全 文 ：林业科学研究!"#$%!"&"$#$$#$ $#&
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!!文章编号!$##$($)*&""#$%##$(#$#$(#&
北亚热带地区退化灌木林改造为人工阔叶林后
土壤活性碳库的变化
程彩芳$! 李正才$!! 周君刚"! 吴亚丛$! 赵志霞$! 孙娇娇"
"$+中国林业科学研究院亚热带林业研究所!浙江 富阳!,$$)##% "+浙江省富阳市林业局!浙江 富阳!,$$)###
收稿日期$ "#$)(#&("-
基金项目$ 浙江省重点科技创新团队项目""#$#N%##,##%浙江省自然科学基金项目"Ha$"P#,#$"#
作者简介$ 程彩芳"$*&*(#!女!河南安阳人!硕士研究生!主要从事森林生态系统结构与功能研究+
!
通讯作者$副研究员!博士!主要从事森林碳循环研究+/(0123$ 32S991>8$"-+9:0
摘要!以我国北亚热带地区退化灌木林改造 $$ 1后形成的木荷 [青冈栎混交林和杜英纯林为研究对象!并以保留
的退化灌木林为对照!分析了不同树种组成对林分土壤活性有机碳含量的影响) 结果表明$木荷[青冈栎混交林和
杜英纯林 # %# 90各土层土壤有机碳含量比退化灌木林分别增加了 %"+,,d *-+$,d和 +*,d $$*+&%d!
土壤易氧化碳增加了 %+&*d $##+*#d和 "$+))d )-+&%d!土壤轻组有机质增加了 )+%#d *,+%d和
"e")d *-+#*d!而土壤水溶性有机碳变化不明显) 不同树种组成林分土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比率
大小顺序!土壤水溶性有机碳b土壤总有机碳为退化灌木林n木荷[青冈栎混交林n杜英纯林!土壤易氧化碳b土壤
总有机碳为木荷[青冈栎混交林n退化灌木林n杜英纯林) , 种林分土壤各活性有机碳与土壤总有机碳的相关性
均达到极显著水平"Gm#+#$#!其中!木荷 [青冈栎混交林相关系数大于其它两种林分) , 种林分中!土壤总有机
碳,易氧化碳,轻组有机质与土壤养分的相关性均达到极显著水平!而退化灌木林土壤水溶性有机碳与水解氮,速效
钾相关性不显著!杜英纯林土壤水溶性有机碳与速效钾也无显著相关性)
关键词!退化灌木林%树种组成%活性有机碳%轻组有机质
中图分类号!D$) 文献标识码!.
N".*H#)%C)-/W.5-/#X1H.*-&N.15)*I))/(.%#1N)*P#1(-)*%1)2F#H1.8#8
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K:23JYP"Gm#+#$#! 17E F;<9:I<31F2:7 9:<>292<7FK:><19; 31@23<:IM172991I@:7 V2F; K:23JYPV
F;17 27 ?^17E /`+J;
存的碳量约为大气碳库的 " , 倍*$+ !土壤碳库微
小的变化都可能影响大气中的PY
"
浓度) 但由于土
壤有机碳背景值较高!对气候,土地利用方式和管理
措施变化的反应具有一定的滞后性!难以在短期内
检测出其微小变动*"+ ) 土壤活性有机碳是指土壤中
具有一定的溶解性,移动较快,稳定性差,易氧化和
分解!且活性较高,极易受植物和微生物影响的那部
分土壤碳素*,+ ) 虽然它占土壤有机碳总量的比例较
小!但它能够直接参与土壤的生物化学转化过程!并
且灵敏地反映土壤全碳的微小变化*) [%+ !同时!还是
土壤养分循环的驱动力*- [+ ) 土壤活性有机碳作为
土壤碳库早期变化的敏感指示指标!对研究土壤肥
力的维持和完善碳循环动态平衡机制具有十分重要
的意义)
目前!关于土地利用方式变化对土壤活性有机
碳影响的研究很多!且主要集中在非林地"耕地,草
地,撂荒地等#与林地的转变*& [$"+ ,森林类型改变等
方面*$, [$%+ !此外!也有学者研究了抚育措施对森林
土壤活性碳的影响*$- [$+以及植被恢复过程中土壤
活性碳变化*$& [$*+ !而有关低效灌木林常绿阔叶化改
造后!造林树种组成对土壤活性碳库影响的研究还
少见报道) 本文以我国北亚热带地区退化灌木林改
造 $$1后形成的木荷 " I)*2@( %?G$#7( B1IE7+
Y
碳含量的变化!探讨不同造林树种对土壤活性有机
碳库的影响!为进一步研究北亚热带地区人工林固
碳能力提供基础数据)
$!研究区概况
研究区位于浙江省富阳市龙门镇"$$*o"%i
$"#o$*+%i/!"*o))i ,#o$$i]#!该地区属亚热带
季风气候!年均气温 $-+" f!年均降水量 $ )-) 00!
