新疆艾比湖地區(qū)不同土地利用類型土壤養(yǎng)分及活性有機碳組分研究

張曉東, 李 忠， 張 峰

(1.巴音郭楞職業(yè)技術學院, 新疆 庫爾勒 841000; 2.新疆庫爾勒市香梨研究中心， 新疆 庫爾勒 841000)

新疆艾比湖地區(qū)不同土地利用類型土壤養(yǎng)分及活性有機碳組分研究

張曉東1, 李 忠1， 張 峰2

(1.巴音郭楞職業(yè)技術學院, 新疆 庫爾勒 841000; 2.新疆庫爾勒市香梨研究中心， 新疆 庫爾勒 841000)

土壤有機碳及其組分是土壤質量的重要指標，在土壤許多物理、化學和生物特性中發(fā)揮著重要作用。通過對我國內陸荒漠自然生態(tài)系統(tǒng)中新疆艾比湖地區(qū)不同土地利用類型土壤進行采樣和分析，系統(tǒng)地研究和比較了不同土地利用類型土壤養(yǎng)分及有機碳組分。結果表明：新疆艾比湖不同土地利用類型土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反。不同土地利用類型對土壤養(yǎng)分具有較大影響，土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，而不同土地利用類型土壤全磷差異并不顯著(p>0.05)。不同土地利用類型土壤易氧化有機碳(EOC)、顆粒有機碳(POC)、輕組有機碳(LFOC)、水溶性有機碳(WSOC)、土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>耕地>草地>未利用地。林地和草地EOC/SOC比例顯著低于耕地和未利用地，說明林地和草地轉變成耕地降低了土壤有機碳的穩(wěn)定性；微生物商(MBC/SOC)基本表現(xiàn)為耕地>林地>草地>未利用地，其中耕地和林地土壤MBC/SOC比例差異不顯著(p>0.05)。相關性分析表明，土壤活性有機碳各組分與SOC，TN，TK均具有極顯著相關性關系，并且不同土地利用類型土壤EOC，POC，LFOC，WSOC和MBC含量之間均具有極顯著相關性(p<0.05)，說明土壤活性有機碳很大程度上依賴于有機碳含量，活性有機碳各組分之間相互影響和密切聯(lián)系，其中SOC，TN和TK是不同土地利用類型土壤活性有機碳變化的重要影響因子。

艾比湖; 土地利用類型; 土壤養(yǎng)分; 有機碳組分

土壤是復雜的自然綜合體，具有較大的時空尺度變化，由于氣候、成土條件、成土母質、開墾和耕作方式等導致土壤肥力差異性較大，進而影響土壤養(yǎng)分形態(tài)組分和變遷[1-2]。土地利用是人類干預土壤肥力最重要、最直接的活動，通過改變土壤營養(yǎng)循環(huán)強度、總量及路徑，通過改變土壤的水熱條件等從而影響土壤養(yǎng)分的流動與轉化，進而導致土壤肥力變化[3]。合理的土地利用方式可以改善土壤結構，增強土壤對外界環(huán)境變化的抵抗力，而不合理的土地利用方式則會導致土壤質量下降，加速侵蝕和導致土壤退化[3-5]。由于土壤有機質(SOM)或有機碳(SOC)在土壤物理、化學和生物學特性中發(fā)揮著極其重要的作用，故不但被認為是土壤質量或土壤健康的一個重要指標，也是表征環(huán)境質量的關鍵性指標。但是，土壤總有機碳(TOC)可能在較短時間內對因農業(yè)管理措施導致的土壤質量的變化反映不甚敏感。土壤有機碳是一種有機物質的異質混合體，其不同的形態(tài)或組分可能對土壤肥力或質量產生不同的影響。過去一些研究結果表明，土壤有機碳中某些組分在維持土壤質量或健康中發(fā)揮著更大的作用[3-5]。一些研究發(fā)現(xiàn)[4]，土壤活性有機碳(LOC)和輕組有機碳對不同耕作方式和秸稈還田處理的反應更為迅速。因此，與土壤總有機碳相比，這些組分有機碳更可能作為反映因農業(yè)管理措施的改變而導致的土壤質量變化的敏感性指標，土壤微生物生物量碳雖然只占土壤總有機碳的極少的一部分(一般約為5%～8%)，但是由于其具有較高的活性和動態(tài)性，在養(yǎng)分循環(huán)和維持生態(tài)系統(tǒng)功能中發(fā)揮重要的作用。參與土壤中有機質分解、腐殖質的形成、土壤養(yǎng)分的轉化循環(huán)等各個生化過程，是土壤中最活躍的因子[6]?；谕寥烙袡C碳組分在本質特性上的差異，測定某些更小或更為活潑的土壤有機碳組分指標，對于表征因土壤管理措施引起的土壤有機碳質量的改變具有重要的意義[7-8]。土壤活性有機碳則是土壤中有效性較高、易被土壤微生物分解利用、對植物養(yǎng)分供應有最直接作用的那部分有機碳，其中土壤可溶性有機碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和易氧化有機碳(EOC)是其重要的表征指標[7-8]。因此，探討對土地利用方式變化響應敏感的土壤指示因子十分有必要。

