 ＳＯＣ储量。ＳＯＣ储量的
差异是立地条件、经营措施、土壤微生物、根系输入
等因素综合作用的结果［２５－２６］。坡向和坡度通过水
分、温度、凋落物、微生物和根系等产生的综合因素
影响 ＳＯＣ储量［４］。在 ０ ２０ｃｍ土层中，阳坡的
ＳＯＣ储量显著高于阴坡，坡向越朝南 ＳＯＣ储量越
大。这是因为阳坡光照充足，利于思茅松生长促进
碳的积累，且阳坡的林下枯落物和腐殖质分解相对
较快，土壤微生物数量增加，生命活动旺盛，加速了
ＳＯＣ的整合［２７］。就不同的坡度而言，坡度为 ２０
３０°思茅松人工中龄林各土层的 ＳＯＣ储量显著低于
０ １０°和１０ ２０°，但０ １０°与１０ ２０°坡度林地
各土层的ＳＯＣ储量间没有显著差异。坡度较大，水
土流失相对强烈［２８］，土壤有机质流失，细根趋向土
壤养分丰富的缓坡，同时土壤表层积累的凋落物容
易流失，因而坡度较大的思茅松人工中龄林 ＳＯＣ储
量要小于坡度较小的林分。
４　结论
森林生态系统土壤碳储量的变化持续周期长，
变化缓慢且涉及面广、时空尺度复杂，因此阐明立地
条件对林下 ＳＯＣ储量的影响需要长期监测。立地
条件差异不仅对思茅松人工林的生长产生重要影
８２４
第３期 贾呈鑫卓，等：地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响
响，同时和 ＳＯＣ储量的大小与分布也显著相关，尤
其是坡向和坡度的不同会造成思茅松人工中龄林
ＳＯＣ储量的差异。本研究仅针对中龄林进行研究，
而对其它不同龄级的人工林没有进行对比分析，同
时也缺乏对思茅松人工林凋落物和根系生物量的监
测，今后的研究应更加注重林龄、降水、温度以及凋
落物量等因素的综合影响。
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（责任编辑：张　玲）
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