无霜期 ", E) 土壤类型为石英,长石砂岩上发育形
成的微酸性红壤) 试验区属低山丘陵地貌!历史上
顶级森林群落为亚热带常绿[落叶阔叶林) 由于农
业发展对土地的开发!以及人类对木材,林产品和薪
炭的大量需求!大部分原始林遭到砍伐破坏!逐渐退
化为以青冈为优势树种的灌木林"薪炭林#!人为干
扰比较严重!植被生长较差)
"##" 年用乡土阔叶树种杜英,木荷,青冈栎"均
为亚热带演替顶级树种#等 $ 年生苗木对部分退化
灌木林进行补植!营造生态公益林以促进植被恢复!
其初植密度 , 0q, 0!采用挖穴造林的方式!穴长,
宽,深均为 -# 90!形成杜英纯林和木荷 [青冈栎混
交林"木荷,青冈栎行间混交!混交比例为 $g$#两种
类型人工林!造林后每年秋季进行抚育管理直至林
分郁闭) 造林前!在研究区沿着等高线设立了 "# 个
面积为 "# 0q"# 0的调查样方!调查分析各样方内
的植被生长状况!并采集土壤样品分析土壤理化性
质!以保证试验所设立的样方造林前土壤本底条件
基本一致) 样地基本情况见表 $"杜英,青冈栎和木
荷均为亚热带地区萌芽能力较强的常绿阔叶树种!
因此调查样地立木密度都要高于造林初植密度#)
表 9:调查样地基本概况
林分类型 平均树高
b0
平均胸径
b90
立木密度
b"株-;0["#
林龄b1 郁闭度 坡向 坡度b"o#
退化灌木林 " ?^# [ [ [ [ #+$ 阳坡 ""
木荷[青冈栎混交林"D #` &+% $ ,## $$ #+ 阳坡 ",
杜英纯林 "/` # & *+- " "% $$ #+* 阳坡 "%
"!材料与方法
;+9:样地调查及土样采集
"#$, 年 月!在造林前土壤本底条件基本一致
的木荷[青冈栎混交林,杜英纯林和保留的部分灌
木林"对照#中各设立 % 个具有可比性的固定调查样
方"各样方面积均为 "# 0q"# 0!坡向为阳坡!坡度
为 ",o左右!设立于下坡位!土壤均为发育于石英,长
"#$
第 $ 期 程彩芳等$北亚热带地区退化灌木林改造为人工阔叶林后土壤活性碳库的变化
石砂岩上的微酸性红壤#!在每个样方内!按 D 形布
设 % 个土样采集点!清除采样点地表枯枝落叶层后!
挖土壤剖面!环刀法测定土壤密度%同时!分层采集
# $# 90,$# "# 90,"# ,# 90,,# )# 90和
)# %# 90土壤样品"%# 90以下为土壤母质层#!
