縉云山土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體及其碳氮的影響.pdf

1、西南地區(qū)地形復(fù)雜，山地分布范圍較廣，人為活動(dòng)的影響也較為強(qiáng)烈。而位于我國西南地區(qū)的縉云山，地屬重慶市，是國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)，也是許多國家級(jí)珍稀瀕危保護(hù)植物的生長地。保護(hù)區(qū)內(nèi)土地利用方式的變化不僅會(huì)對(duì)土壤肥力產(chǎn)生較大影響，同時(shí)也會(huì)對(duì)這些動(dòng)植物的生長環(huán)境帶來較大的改變。因此，本研究采集縉云山亞熱帶闊葉林地、撂荒地、果園和坡耕地這幾種典型的土地利用方式的土樣，分析不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性，團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳和全氮含量及儲(chǔ)量，活性有機(jī)碳、氮

2、組分(活性有機(jī)碳、可溶性有機(jī)碳(DOC)、可溶性全氮(DTN)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN))以及有機(jī)碳物理組分(粗顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)(cPOM)、細(xì)顆粒態(tài)有機(jī)質(zhì)（fPOM）、微團(tuán)聚體內(nèi)顆粒有機(jī)質(zhì)(iPOM)、微團(tuán)聚體內(nèi)的粉+黏顆粒(s+c_m)和粉+黏顆粒(s+c))含量和分配比例的影響。為研究不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體的固碳供氮能力及養(yǎng)分循環(huán)的影響提供理論依據(jù)，同時(shí)也為有效的土地管理政策提供借鑒。結(jié)果表明:

3、　　1不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性的影響
　　土地利用方式不同，團(tuán)聚體粒徑組分在土壤中所占比例也不同。林地以＞0.25mm的大團(tuán)聚體為主，占粒徑總組成的61.83％;撂荒地和果園以中間團(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體為主，分別占粒徑總組成的70.07％和69.25％;而坡耕地則以粉+黏團(tuán)聚體為主，約占粒徑總組成的50％。四種土地利用方式MWD大小為林地(0.95 mm)＞果園（0.67 mm）＞撂荒地(0.53 mm)＞坡耕地(0.47

4、 mm)，GMD為林地(0.54 mm)＞果園（0.28 mm）＞撂荒地(0.23 mm)＞坡耕地(0.18 mm)。表明林地開墾為果園和坡耕地導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性降低，而坡耕地棄耕撂荒會(huì)增強(qiáng)團(tuán)聚體的穩(wěn)定性。
　　2不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮的影響
　　(1)四種土地利用方式各個(gè)粒徑團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳和全氮含量都隨著土壤深度的增加而減少。各個(gè)粒徑團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量都為撂荒地和林地較高，其次為果園，坡耕地最低。且

5、隨著團(tuán)聚體粒徑的增大，林地團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳含量逐漸增加，而撂荒地正好相反，呈逐漸減少的趨勢。而除粉+黏團(tuán)聚體外全氮含量都為撂荒地最高，其次為林地和果園，坡耕地最低。四種處理粉+黏團(tuán)聚體全氮含量則為林地(1.08g/kg)＞果園(0.85g/kg)＞撂荒地(0.76g/kg)＞坡耕地(0.51g/kg)。將林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@和坡耕地后，各個(gè)團(tuán)聚體組分內(nèi)的有機(jī)碳和全氮含量都有顯著地降低，而撂荒后各個(gè)組分的有機(jī)碳和全氮含量有顯著地增加。
　　

6、(2)林地開墾為果園和坡耕地后各個(gè)團(tuán)聚體粒徑有機(jī)碳儲(chǔ)量有顯著地降低，其中果園＞0.25mm大團(tuán)聚體的有機(jī)碳儲(chǔ)量較林地下降了44.42％，＜0.25mm的微團(tuán)聚體則下降了13.63％。與林地相比，坡耕地兩種大團(tuán)聚體有機(jī)碳儲(chǔ)量分別下降了74.86％和43.26％。而微團(tuán)聚體中的全氮沒有顯著地變化，粉+黏團(tuán)聚體全氮含量則有顯著地增加。說明林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@和坡耕地后，粒徑較大的大團(tuán)聚體內(nèi)損失的有機(jī)碳和全氮更多，儲(chǔ)存有機(jī)碳和全氮的主要團(tuán)聚體組分的粒