近年來隨著精細農業(yè)的興起和發(fā)展，我國可利用土地面積較少，亟需了解不同土地利用類型土壤養(yǎng)分及碳組分形態(tài)的組分及變遷，以便于優(yōu)化土地可持續(xù)利用[9-11]。新疆是中國干旱區(qū)最主要的集中區(qū)，占國土總面積4%的綠洲卻承載了新疆95%以上的人口，其中不同土地利用方式下土壤質量至關重要，是新疆經濟、資源、人口綜合作用的載體，也是我國重要的耕地資源后備基地[12-13]。由于區(qū)域內光熱水土的特殊組合，新疆形成獨具特色的農業(yè)，具備了建立優(yōu)質、高產、高效農業(yè)的優(yōu)越條件，但獨特的氣候資源條件也造就了新疆為土壤鹽漬化大區(qū)，并且隨著不合理的土地利用帶來的土壤質量變化問題日益受到重視[14]。因此，研究新疆不同土地利用類型土壤養(yǎng)分和碳組分可為新疆土壤質量的維護和利用提供數據支撐。本研究以新疆艾比湖為例，研究不同土地利用類型土壤有機碳及其組分的比較，旨在揭示不同土地利用方式對土壤質量的影響機制，對新疆土壤退化的恢復也有一定的指導意義，同時也為新疆土資源質量的調控和可持續(xù)利用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

艾比湖流域位于中國新疆與哈薩克斯坦共和國交界的阿拉山口，新疆維吾爾自治區(qū)的西北部，準噶爾盆地西南方向(43°38′—45°52′N，79°53′—85°02′E)，地跨新疆維吾爾自治區(qū)博爾塔拉蒙古自治州、奎屯市和克拉瑪依市的獨山子區(qū)。艾比湖濕地保護區(qū)三面環(huán)山，湖濱地帶由山前洪積—沖積—湖積平原組成，石漠、礫漠、沙漠、土漠、鹽漠、沼澤、灘涂廣泛分布。以艾比湖體(蝶狀)為核心，包括湖濱地帶范圍約2 960 km2，海拔189 m，具典型干旱區(qū)湖泊形態(tài)特征，是一個封閉性流域，地表、地下水資源的提供與補給主要來源于山區(qū)，流域內有7條主要河流和33條溝系，水資源量為37.8億m3，土地次生鹽堿化明顯，土地退化，生態(tài)環(huán)境問題突出，生態(tài)區(qū)位與地理位置極為重要。本研究選取位于艾比湖流域生態(tài)系統(tǒng)中的博樂和精河作為研究對象，地處艾比湖中部偏西，位于44°22′—45°07′N，82°07′—83°55′E。受西風環(huán)流以及蒙古高壓和西伯里亞冷空氣的影響，該區(qū)屬溫帶干旱性氣候，光照充足，干燥少雨，夏季降水稀少，冬季異常干燥寒冷，年平均氣溫6.6～7.8℃，多年平均降水量116.0～169.2 mm，年蒸發(fā)量為1 626 mm左右(近10 a數據)，年平均≥8級以上大風165 d，極大風速達55 m/s。研究區(qū)南部和西部分布洪積扇和固定沙丘，中部和東部為湖區(qū)和湖濱平原，地勢西南高，東北低，土壤多為戈壁及亞沙土，地表植被多稀疏且分布不均，同時由于春夏降雨及雪山融水原因，地表侵蝕現(xiàn)象嚴重[15]。