将同一样方内各采样点相同层次的土样混合!四分
法取足量土样带回实验室) 土样过 " 00筛后分两
份!一份保存") f#在自封袋中作为鲜样用于测定
土壤水溶性有机碳"UDYP#%另一份自然风干!用于
测定土壤总有机碳"JYP#,轻组有机质"H?YP#,易
氧化碳"/YP#和土壤养分)
;+;:土壤分析
土壤总有机碳分析采用重铬酸钾外加热法*"#+ %
土壤水溶性有机碳的测定参照 H217M等*"$+的方法%
易氧化碳采用 ,,, 00:3-H[$高锰酸钾氧化法*""+测
定%土壤轻组有机质采用 $+ M-0H[$碘化钠重液
分离法*",+测定%土壤养分测定采用常规方法$土壤
全氮!凯氏定氮法%水解氮!碱解扩散法%速效钾!乙
酸铵提取!原子吸收光谱法)
;+<:数据统计分析
应用 /A9<3"##, 和 D D`D$&+# 分析处理文中数
据并制图) 采用单因素方差分析法和最小显著差法
"3<1KFK2M72>2917FE2>
数分析相关性"双尾检验#)
,!结果与分析
<+9:退化灌木林改造后的土壤活性有机碳含量
从表 " 可以看出!由退化灌木林改造的木荷 [
青冈栎混交林,杜英纯林两种阔叶人工林生长$$ 1
后!# %# 90各土层土壤有机碳含量均显著增加"G
m#+#%#!增加幅度为 %"+,,d $$*+&%d) 造林树
种不同的两种人工林之间土壤有机碳含量存在差
异!杜英纯林各土层土壤有机碳含量均高于木荷 [
青冈栎混交林!变化幅度介于 &+%d $*+#-d之
间!且在 # $# 90,$# "# 90,"# ,# 90土层差
异达到显著水平)
表 ;:不同林分类型的土壤有机碳含量 M-4M[$
林分类型
土层b90
# $# $# "# "# ,# ,# )# )# %#
退化灌木林 $+)) z$+$*9 $#+) z$+)"9 -+" z#+&9 )+$, z#+%@ ,+%$ z#+)@
木荷[青冈栎混交林 "+#" z$+-%@ $-+,- z#+-*@ $#+*- z#+%#@ &+$# z#+&$1 -+,# z#+%"1
杜英纯林 ,"+$ z,+#"1 $*+$$ z"+)$1 $,+#, z$+%1 *+#& z$+$)1 -+&) z#+&1
!!注$数值为平均值z标准差%同列不同小写字母表示在 #+#% 水平上差异显著) 下同)
由表 , 可以看出!相比于退化灌木林!木荷[青
冈栎混交林各土层土壤水溶性有机碳含量有所增
加!而杜英纯林总体则表现为下降趋势!但各土层差
异均未达到显著水平) 木荷[青冈栎混交林各土层
土壤水溶性有机碳含量高于杜英纯林 $+$)d
*e&*d""# ,# 90除外#!且在 # $# 90土层差
异显著)
表 <:不同林分类型的土壤水溶性有机碳含量 0M4M[$
林分类型
土层b90
# $# $# "# "# ,# ,# )# )# %#
退化灌木林 -*+& z)+*1@ -$+&& z,+&%1 -#+$- z)+)-1 -$+# z"+-)1 %&+&% z,+)&1
木荷[青冈栎混交林 ,+%, z%+))1 -)+,) z)+&*1 -$+$* z"+-"1 -"+$) z%+$)1 -#+#* z,+"$1
杜英纯林 -+" z"+-&@ -#+)" z"+$$1 -,+-, z"+),1 -$+)) z,+,$1 %)+-& z)+-1
由表 ) 可以看出!与退化灌木林相比!两种人工
林各土层土壤易氧化碳含量均有一定幅度提高!木
荷[青冈栎混交林各土层土壤易氧化碳含量增幅为
%+&*d $##+*#d!差异均显著) 木荷[青冈栎混
交林各土层土壤易氧化碳含量高于杜英纯林
")e$#d ,-+&$d!且在 # $# 90土层有显著差
异) 两种林分土壤易氧化碳含量均在 # $# 90土
层最大!随着土层深度增加呈下降趋势)
由表 % 可以看出!林分改造后!两种林分各土层
土壤轻组有机质含量均有显著提高!木荷 [青冈栎
混交林和杜英纯林各土层土壤轻组有机质含量分别
增加了 )+%#d *,+%d和 "+")d *-+#*d)
木荷[青冈栎混交林土壤轻组有机质含量在 # "#
90土层高于杜英纯林 #+-,d )&+,)d!而其余土
,#$
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
层则低于杜英纯林!且仅在 # $# 90土层差异显
著) 土壤轻组有机质含量分布具有地表富集效应!