7、徑也隨之減小，不利于土壤對(duì)有機(jī)碳和全氮的固定。坡耕地撂荒后，＞0.25mm大團(tuán)聚體內(nèi)有機(jī)碳儲(chǔ)量增加了398.54％，而＜0.25mm的微團(tuán)聚體則增加了186.01％。四種團(tuán)聚體全氮儲(chǔ)量同樣也有顯著地增加，其增加的比例大小為中間團(tuán)聚體(139.32％)＞大團(tuán)聚體(116.67％)＞微團(tuán)聚體(55.79％)＞粉+黏團(tuán)聚體(26.85％)。說明全氮的增加主要發(fā)生在粒徑較大的團(tuán)聚體中，且有機(jī)碳和全氮的主要分布組分又逐漸向粒徑較大的團(tuán)聚體轉(zhuǎn)移，有

8、利于營養(yǎng)物質(zhì)在土壤中的積累。
　　3不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體活性有機(jī)碳氮組分的影響
　　(1)四種土地利用方式大團(tuán)聚體、中間團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體活性有機(jī)碳含量都為撂荒地(3.78，2.80，2.33，1.23g/kg)和林地(1.43，1.82，2.04，2.83g/kg)較高，其次為果園（1.00，1.58，1.39，1.07g/kg），坡耕地(1.01，0.71，0.75，0.59g/kg)最低。林地活性有

9、機(jī)碳主要分布在大團(tuán)聚體和中間團(tuán)聚體中，而轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@和坡耕地后，大團(tuán)聚體內(nèi)的分配比例顯著降低，粉+黏團(tuán)聚體的分配比例顯著增加。而將坡耕地撂荒后，粉+黏團(tuán)聚體的活性有機(jī)碳比例顯著降低，中間團(tuán)聚體中的分配比例顯著增加。說明活性有機(jī)碳的增加主要表現(xiàn)在粒徑較大的團(tuán)聚體中，而粒徑較小的團(tuán)聚體對(duì)活性有機(jī)碳的保護(hù)程度比粒徑較大的團(tuán)聚體更大。
　　(2)林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@后，中間團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體DOC含量分別增加了25.04％，13.52

10、％和9.86％。而林地轉(zhuǎn)變?yōu)槠赂睾螅F(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體DOC含量分別增加了29.23％和15.03％。同時(shí)大團(tuán)聚體和中間團(tuán)聚體的DOC比例顯著降低，微團(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體的比例顯著增加。而將坡耕地撂荒后，大團(tuán)聚體、中間團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體DOC含量分別增加了195.98％、83.62％和62.25％，粉+黏團(tuán)聚體中DOC比例則顯著降低。說明坡耕地的撂荒將使粒徑較大的團(tuán)聚體中積累更多的DOC，并且團(tuán)聚體粒徑越大，對(duì)DOC的富集作用越大。

11、
　　(3)將林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@后，四種團(tuán)聚體的DTN含量降低的幅度為大團(tuán)聚體(46.60％)＞中間團(tuán)聚體(32.04％)≈微團(tuán)聚體(32.58％)＞粉+黏團(tuán)聚體(18.27％)。轉(zhuǎn)變?yōu)槠赂睾笾虚g團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體DTN含量分別降低了18.74％，41.86％，23.95％。而將坡耕地撂荒后，大團(tuán)聚體、中間團(tuán)聚體、微團(tuán)聚體和粉+黏團(tuán)聚體分別增加了75.36％，17.19％，28.49％，76.08％。林地四種粒徑團(tuán)聚體組