1.2 土壤樣品采集

在艾比湖流域選取林地、草地、耕地和未利用地4種土地利用類型，每種土地利用類型設置3個重復樣地(樣地面積為100 m×100 m左右)，每個樣地隨機設置8個采樣點，每個采樣點間距在10 m以上。土壤樣品的采集：用土鉆取0—20 cm土層樣品，每個采樣點按“S”型取5個樣品混合后四分法取樣品。新鮮土樣通過2 mm篩后，一部分自然風干，用于土壤養(yǎng)分和粒徑組成的測定，另一部分于冰箱內冷藏(4℃，<72 h)，待分析微生物生物量碳和氮。

1.3 土壤樣品測定

土壤有機碳(SOC)采用重鉻酸鉀氧化外加熱法進行測定；土壤易氧化有機碳(EOC)采用K2MnO4氧化法—比色法測定；土壤輕組分有機碳(LFOC)和顆粒有機碳組分(POC)(53～2 000 μm)根據Cambardell等的方法；水溶性有機碳(WSOC)過濾離心提取的方法，然后用重鉻酸鉀氧化外加熱法進行測定；土壤可礦化碳(MNC)通過室內培養(yǎng)法進行估算；土壤微生物量碳(MBC)和氮(MBN)采用熏蒸提取法[16]。

1.4 統(tǒng)計分析

利用Excel 2003和SPSS 18.00軟件對數據進行分析，單因素方差進行分析(One-way ANOVA)，采用鄧肯新復檢驗法對不同土地利用類型差異進行統(tǒng)計。所有數據測定結果以平均值±標準誤的形式表達，通過相關分析系數描述土壤養(yǎng)分與土壤有機碳組分的相關程度。

2 結果與分析

2.1 不同土地利用類型土壤粒徑組成

不同土地利用類型土壤機械組成如表1所示，由表1看出，1～0.05 mm土壤所占比例范圍為11.21%～23.36%，基本表現(xiàn)為：耕地>未利用地>草地>林地，0.05～0.002 mm土壤所占比例范圍為54.27%～66.35%，基本表現(xiàn)為：草地>林地>耕地>未利用地，<0.002 mm土壤所占比例范圍為18.37%～24.17%，基本表現(xiàn)為：未利用地>林地>草地>耕地；土壤容重變化范圍為0.85～1.13 g/cm3，基本表現(xiàn)為：未利用地>草地>林地>耕地，未利用地與草地差異不顯著(p>0.05)，林地與草地差異不顯著(p>0.05)，耕地顯著低于其他土地利用類型(p<0.05)；土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反，基本表現(xiàn)為：未利用地<草地<林地<耕地，不同土地利用類型差異均顯著(p<0.05)。

表1 不同土地利用類型土壤粒徑組成

2.2 不同土地利用類型土壤養(yǎng)分含量特征

由圖1可知，在耕地、林地、草地和未利用地4種不同土地利用類型下，土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地；其中林地和草地土壤有機碳差異不顯著(p>0.05)，草地和耕地土壤有機碳差異不顯著(p>0.05)，未利用地土壤有機碳最低(p<0.05)；林地土壤全氮顯著高于其他土地利用類型(p<0.05)，耕地和草地土壤全氮差異不顯著(p>0.05)，未利用地土壤全氮最低(p<0.05)；4種不同土地利用類型土壤全磷差異均不顯著(p>0.05)；林地土壤全鉀顯著高于其他土地利用類型(p<0.05)，耕地和草地土壤全鉀差異不顯著(p>0.05)，未利用地土壤全鉀最低(p<0.05)。不同土地利用類型土壤有機碳變化范圍為13.25～18.23 g/kg，變異系數為16.23%，全氮變化范圍為1.06～1.56 g/kg，變異系數為18.14%，全磷變化范圍為0.83～0.91 g/kg，變異系數為9.37%，全鉀變化范圍為15.47～24.98 g/kg，變異系數為21.08%；相對于未利用地，耕地、林地和草地土壤有機碳分別高出14.94%，37.58%和24.30%，耕地、林地和草地土壤全氮分別高出16.04%，47.17%和19.81%，耕地、林地和草地土壤全磷分別高出2.41%，9.64%和3.61%，耕地、林地和草地土壤全磷分別高出18.62%，60.89%和23.66%。