两种林分 # $# 90土层土壤轻组有机质含量为 )#
%# 90土层的 ,+## )+- 倍)
表 =:不同林分类型的土壤易氧化碳含量 M-4M[$
林分类型
土层b90
# $# $# "# "# ,# ,# )# )# %#
退化灌木林 %+$, z$+#@ "+& z#+&#@ $+$ z#+&&@ $+$$ z#+)$@ #+&% z#+"&@
木荷[青冈栎混交林 &+$# z$+$#1 )+& z#+*"1 ,+#* z#+&$1 "+", z#+)"1 $+%% z#+,*1
杜英纯林 -+", z$+#-@ ,+-) z$+#,1@ "+)* z#+%1@ $+-, z#+%1@ $+$* z#+%$1@
表 ?:不同林分类型的土壤轻组有机质含量 M-4M[$
林分类型
土层b90
# $# $# "# "# ,# ,# )# )# %#
退化灌木林 $*+)- z$+*&9 *+-- z#+,#@ -+# z$+#$@ %+$" z#+@ )+%$ z#+%)@
木荷[青冈栎混交林 ,-+, z$+%1 $+-& z"+%)1 $$+&, z$+$&1 *+*" z#+--1 +& z#+"1
杜英纯林 ")+- z$+*#@ $+% z"+$$1 $"+"% z"+$$1 $#+#) z$+%#1 &+") z$+$#1
<+;:土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比率
由表 - 可以看出!不同林分土壤水溶性有机碳
"UDYP#占土壤总有机碳"JYP#的比率在 #+"$d
$+$d!, 种林分土壤水溶性有机碳占土壤总有机
碳的比率随着土层深度增加呈显著上升趋势) 各土
层水溶性有机碳分配比率均表现为灌木林n木荷[
青冈栎混交林n杜英纯林!其中!退化灌木林与人工
林各土层差异均达到显著水平!两种人工林仅在 #
$# 90土层有显著差异) 各林分土壤易氧化碳
"/YP#占土壤总有机碳"JYP#的比率为 $+--d
"*+*$d!均表现为土壤表层比率最高!随着土层深
度增加!其比率大致呈下降趋势) , 种林分土壤易
氧化碳占土壤总有机碳比率的大小顺序为木荷[青
冈栎混交林n退化灌木林 n杜英纯林!且在 # $#
90土层!退化灌木林与杜英纯林有显著差异%在 #
$# 90和 $# "# 90土层!木荷 [青冈栎混交林
和杜英纯林差异显著)
表 @:不同林分 [ ?[ &2土层土壤活性有机碳占总有机碳的比率
土层b90
"UDYPbJYP#bd
退化灌木林 木荷[青冈栎混交林 杜英纯林
"/YPbJYP#bd
退化灌木林 木荷[青冈栎混交林 杜英纯林
# $#
#+)#1 #+"@ #+"$9 "*+$#1 "*+*$1 $*+)&@
$# "#
#+%&1 #+,*@ #+,"@ "-+$,1@ "*+1 $*+$,@
"# ,#
#+*&1 #+%-@ #+)*@ "-+&%1 "&+""1 $*+""1
,# )#
$+%$1 #+@ #+-&@ "-+ "+**1 $&+$#1
)# %#
$+$1 #+*-@ #+&$@ ")+$"1 ")+$1 $+--1
<+<:土壤总有机碳与土壤活性有机碳的相关性
分析
!!由图 $ 可以看出!, 种林分 # %# 90土层土壤
各活性有机碳与土壤总有机碳"JYP#之间的相关性
均达到极显著水平"Gm#+#$#) 土壤水溶性有机碳
"UDYP#,轻组有机质 "H?YP# 与土壤总有机碳
"JYP#的相关性均表现为$木荷 [青冈栎混交林
"D #` n退化灌木林" ?^# n杜英纯林"/` #!而土壤
易氧化碳"/YP#与土壤总有机碳"JYP#的相关性
为$木荷[青冈栎混交林"D #` n杜英纯林"/` # n退
化灌木林" ?^#!可以看出林分植被类型不同!对土
壤各活性有机碳组分的影响存在差异)
<+=:土壤有机碳与土壤养分的关系
表 表明!木荷 [青冈栎混交林土壤各类型有
机碳与土壤养分的相关性均达到极显著水平!且相
关性普遍高于退化灌木林和杜英纯林) 退化灌木林
分除土壤水溶性有机碳与水解氮,速效钾的相关性
不显著外!其它活性有机碳组分与土壤养分均呈极
显著相关性) 杜英纯林分中除土壤水溶性有机碳与
速效钾没有显著相关性外!其它均表现为极显著
相关)
)#$
第 $ 期 程彩芳等$北亚热带地区退化灌木林改造为人工阔叶林后土壤活性碳库的变化
图 $!各林分类型土壤总有机碳与活性有机碳的相关关系
表 A:土壤有机碳与土壤养分的相关系数
林分类型 土壤养分 土壤总有机碳 土壤水溶性有机碳 土壤易氧化碳 土壤轻组有机质
退化灌木林 全氮!
