不同林分下土壤活性有机碳库研究

关键词: 常绿阔叶林; 马尾松林; 人工杉木林; 水溶性有机碳; 微生 物量碳; 易氧化碳
中图分类号: S714 2
文献标识码: A
文章编号: 1001- 7488( 2005) 01- 0010- 04
Soil Active Carbon Pool under Different Types of Vegetation
2002 年 7 月上旬, 在确定的 3 类林分中选择典型地段各 3 处, 挖掘土壤剖面, 分别取 0~ 10、10~ 20、20~ 30、30~ 40、40~ 50 cm 土层内样品, 然后把每一种林分中 3 个, 样点各层土样分别混合成一个样品。土壤带 回室内马上过 2 mm 钢筛, 去除石砾和根系, 再分成 2 份。1 份鲜样供土壤水溶性碳和微生物量碳分析; 另 1 份风干后, 进一步处理, 供土壤有机碳总量、易氧化态碳和土壤养分分析。
土壤有机碳总量, 重铬酸钾外加热法( 中国土壤学会, 1999) ; 水溶性碳, 称鲜土 30 0 g, 水 土为 2 1, 用蒸 馏水浸提, 在 25 下恒温振荡器中振荡 0 5 h, 高速离心 10 min( 7 000 r min- 1) , 后用 0 45 m 滤膜抽滤, 滤液 直接在岛津 TOCVCPH 有机碳分析仪上测定; 微生物量碳采用氯仿熏蒸- K2SO4 提取法, 提取液在有机碳分 析仪上测定; 易氧化态碳采用 333 mmol L- 1高锰酸钾氧化法( 沈宏等, 2000) ; 土壤全氮, 克氏法; 水解氮, 碱解 扩散法; 有效磷, 盐酸氟化铵浸提, 磷钼兰比色法; 速效钾, 乙酸铵提取, 火焰光度法( 中国土壤学会, 1999) 。
BL
MP
CF
EOC ( g kg- 1)
BL
MP
CF
0~ 10
102 33
53 88
51 45
680 20
267 44
395 18
9 74
10~ 20
49 32
44 64
39 48
265 31
135 50
183 50
2 95
20~ 30
39 63
50 10
39 12
135 80
128 31
95 63
土壤活性有机碳常可用水溶性碳、微生物量碳、易氧化态碳和矿化态碳等来进行表征。在特定的生物、 气候带中, 随着森林的生长, 土壤碳库及碳形态将会达到稳定状态, 因而, 土壤碳素状况常可作为生态功能的 标志或控制器( Paul, 1984) 。不同森林植被下土壤由于承接其凋落物和根系分泌物类型不同, 因而形成的土 壤碳库特别是活性碳状况会存在差别。研究同一地区不同森林植被下土壤活性碳含量与分布对揭示森林植 被对土壤碳库的影响结果具有重要意义。
率为马尾松林 > 常绿阔叶林> 人工杉木林, 易氧化态 碳占总 有机碳 比率常绿 阔叶林 明显高 于马尾 松林和 杉木林。
不同土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下均表明出上升趋势, 而易氧化态碳 占总有机 碳比率随剖 面
加深有规律地下降。土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。
比较不同林分土壤可以发现, 微生物量碳和易氧化态碳阔叶林土壤明显高于马尾松林和杉木林, 杉木林 土壤虽表层含量高于马尾松林, 但综合 0~ 50 cm 可以看到, 2 种林分差异不大。水溶性有机碳含量杉木林土 壤相对较低, 阔叶林土壤除 0~ 10 cm 土层含量显著高于马尾松林外, 其余土层含量和马尾松林无明显差异。
第 41 卷 第 1 期 200 5年 1 月
林业 科学
SCIENT IA SILVAE SINICAE
Vol 41, No 1 Jan. , 2 0 0 5
不同林分下土壤活性有机碳库研究
姜培坤
( 浙江林学院生态环境研究所 临安 311300)
摘 要: 采样分析常绿阔叶林、马尾松林和人工杉木林不同层次土壤的活性有 机碳含量。结 果表明: 常绿阔叶 林
Jiang Peikun
( Ecology and Environment Institute , Zhejiang Forestry College Lin an311300)
Abstract: Soils under three types of vegetation were selected for this study, and samples were analyzed for different fract ions of carbon and soil nutrients. It can be found that broad- leaved evergreen forest contained more microbial biomass ( MBC) and the ease of oxidation of carbon ( EOC) compared with Chinese Fir and Masson Pine stands. Soil water- soluble organic carbon ( WSOC) were measured relat ive