注：相同小寫字母表示在0.05水平上差異不顯著，下同。

圖1不同土地利用類型土壤養(yǎng)分含量

2.3 不同土地利用類型土壤活性、輕組和顆粒有機碳含量

不同土地利用類型土壤不同活性組分有機碳含量見圖2，由圖可知，土壤易氧化有機碳(EOC)、顆粒有機碳(POC)、輕組有機碳(LFOC)和水溶性有機碳(WSOC)明顯受土壤養(yǎng)分管理模式的影響。土壤易氧化有機碳(EOC)、顆粒有機碳(POC)、輕組有機碳(LFOC)和水溶性有機碳(WSOC)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>耕地>草地>未利用地；其中林地和耕地土壤EOC差異不顯著(p>0.05)，林地和草地土壤EOC差異不顯著(p>0.05)，未利用地土壤EOC最低(p<0.05)；林地土壤POC顯著高于其他土地利用類型(p<0.05)，耕地和草地土壤POC差異不顯著(p>0.05)，未利用地土壤POC最低(p<0.05)；林地和耕地土壤LFOC差異不顯著(p>0.05)，耕地和草地土壤LFOC差異不顯著(p>0.05)，未利用地土壤LFOC最低(p<0.05)；草地和林地土壤WSOC差異不顯著(p>0.05)，顯著高于林地和未利用地(p<0.05)，未利用地土壤WSOC最低(p<0.05)。不同土地利用類型土壤EOC變化范圍為1.21～1.58 mg/kg，變異系數為15.17%，POC變化范圍為0.86～1.62 mg/kg，變異系數為9.22%，LFOC變化范圍為0.92～2.21 mg/kg，變異系數為19.13%，WSOC變化范圍為6.58～13.58 mg/kg，變異系數為24.3%；相對于未利用地，耕地、林地和草地土壤EOC分別高出30.58%，25.62%和11.57%，耕地、林地和草地土壤POC分別高出76.74%，88.37%和59.30%，耕地、林地和草地土壤LFOC分別高出131.52%，140.22%和47.83%，耕地、林地和草地土壤WSOC分別高出106.38%，40.58%和72.80%。

2.4 不同土地利用類型土壤微生物碳和氮

由圖3可知，土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>耕地>草地>未利用地；其中不同土地利用類型土壤MBC差異均顯著(p<0.05)；林地和耕地土壤MBN差異不顯著(p>0.05)，二者顯著高于草地和未利用地(p<0.05)。不同土地利用類型土壤MBC變化范圍為216.98～425.36 mg/kg，變異系數為18.36%；MBC變化范圍為23.58～56.23 mg/kg，變異系數為13.58%；相對于未利用地，耕地、林地和草地土壤MBC分別高出69.26%，96.04%和44.06%，耕地、林地和草地土壤MBN分別高出121.84%，138.46%和81.04%。

圖2不同土地利用類型土壤活性、顆粒和輕組有機碳

圖3不同土地利用類型土壤微生物生物量碳和氮

2.5 不同土地利用類型土壤可礦化碳累積量

不同養(yǎng)分模式下的土壤可礦化碳累積量(MNC)變化見圖4。由圖4可知，在整個培養(yǎng)時間內，以林地土壤可礦化碳累積量增加最為明顯，其次是耕地，草地次之，未利用地土壤可礦化碳累積量增加最小，在培養(yǎng)大概10 d以后，不同土地利用類型可礦化碳累積量急劇增加，之后有所平緩。在培養(yǎng)30 d時，與未利用地相比，耕地、林地和草地土壤MNC分別高出71.21%，103.79%和34.07%。