#+*#)
!!
#+%#-
!!
#+*$
!!
#+&*-
!!
水解氮
#+&-
!!
#+"&
#+&&,
!!
#+&-
!!
速效钾
#+%$&
!!
#+$)%
#+-*
!!
#+%*)
!!
木荷[青冈栎混交林 全氮!
#+*))
!!
#+-"-
!!
#+*,,
!!
#+*"%
!!
水解氮
#+*#
!!
#+-$"
!!
#+*$#
!!
#+*#,
!!
速效钾
#+&#$
!!
#+-%*
!!
#+#*
!!
#+&-$
!!
杜英纯林 全氮!
#+#)
!!
#+-%*
!!
#+&,#
!!
#+,-
!!
水解氮
#+-%-
!!
#+-$)
!!
#+&,$
!!
#+-"&
!!
速效钾
#+,#
!!
#+,-
#+%"$
!!
#+-#&
!!
!! 注$
!!
表示在 #+#$ 水平上显著相关)
)!结论与讨论
林分类型转变改变了凋落物输入的质量和数量
及微生物的活动!进而影响土壤活性有机碳库*$)+ )
本研究通过比较退化灌木林,木荷[青冈栎混交林,
杜英纯林 , 种林分土壤各活性有机碳组分的差异!
分析林分类型转变对土壤活性有机碳库的影响!并
深入探讨了不同树种组成的人工林土壤活性有机碳
的变化趋势)
=+9:林分改造对土壤有机碳的影响
研究表明!退化灌木林阔叶化改造后 # %# 90
各土层土壤总有机碳含量均显著提高) 森林植被每
%#$
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
年的碳归还量和分解速率是影响土壤总有机碳含量
的主要因素!较大的碳归还量和缓慢的分解速率有
利于土壤有机碳的积累*")+ ) 退化灌木林植被主要
以灌木和草本为主!植被生长较差!植物残体输入土
壤的有机碳量较少!此外!地表覆盖差导致温湿度变
化大!加速了有机质矿化分解*"% ["-+ !不利于土壤有
机碳的积累) 造林后!随着林龄的增长!林分逐渐郁
闭!人工林乔木层生物量迅速积累!植被凋落物和根
系分泌物以及细根周转产生的碎屑也显著增多!因
此!人工林土壤有机碳的输入量要高于退化灌木林!
此外!人工林林分逐渐郁闭改善了林内环境!对分解
速率也有一定影响)
人工林生长 $$ 1后!杜英纯林各土层土壤有机
碳含量均高于木荷 [青冈栎混交林!且在 # $#
90,$# "# 90和 "# ,# 90土层差异达到显著水
平) 森林凋落物量主要受气候,林龄,树种组成和林
分生物量等因素的影响*" ["&+ ) 本研究中!两种人工
林所选调查样地处于同一地区邻近位置!林龄相同!
因此树种组成和林分生物量是影响林分凋落物归还
量的最重要因素) 树种组成不同的林分在凋落物数
量*"*+ ,地上地下分配*,#+以及根系深度*,$+等方面有
差异) 杜英,木荷,青冈栎均为亚热带地区乡土阔叶
树种!其中杜英较为速生!在幼林阶段表现更为明
显*," [,,+ !杜英纯林在造林后乔木生物量迅速积累!
两种林分生物量为$杜英纯林"$")+%$ F-;0["# n
木荷[青冈栎混交林"-"+)) F-;0["#!样地调查时
林下凋落物层碳储量为$杜英纯林""+$# F-;0["#
n木荷[青冈栎混交林"$+) F-;0["#!林分年凋
落物归还量为$杜英纯林""+, F-;0["# n木荷 [
青冈栎混交林""+%) F-;0["# "未发表数据#!植被
生物量高,凋落物归还量大是杜英纯林土壤有机碳
含量较高的主要原因)
=+;:林分改造对土壤活性有机碳的影响
水溶性有机碳在土壤总有机碳中所占比例很
小!却是可以被土壤微生物直接利用的有机碳
源*,)+ ) 本研究中!, 种林分土壤水溶性有机碳含量
均表现为表层最高!随着土层深度增加大致呈下降
趋势!而在 "# )# 90土层有不同程度的提高) 这
主要是由于水溶性有机碳含量一定程度上取决于土
壤总有机碳含量*,%+ !下层土壤受生物因素干扰小!
