縉云山土地利用方式對土壤團聚體及其碳氮的影響.pdf

1、西南地區(qū)地形復雜，山地分布范圍較廣，人為活動的影響也較為強烈。而位于我國西南地區(qū)的縉云山，地屬重慶市，是國家級自然保護區(qū)，也是許多國家級珍稀瀕危保護植物的生長地。保護區(qū)內(nèi)土地利用方式的變化不僅會對土壤肥力產(chǎn)生較大影響，同時也會對這些動植物的生長環(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土壤團聚體穩(wěn)定性，團聚體內(nèi)有機碳和全氮含量及儲量，活性有機碳、氮

2、組分(活性有機碳、可溶性有機碳(DOC)、可溶性全氮(DTN)、微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN))以及有機碳物理組分(粗顆粒態(tài)有機質(zhì)(cPOM)、細顆粒態(tài)有機質(zhì)（fPOM）、微團聚體內(nèi)顆粒有機質(zhì)(iPOM)、微團聚體內(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土壤團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)，同時也為有效的土地管理政策提供借鑒。結果表明:

3、　　1不同土地利用方式對土壤團聚體穩(wěn)定性的影響
　　土地利用方式不同，團聚體粒徑組分在土壤中所占比例也不同。林地以＞0.25mm的大團聚體為主，占粒徑總組成的61.83％;撂荒地和果園以中間團聚體和粉+黏團聚體為主，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致土壤團聚體的穩(wěn)定性降低，而坡耕地棄耕撂荒會增強團聚體的穩(wěn)定性。
　　2不同土地利用方式對土壤團聚體有機碳和全氮的影響
　　(1)四種土地利用方式各個粒徑團聚體內(nèi)有機碳和全氮含量都隨著土壤深度的增加而減少。各個粒徑團聚體中的有機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、隨著團聚體粒徑的增大，林地團聚體內(nèi)有機碳含量逐漸增加，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)。將林地轉變?yōu)楣麍@和坡耕地后，各個團聚體組分內(nèi)的有機碳和全氮含量都有顯著地降低，而撂荒后各個組分的有機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團聚體粒徑有機碳儲量有顯著地降低，其中果園＞0.25mm大團聚體的有機碳儲量較林地下降了44.42％，＜0.25mm的微團聚體則下降了13.63％。與林地相比，坡耕地兩種大團聚體有機碳儲量分別下降了74.86％和43.26％。而微團聚體中的全氮沒有顯著地變化，粉+黏團聚體全氮含量則有顯著地增加。說明林地轉變?yōu)楣麍@和坡耕地后，粒徑較大的大團聚體內(nèi)損失的有機碳和全氮更多，儲存有機碳和全氮的主要團聚體組分的粒

7、徑也隨之減小，不利于土壤對有機碳和全氮的固定。坡耕地撂荒后，＞0.25mm大團聚體內(nèi)有機碳儲量增加了398.54％，而＜0.25mm的微團聚體則增加了186.01％。四種團聚體全氮儲量同樣也有顯著地增加，其增加的比例大小為中間團聚體(139.32％)＞大團聚體(116.67％)＞微團聚體(55.79％)＞粉+黏團聚體(26.85％)。說明全氮的增加主要發(fā)生在粒徑較大的團聚體中，且有機碳和全氮的主要分布組分又逐漸向粒徑較大的團聚體轉移，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土壤團聚體活性有機碳氮組分的影響
　　(1)四種土地利用方式大團聚體、中間團聚體、微團聚體和粉+黏團聚體活性有機碳含量都為撂荒地(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、機碳主要分布在大團聚體和中間團聚體中，而轉變?yōu)楣麍@和坡耕地后，大團聚體內(nèi)的分配比例顯著降低，粉+黏團聚體的分配比例顯著增加。而將坡耕地撂荒后，粉+黏團聚體的活性有機碳比例顯著降低，中間團聚體中的分配比例顯著增加。說明活性有機碳的增加主要表現(xiàn)在粒徑較大的團聚體中，而粒徑較小的團聚體對活性有機碳的保護程度比粒徑較大的團聚體更大。
　　(2)林地轉變?yōu)楣麍@后，中間團聚體、微團聚體和粉+黏團聚體DOC含量分別增加了25.04％，13.52

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

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

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

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

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

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

16、用方式對土壤有機碳物理組分的影響
　　(1)在0-60cm的土壤深度范圍內(nèi)，SOC、cPOC、fPOC、iPOC、s+c_m組分有機碳以及s+c組分有機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導致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和截存。
　　(2)在SOC的各物理組分中，iPOC的有機碳分配比例最低，4種土地利用方式下均為3％左右;cPOC和fPOC作為活性較強的非保護有機碳庫，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有機碳庫的分配比例較