圖4不同土地利用類型土壤可礦化碳累積量

2.6 不同土地利用類型土壤活性碳與總有機碳的比例關系

由表2可知，不同土地利用類型EOC/SOC比例為8.20%～10.37%，變異系數范圍12.36%～16.98%，基本表現(xiàn)為耕地>未利用地>林地>草地，其中林地和草地EOC/SOC比例差異不顯著(p>0.05)，說明土地利用變化對土壤EOC/SOC有顯著影響，而林地和草地土壤有機碳比較穩(wěn)定。土壤微生物量碳占有機碳的百分比稱為微生物商。微生物商的變化反映了土壤中輸入的有機質向微生物量碳的轉化效率、土壤中碳損失和土壤礦物對有機質的固定。不同土地利用類型土壤MBC/SOC比例為0.18%～0.34%，基本表現(xiàn)為耕地>林地>草地>未利用地，其中耕地和林地土壤MBC/SOC比例差異不顯著(p>0.05)。

表2 不同土地利用類型土壤EOC/SOC和MBC/SOC比例

2.7 不同土地利用類型土壤活性有機碳與土壤養(yǎng)分的相關關系

不同土地利用類型土壤活性有機碳組分與土壤養(yǎng)分間存在不同的相關關系，表3的結果表明：在不同土地利用類型中，土壤EOC，POC，LFOC，WSOC和MBC與SOC，TN和TK均呈顯著或極顯著相關性(p<0.05)，與TP相關性不顯著，與土壤BD均呈負相關；不同土地利用類型WSOC和MBC與TPO呈顯著的相關性(p<0.05)；綜合來看，不同土地利用類型POC和LFOC與1～0.05 mm粒徑呈顯著相關性(p<0.05)，WSOC和MBC與0.05～0.002 mm粒徑呈顯著相關性(p<0.05)，LFOC和WSOC與<0.002 mm粒徑呈顯著相關性(p<0.05)。并且不同土地利用類型土壤EOC，POC，LFOC，WSOC和MBC含量兩兩之間具有極顯著相關性(p<0.05)，表明活性有機碳各組分之間相互影響和密切聯(lián)系，其中SOC，TN和TK是不同土地利用類型土壤活性有機碳變化的重要影響因素。

表3 不同土地利用類型土壤活性有機碳與土壤養(yǎng)分的相關分析

注：*，**分別表示在0.05，0.01水平上差異顯著，n=24。

3 討 論

新疆作為我國重要的耕地資源后備基地，隨著節(jié)水滴灌措施的大面積推廣和水資源合理開發(fā)利用，大量自然土壤被開墾是必然的發(fā)展趨勢[12,17]。本研究結果顯示新疆艾比湖不同土地利用類型土壤機械組成不盡一致，土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反，不同土地利用類型對土壤養(yǎng)分及理化性質具有較大影響，土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地。新疆區(qū)域已有研究表明，不同土地利用方式會導致土壤養(yǎng)分的不同，而不同土地利用類型土壤全磷差異并不顯著，主要是由于磷素作為一種沉積性元素，其分解作用緩慢，因此其變化范圍和空間變異性較低[18-19]。新疆艾比湖處于干旱荒漠區(qū)，生物積累少，有機碳初始值低，不同土地利用方式改變了土壤的理化性質及有機碳組分和性質，特別是水分條件的改善，林地和草地基本沒有開墾，地上和地下生物量以及輸入土壤的有機物數量較多，表現(xiàn)出土壤養(yǎng)分含量高于耕地和未利用地，再加上歸還土壤的動植物殘體和腐殖化物質增加，不同組分有機碳增加迅速，進而改變了土壤理化性狀和有機碳組分[20]。因此，要提高艾比湖地區(qū)土壤肥力，則應該從提高土壤有機質含量、合理控制土地利用類型開始。此外，針對不同土地利用類型土壤養(yǎng)分表現(xiàn)的規(guī)律和特征，我們可以從中借鑒經驗促進土地資源的管理及合理有效利用，在今后的土地利用方式中，促進土壤養(yǎng)分的恢復和利用。通過變異系數可知，不同土地利用類型土壤養(yǎng)分具有高度的空間變異性，即在相同的區(qū)域不同類型其含量存在明顯的差異，充分了解不同土地利用類型土壤養(yǎng)分分布特征及其變異規(guī)律，有針對性地對不同耕地采取施肥技術，不但可以有效提高肥料養(yǎng)分資源利用率和作物產量，對于保持和提高耕地土壤肥力，促進可持續(xù)發(fā)展具有重要實踐意義。