因而总有机碳含量低!"# )# 90土层水溶性有机
碳不同层次的提高与心土层黏粒的吸附作用有
关*,-+ ) 木荷[青冈栎混交林各土层土壤水溶性有
机碳含量与退化灌木林相比有一定提高!但差异不
显著!而杜英纯林土壤水溶性有机碳有所降低""#
,# 90除外#) 这是由于土壤有机质是水溶性有
机碳的重要来源!两者常处于动态平衡中!一定条件
下可以互相转化*, [,&+ ) 此外!木荷[青冈栎混交林
分的复层林结构!有效地缓解了南方多雨季节中土
壤水溶性有机碳随地表径流的流失) G13@2FS等*,*+
认为地被物,粘土矿物,地表径流,微生物及土壤养
分质量等都影响土壤水溶性有机碳的含量) 因此!
土壤水溶性有机碳是受多方面因素综合作用的
结果)
土壤易氧化碳为土壤微生物活动供给重要能
源!同时也是土壤养分的潜在来源!是稳定性相对较
差的有机碳) 两种人工林土壤易氧化碳含量均高于
退化灌木林!且木荷 [青冈栎混交林与退化灌木林
差异显著!这是由于土壤易氧化碳含量在很大程度
上决定于土壤总有机碳量*)#+ !造林后植被的恢复增
加了凋落物和根系周转碎屑输入土壤的有机碳量!
并且凋落物的分解也补充了易氧化碳的消耗*)$+ )
木荷[青冈栎混交林土壤易氧化碳含量高于杜英纯
林!且在 # $# 90土层差异显著!这与两种人工林
植物群落组成不同有关) 不同森林植被下的凋落物
和根系分泌物在数量及化学性质上有差异!其土壤
生物的类群和活性也不同!这些都影响易氧化碳含
量的变化)
土壤轻组有机质主要来源于地上凋落物和地下
根系*)"+ !轻组有机质含量与土壤有机碳储存及其短
期动态有关*),+ !它的改变可以用来指示土壤肥力的
变化) 本研究中!人工林 # %# 90各土层土壤轻
组有机质含量均显著高于退化灌木林!这是由于随
着人工植被的恢复!林分生物量迅速增加!大量的凋
落物积累丰富了轻组有机质的来源) 造林树种不同
的两种人工林土壤轻组有机质变化有差异!木荷 [
青冈栎混交林 # "# 90土层轻组有机质含量高于
杜英纯林!而 "# %# 90土层则低于杜英纯林!这
可能是由于木荷[青冈栎混交林乔木层郁闭度低而
林下植被覆盖多!灌草代谢周转快且草本根系较浅!
为上层土壤提供了较多的新鲜有机碳"林下灌木碳
储量为木荷[青冈栎混交林"#+,) F-;0["# n杜英
纯林"#+" F-;0["#!草本碳储量为木荷 [青冈栎
混交林 " #+$" F- ;0[" # n杜英纯林 " #+#$ F-
;0
["
##%另一方面! 在南方多降水的条件下!杜英
纯林稀疏的林下灌草不能有效阻挡表层土壤轻组有
-#$
第 $ 期 程彩芳等$北亚热带地区退化灌木林改造为人工阔叶林后土壤活性碳库的变化
机质随地表水的流失) 此外!不同树种输入的有机
物化学性质也可能影响有机物的分解速率) D2A
等*))+研究发现表层土壤轻组有机质主要依赖于植
被凋落物和死根系的有机碳输入!表层以下土壤轻
组有机质受凋落物影响减弱!细根分泌物,代谢残体
以及死亡的微生物是轻组有机碳的主要来源) 杜英
纯林下层土壤较高的轻组有机质含量可能主要来源
于杜英较大的根系生物量)
林分类型转换对土壤总有机碳和各活性有机碳
含量的影响程度主要表现在后者与前者的比率上)
水溶性碳与总有机碳的比值反映了土壤碳的流失水
平!与其矿化量呈正相关*)%+ ) 本研究中!两种人工
林土壤水溶性有机碳占总有机碳的比率均显著低于
退化灌木林!说明林分改造有助于缓解土壤有机碳
的流失) , 种林分土壤水溶性有机碳与总有机碳的
比率均随土层深度增加而呈上升趋势!这与土壤水
溶性碳随渗透水迁移有关*)-+ ) 易氧化碳作为指示
土壤有机质早期变化的指标!是稳定性相对较差的
碳) 土壤易氧化碳占总有机碳的比率反映了土壤有