12、分DTN的比例為微團(tuán)聚體(37.88％)＞中間團(tuán)聚體(30.08％)＞大團(tuán)聚體(18.11％)＞粉+黏團(tuán)聚體(13.93％)。撂荒地、果園和坡耕地則都為粉+黏團(tuán)聚體＞微團(tuán)聚體＞中間團(tuán)聚體＞大團(tuán)聚體。說明林地的開墾將導(dǎo)致粒徑較大的團(tuán)聚體中的DTN向粒徑較小的團(tuán)聚體轉(zhuǎn)移。而將坡耕地撂荒后，幾種團(tuán)聚體組分DTN的分配比例并沒有顯著地變化，說明這一轉(zhuǎn)變不會(huì)導(dǎo)致DTN在各個(gè)團(tuán)聚體組分中的重新分配。
　　(4)將林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@和坡耕地后，大團(tuán)

13、聚體MBC含量顯著增加，但其他三個(gè)團(tuán)聚體組分的MBC含量顯著降低。與林地相比，果園和坡耕地中間團(tuán)聚體MBC含量分別下降了50.63％和25.86％，微團(tuán)聚體分別下降了24.11％和48.24％，粉+黏團(tuán)聚體分別下降了47.94％和47.69。除林地外，其他三種處理MBC都主要分布在粉+黏團(tuán)聚體中，其比例達(dá)到50％左右。而林地則主要以微團(tuán)聚體為主。而將坡耕地撂荒后，大團(tuán)聚體MBC含量增加了108.73％，中間團(tuán)聚體增加了10.41％，微團(tuán)

14、聚體增加了28.06％，粉+黏團(tuán)聚體增加了10.01％。粉+黏團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體中MBC的比例顯著降低，而大團(tuán)聚體中的比例有所增加，但MBC在四個(gè)團(tuán)聚體組分中的分布沒有較大的變化。
　　(5)將林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@和坡耕地后，中間團(tuán)聚體MBN含量分別下降了40.39％和48.99％，微團(tuán)聚體MBN含量分別下降了36.03％和50.29％，粉+黏團(tuán)聚體分別下降了26.24％和39.58％。而將坡耕地撂荒后，大團(tuán)聚體、中間團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體MB

15、N含量分別增加了549.63％，159.34％，41.91％。但粉+黏團(tuán)聚體中MBN含量則有所降低。林地和撂荒地MBN主要分布在中間團(tuán)聚體和微團(tuán)聚體中，果園和坡耕地MBN主要分布在粉+黏團(tuán)聚體中。將林地轉(zhuǎn)變?yōu)楣麍@和坡耕地后，粒徑較大的團(tuán)聚體中MBN的比例顯著降低，粒徑較小的團(tuán)聚體中的比例顯著增加。說明林地的開墾會(huì)導(dǎo)致MBN在團(tuán)聚體中的分布向粒徑較小的團(tuán)聚體中分配。而將坡耕地撂荒后，MBN向粒徑較大的團(tuán)聚體中分配。
　　4不同土地利

16、用方式對(duì)土壤有機(jī)碳物理組分的影響
　　(1)在0-60cm的土壤深度范圍內(nèi)，SOC、cPOC、fPOC、iPOC、s+c_m組分有機(jī)碳以及s+c組分有機(jī)碳平均含量均為林地(9.02、3.14、1.61、0.33、0.42、3.53g/kg)顯著高于果園（3.27、0.93、0.27、0.10、0.24、1.73g/kg）和坡耕地(2.58、0.51、0.10、0.12、0.08、1.77g/kg)，說明林地的開墾行為會(huì)導(dǎo)致SOC及

17、其組分的流失;而撂荒地上述SOC及其各組分含量分別為14.90、5.17、2.36、0.42、0.59和6.36 g/kg，均顯著高于坡耕地，表明耕地撂荒后SOC及其組分能得到有效的恢復(fù)和截存。
　　(2)在SOC的各物理組分中，iPOC的有機(jī)碳分配比例最低，4種土地利用方式下均為3％左右;cPOC和fPOC作為活性較強(qiáng)的非保護(hù)有機(jī)碳庫，在林地和撂荒地中所占SOC分配比例最高，50％以上;在果園和坡耕地中非保護(hù)有機(jī)碳庫的分配比例較