土壤活性有機碳是土壤微生物生長的速效基質，其含量高低直接影響土壤微生物的活性和土壤養(yǎng)分流的調節(jié)。土地利用類型一方面會導致進入土壤中植物殘體的數量和性質發(fā)生改變，另一方面會引起土壤水分管理、耕作方式等管理措施的差異，由此影響和改變土壤活性有機碳的含量不同[21-22]。本研究中，不同土地利用類型對土壤活性有機碳有明顯的影響，主要與植物根系分布、產生凋落物數量和質量及其與土壤活性有機碳的相關程度有關。林地和草地根系分布比未利用地和耕地深，土壤表層形成的殘體或分泌物多，土壤活性有機碳形成量比未利用地和耕地多，當林地變成耕地后，以前土地利用方式下土壤中的活性有機碳很快被分解完，而在耕地中只是在土壤表層補充了部分的土壤活性有機碳，因此不同土地利用類型土壤活性有機碳均顯著高于未利用地(p<0.05)。不同土地利用類型土壤易氧化有機碳(EOC)、顆粒有機碳(POC)、輕組有機碳(LFOC)、水溶性有機碳(WSOC)、土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>耕地>草地>未利用地；林地和耕地土壤易氧化性碳含量和微生物碳含量高于草地和未利用地，這與許多研究結果相同[21-22]。主要是因為林地和草地土壤根系發(fā)達、密集，根系分泌物和衰亡的根是微生物豐富的能源物質，有利于微生物的生長，從而造成土壤易氧化態(tài)碳含量相對較高。

土地利用變化改變了易氧化有機碳和微生物量碳占總有機碳的比例(表2)，土壤易氧化有機碳含量占土壤有機碳的比例可用于表征土壤有機碳的穩(wěn)定性，比例越高，說明土壤碳的活性越大，穩(wěn)定性越差[23-24]。本研究林地和草地EOC/SOC比例顯著低于耕地和未利用地，說明林地和草地轉變成耕地降低了土壤有機碳的穩(wěn)定性，而耕地和未利用地EOC/SOC比例差異不大，這說明土地利用變化對耕地土壤有機碳的穩(wěn)定性影響不明顯，這與許多研究結果相同[21-22]，可能是因為耕地受人為的影響，表層土壤中易氧化的活性碳組分暴露，降低了土壤易氧化碳的穩(wěn)定性，加速了其被氧化的進程，而深層土壤有機碳平均駐留時間長，礦化速率低和高穩(wěn)定性，所以對土地利用變化的響應遲緩[23-24]。本研究中微生物商(MBC/SOC)基本表現(xiàn)為耕地>林地>草地>未利用地，其中耕地和林地土壤MBC/SOC比例差異不顯著(p>0.05)，其原因主要是因為微生物主要集中在表層土壤，林地和草地轉變?yōu)楦兀韺游⑸锷滩煌潭鹊販p少，也說明了林地和草地轉變?yōu)楦氐亟档土擞袡C碳的轉化效率，進而減少了有機碳含量；與此同時，土壤活性有機碳占有機碳的比例在受到土地利用變化后的改變程度比活性有機碳要小得多，這與前人的研究結果一致[21-22]，也即土地利用變化對土壤活性有機碳的影響高于對土壤活性有機碳占有機碳比例的影響。可能是因為土地利用變化后，一方面使土壤有機質數量發(fā)生變化而影響土壤活性有機碳和有機碳含量，另一方面也使土壤有機質的穩(wěn)定性和質量發(fā)生變化而使土壤活性有機碳與非活性有機碳發(fā)生轉變。

相關性分析表明(表3)，土壤活性有機碳各組分與SOC，TN，TK均具有極顯著相關性關系，這與前人的結果吻合，可能是因為土壤有機質中氮的含量會影響到微生物對其分解和利用速度，含氮量高的有機質易被微生物分解，遷移、轉化速度快，從而對土壤有機碳的含量產生一定影響。并且不同土地利用類型土壤EOC，POC，LFOC，WSOC和MBC含量兩兩之間具有極顯著相關性(p<0.05)，說明土壤活性有機碳很大程度上依賴于有機碳含量，活性有機碳各組分之間相互影響和密切聯(lián)系的，其中SOC，TN和TK是不同土地利用類型土壤活性有機碳變化的重要影響因素。