机碳的稳定性*)+ !本研究中木荷 [青冈栎混交林的
比值大!说明该林分土壤碳素的活度较强!碳库稳定
性差%杜英纯林比值偏低!说明杜英纯林土壤有机质
积累较好)
本研究中!, 种林分土壤各活性有机碳含量与
总有机碳含量的相关性均达到极显著水平!表明土
壤活性有机碳含量在很大程度上依赖于有机碳总
量!各活性碳虽然在形态和表述方式上有所不同!但
都表征土壤中活性比较高的那部分有机碳*)&+ !对林
分植被类型变化较为敏感!是评价北亚热带地区土
壤质量和肥力的良好指标) 相比于其它活性有机碳
指标与总有机碳含量的相关系数!水溶性有机碳含
量与总有机碳含量的相关性较低!一方面是因为水
溶性有机碳含量取决于总有机碳含量!另一方面与
水溶性有机碳随下渗水的迁移以及心土层黏粒的吸
附作用有很大关系*,%+ ) 此外!还可能是由于夏季土
壤中的微生物活性强!对水溶性有机质消耗较多!水
溶性有机碳总处于不断产生和消耗的动态平衡中!
导致其与总有机碳的相关性较差*")+ )
土壤有机碳与土壤养分的相关性分析表明土壤
养分的供给很大程度上取决于有机碳含量!且不同
植被类型对林分土壤养分含量的影响有一定差异)
木荷[青冈栎混交林各活性有机碳与土壤养分的相
关性高于其它两种林分!这可能是因为木荷 [青冈
栎混交林乔木层和林下植被盖度均较高!抗侵蚀能
力强!从而减少了土壤表层养分的流失) , 种林分
均表现为土壤水溶性有机碳与土壤养分的相关性最
低!与吴亚丛等*$+的研究结果相一致) 其中!退化
灌木林土壤水溶性有机碳与水解氮,速效钾的相关
性未达到显著水平!杜英纯林土壤水溶性有机碳与
速效钾相关性也不显著!这与土壤水溶性有机碳的
影响因素较复杂有关)
参考文献!
*$+ 1^T2EK:7 /.! JI60@:I
*"+ Q157
*,+ 沈!宏! 曹志洪! 胡正义+土壤活性有机碳的表征及其生态效
应*k++生态学杂志! $***! $&",#$ ," [,&+
*)+ L312IBk! H<>I:5N^L! H2K3
0<7F27E:I1MI2963F6I13K5KF<0K*k++PI:W 17E 1`KF6I
*%+ U;2F@I<1E .Z! H<>I:5N^L! L312IBk+.K6IT<5:>F;<20W19F:>
9I:WW27M:7 K:23W;5K291317E 9;<02913WI:W
*-+ P:3<017 ^P! N<2E P` !` P:3
<7F959327M27 K:23K5KF<0K*k++.ET179
*+ U17E
*&+ j;17MBH+P;17M
*$#+ j;17MJ! H2a?! P;17MD _! $&(1+P:7T
@10@::"H* 1^"%&()* %^G#($)"Y# KF17EK1><9F
9:0W:K2F2:7K*k++` 317F17E K:23! "#$,! ,-"$ ["#$ ")* ["-$+
*$$+ 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*k++应用生态学报! "#$,! ")")#$ *"$
[*"-+
*$"+ 杜满义! 范少辉! 刘广路! 等+土地利用方式转变对赣中地区
#$
林!业!科!学!研!究 第 "& 卷
土壤活性有机碳的影响*k++应用生态学报! "#$,! ")"$##$
"&* ["*#)+
*$,+ k217M` G! _6 r?+.@67E179<17E E571029K:>K:2331@23<91I@:7
W::3K67E
*$)+ a17MaD! B6:k?! P;<7 BD! $&(1+/><9FK:>>:I
*$%+ 刘荣杰! 吴亚丛! 张!英! 等+中国北亚热带天然次生林与杉
木人工林土壤活性有机碳库的比较*k++植物生态学报! "#$"!