lower abundance for Chinese Fir compared with broad- leaved evergreen and Masson Pine forest. The profile distribution of MBC and EOC appeared a decline trend with depth. The percentages that total organic carbon ( TOC) presented as WSOC, MBC and EOC were ranged in 0 31% ~ 1 18% , 0 9% ~ 2 51% and 7 03% ~ 29 52% respect ively. Soil under Masson Pine forest was the richest abundance in WSOC% , followed by broad- leaved evergreen forest and Chinese Fir was the poorest. EOC% of soil under broad- leaved evergreen was much more than those under the other two forests. Distribut ion of WSOC of soil from surface to the deep as percentage of TOC was increased greatly, but as for EOC% , the reserve appeared to be true. Soil active carbon were not only significantly correlated to TOC but also interrelated themselves. Key words: broad-leaved evergreen forest; Masson Pine; Chinese Fir; water-soluble organic carbon( WSOC) ; microbial biomass( MBC) ; ease of oxidation of carbon ( EOC)
土壤微生物量碳和易氧化态碳含量高于 马尾 松与杉 木林 土壤, 杉木 林土 壤水溶 性碳 含量 相对较 低。从不 同层 次
看, 土壤微生物量碳、易氧化态碳含量均随着土层深度加深而递减。水溶性碳、微生物量碳 和易氧化 态碳占总有 机
碳的比率分别波动在 0 31% ~ 1 18% 、0 90% ~ 2 51% 和 7 03% ~ 29 52% 之间, 其中, 土 壤水溶性 碳占总 有机碳 比
土壤活性有机碳是指土壤中移动快、稳定性差、易氧化、矿化, 并对植物和土壤微生物活性较高的那部分 有机态碳( 沈宏等, 1999) 。虽然它只占土壤有机碳总量的较小部分, 但由于它可以在土壤全碳变化之前反映 土壤微小的变化, 又直接参与土壤生物化学转化过程, 同时, 也是土壤微生物活动能源和土壤养分的驱动力 ( Wander et al . , 1994; Coleman et al . , 1983) , 因而它对土壤碳库平衡和土壤化学、生物化学肥力保持具有重要 意义。
2 06
30~ 40
45 09
52 23
36 13
115 82
89 33
92 91
0 85
40~ 50
47 73

44 46
39 24
36 71
69 14
68 03
0 53
2 40
3 23
1 17
1 64
1 02
0 93
0 62
0 74
0 27
0 85
BL: 常绿阔叶林 Broad-leaved evergreen forest , MP: 马尾松林 M asson Pine, CF: 杉木林 Chinese Fir. 下同。The same below.
2 结果分析
2 1 不同林分下土壤活性碳库分析 从表 1 可以看到, 不同林分下土壤微生物量碳和易氧化碳含量均随着土层深度加深而递减, 这主要是由
于这 2 类活性碳含量很大程度上决定于土壤总有机碳量( Andersom et al . , 1989) , 下层土壤受生物影响少, 因 而总有机碳含量低。土壤水溶性有机碳不同林分下均是 0~ 10 cm 表层含量最高。随着剖面的加深, 杉木林 土壤水溶性有机碳含量平稳下降。而阔叶林土壤从表层开始一直下降至 20~ 30 cm 土层, 但到 30~ 40 cm 土 层水溶性有机碳含量又稍有上升。马尾松土壤水溶性有机碳 0~ 10 cm 含量高, 10~ 20 cm 下降, 到 20~ 30 cm 又稍有上升, 40 cm 以下又平稳下降。水溶性有机碳含量一方面决定于土壤总碳量( Burford et al . , 1975) , 另一方面, 由于粘粒的吸附作用, 在心土层粘粒含量高的土层常可以提取出较多数量( Kuiters et al . , 1993) 。 阔叶林和马尾松林表层土壤水溶性有机碳含量高总有机碳起了决定作用, 而出现 20~ 40 cm 不同层次含量 上升和该层次土壤粘性大分不开。