4 結 論

(1) 新疆艾比湖不同土地利用類型土壤機械組成不盡一致，土壤總孔隙度與土壤容重變化趨勢相反。不同土地利用類型對土壤養(yǎng)分具有較大影響，土壤有機碳、全氮、全磷和全鉀均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>草地>耕地>未利用地，而不同土地利用類型土壤全磷差異并不顯著(p>0.05)。

(2) 通過變異系數可知，不同土地利用類型土壤養(yǎng)分具有高度的空間變異性，即在相同的區(qū)域不同類型其含量存在明顯的差異。

(3) 不同土地利用類型土壤易氧化有機碳(EOC)、顆粒有機碳(POC)、輕組有機碳(LFOC)、水溶性有機碳(WSOC)、土壤微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)均呈現(xiàn)出一致性規(guī)律，大致表現(xiàn)為林地>耕地>草地>未利用地。

(4) 林地和草地EOC/SOC比例顯著低于耕地和未利用地，說明林地和草地轉變成耕地降低了土壤有機碳的穩(wěn)定性；微生物商(MBC/SOC)基本表現(xiàn)為耕地>林地>草地>未利用地，其中耕地和林地土壤MBC/SOC比例差異不顯著(p>0.05)。

(5) 相關性分析表明，土壤活性有機碳各組分與SOC，TN，TK均具有極顯著相關性關系，并且不同土地利用類型土壤EOC，POC，LFOC，WSOC和MBC含量兩兩之間具有極顯著相關性(p<0.05)，說明土壤活性有機碳很大程度上依賴于有機碳含量，活性有機碳各組分之間相互影響和密切聯(lián)系的，其中SOC，TN和TK是不同土地利用類型土壤活性有機碳變化的重要影響因素。

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VariationofSoilNutrientsandSoilActiveOrganicCarbonUnderDifferentLandUsePatternsinAibinurLakeRegionofXinjiang

ZHANG Xiaodong1, LI Zhong1, ZHANG Feng2

(1.BayingolVocationalandTechnologyCollege,Korla,Xinjiang841000,China;2.KorlaResearchCenterofFragrantPear,Korla，Xijiang841000,China)

The Aibinur Lake region has great position for its ecology and geography. As an essential indicator of soil quality, soil organic carbon (SOC) and its fractions play an important role in many soil chemical, physical and biological properties. A field experiment was conducted to determine the variation of soil nutrients and soil active organic carbon under different land use patterns in Aibinur Lake region of Xinjiang. The results are as follows. The soil mechanical composition under different land use patterns was different, and the change trend of soil total porosity was contrary with the soil bulk density. The soil organic carbon, total nitrogen, total phosphorus and total potassium had the same change trends, which showed the order: forest land>grassland>cultivated land>unused land, while the soil total phosphorus had no significant difference under different land use patterns (p>0.05). The easy oxidation of soil organic carbon (EOC), particulate organic carbon (POC), light fraction of organic carbon (LFOC), water soluble organic carbon (WSOC), soil microbial biomass carbon (MBC) and microbial biomass nitrogen (MBN) had the same change trends, which showed the sequence: forest land>grassland>cultivated land>unused land. The ratios of EOC to SOC of forestland and grassland were higher than those in cultivated land and unused land which showed that the stability of soil organic carbon decreased in the progress of conversion of forestland and grassland to cultivated land. The ratios of MBC to SOC showed the sequence: forest land>grassland>cultivated land>unused land, while the ratios in forestland and cultivated land had no significant difference (p>0.05). Correlation analysis showed that soil active organic carbon components had a significant correlation with SOC, TN, TK, and EOC, POC, LFOC, WSOC and MBC had the extremely significant correlation each other (p<0.05), which indicated that soil active organic carbon mainly depended on the organic carbon content to a large extent and active organic carbon influenced each other. In addition, the contents of SOC, TN, and TK were the important influencing factors on change in active organic carbon under different land use patterns in Aibinur Lake region of Xinjiang.

Aibinur Lake; land use patterns; soil nutrients; soil active organic carbon

2016-07-01

：2016-07-11

張曉東(1980—),男,重慶開縣人,碩士研究生,講師,從事園藝和土壤修復等教學與研究。E-mail:xiaodong_zhangxj@163.com

S153

：A

：1005-3409(2017)05-0055-08