,-"##%#$ ),$ [),+
*$-+ _2:7MaZ! _21Q !` H2j! $&(1+O0W19FK:>32F
*$+ 吴亚丛! 李正才! 程彩芳! 等+林下植被抚育对樟树人工林土
壤活性有机碳库的影响*k++应用生态学报! "#$,! ")"$"#$
,,)$ [,,)-+
*$&+ 谢锦升! 杨玉盛! 解明曙! 等+植被恢复对退化红壤轻组有机
质的影响*k++土壤学报! "##&! )%"$#$ $# [$%+
*$*+ 姜发艳! 孙!辉! 林!波! 等+川西亚高山云杉人工林恢复过
程中表层土壤碳动态变化+*k++应用生态学报! "##*+"#
"$$#$ "%&$ ["%&+
*"#+ HabJ$", [$***+森林土壤有机质的测定及碳氮比的计算
*D++
*"$+ H217MLP! Z19G<7S2<.?! D9;72FS
""#$ && [*)+
*""+ 沈!宏! 曹志洪! 徐志红+施肥对土壤不同碳形态及碳库管理
指数的影响*k++土壤学报! "###! ,""#$ $-- [$,+
*",+ k17S<7 QQ! P10W@<3P.! LI17EFD .! $&(1+H2M;F(>I19F2:7 :I(
M172901F
水土保持学报! "##%! $&"-#$ &) [&+
*"%+ 谢锦升! 杨玉盛! 杨智杰! 等+退化红壤植被恢复后土壤轻组
有机质的季节动态 *k++应用生态学报! "##&! $* ",#$ %%
[%-,+
*"-+ 吕家珑! 张一平! 王旭东! 等+农田生态对土壤肥力的保护效
应*k++生态学报! "##$! "$")#$ -$, [-$-+
*"+ 宁晓波! 项文化! 王光军! 等+湖南会同连作杉木林凋落物量
"# 年动态特征*k++生态学报! "##*! "*"*#$ %$"" [%$"*+
*"&+ 杨智杰! 陈光水! 谢锦升! 等+杉木,木荷纯林及其混交林凋落
物量和碳归还量 *k++应用生态学报! "#$#! "$ "*#$ "",%
["")#+
*"*+ Z:7F1M7272?! N10KF1E G! D179;:?+H2F13! 32F
*,#+ P6
*,$+ P1IT13;<2I:G !^ ]
I::FE2KFI2@6F2:7 27 >:I
*,"+ 黄清麟! 郑群瑞! 阮学瑞+福建青冈萌芽林分结构及生产力的
研究*k++福建林学院学报! $**%! $%""#$ $# [$$$+
*,,+ 苏治平+山杜英人工林生长状况分析*k++福建林学院学报!
"###! "#"$#$ ,& [)$+
*,)+ L:5
*,%+ L6I>:IE kN! LI<07
F2:7 91W192F2
*,-+ G62F
*,+ 陶!澍!曹!军+山地土壤表层水溶性有机物淋溶动力学模拟
研究*k++中国环境科学! $**-! $-"-#$ )$# [)$)+
*,&+ Q1M
"###! "*"$#$ "&& ["*+
*,*+ G13@2FSG! D:327M
E2KK:3T
*)#+ .7E
F:F13:IM172991I@:7 27 1I1@3
*)$+ H124 N!G601IG! 1^K^ G!$&(1+H1@23
*),+ :`KFU Z! GV:7 GP+D:2391I@:7 K
*))+ D2Ak! P:717FNJ! 1`63/.! $&(1+DF1@232S1F2:7 0<9;172K0K:>
K:23:IM172901F
3`17F17E D:23! "##"! ")$""#$ $%% [$-+
*)%+ 李忠佩! 张桃林! 陈碧云+可溶性有机碳的含量动态及其与土
壤有机碳矿化的关系 *k++土壤学报! "##)! )$ ") #$ %))
[%%"+
*)-+ 姜培坤+不同林分下土壤活性有机碳库研究 *k++林业科学!
"##%!)$"$#$ $# [$,+
*)+ 朱志建! 姜培坤! 徐秋芳+不同森林植被下土壤微生物量碳和
易氧化态碳的比较*k++林业科学研究! "##-!)" "-#$ $")
[$"&+
*)&+ Q157
&#$