西藏林芝不同土地利用方式的土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳分布

連玉珍，劉合滿，曹麗花，韓曉浩，馬和平，*

(1.西藏農(nóng)牧學(xué)院 高原生態(tài)研究所，西藏 林芝 860000； 2.西藏高原森林生態(tài)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西藏 林芝 860000； 3.西藏林芝高山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，西藏 林芝 860000； 4.信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000； 5.西藏農(nóng)牧學(xué)院 資源與環(huán)境學(xué)院，西藏 林芝 860000)

土壤有機(jī)碳是土壤的重要質(zhì)量指標(biāo)之一，是土壤顆粒團(tuán)聚的重要膠結(jié)物質(zhì)，可以將土壤中的細(xì)小顆粒團(tuán)聚膠結(jié)成為大顆粒，即土壤團(tuán)聚體，從而起到穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)的作用。土壤團(tuán)聚體是指存在于土壤中的大小不同、形狀不一，有不同孔隙度、機(jī)械穩(wěn)定性和水穩(wěn)性的團(tuán)聚體總和[1]。土壤團(tuán)聚體可以有效隔離內(nèi)部有機(jī)碳與土壤微生物及空氣，從而有效降低有機(jī)碳分解損失的風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)粒徑大小，土壤團(tuán)聚體可分為大團(tuán)聚體(≥0.25 mm)和微團(tuán)聚體(<0.25 mm)。

研究表明，土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳(soil aggregates organic carbon， SAOC)含量在不同粒徑團(tuán)聚體之間存在差異，并受人類活動(dòng)的顯著影響[2]。周恒等[3]對(duì)不同生長(zhǎng)年限紫花苜蓿土壤團(tuán)聚體的研究發(fā)現(xiàn)，粒徑<0.106 mm的團(tuán)聚體是土壤有機(jī)碳的主要載體；肖霜霜等[4]研究表明，大團(tuán)聚體的有機(jī)碳含量要高于微團(tuán)聚體。不同土地利用方式對(duì)土壤的物理擾動(dòng)不同，會(huì)顯著影響土壤的團(tuán)聚屬性，同時(shí)決定有機(jī)物質(zhì)輸入的數(shù)量和質(zhì)量，使得輸入到土壤中的有機(jī)碳量及賦存狀態(tài)表現(xiàn)出一定的差異。因此，不同土地利用和管理方式下土壤團(tuán)聚體的分布及有機(jī)碳含量特征等受到了相關(guān)研究的廣泛重視：Wang等[5]研究表明，水稻土中土壤有機(jī)碳(soil organic carbon， SOC)含量與水穩(wěn)性大團(tuán)聚體的相關(guān)性高于蔬菜土壤；Qian等[6]關(guān)于撂荒地和由撂荒地轉(zhuǎn)變而來(lái)的10 a耕地的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，耕地土壤中微團(tuán)聚體有機(jī)碳含量高于撂荒地。

西藏是青藏高原的核心區(qū)和氣候變化的敏感區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱，土地利用方式一旦改變很難自然恢復(fù)。研究不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳含量的影響，對(duì)于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤碳庫(kù)的穩(wěn)定性和碳循環(huán)意義重大。目前已有學(xué)者就西藏的農(nóng)田[7]、草地[8]、林地[9]等單一土地利用方式下的土壤團(tuán)聚體進(jìn)行了研究，并以土壤抗蝕性等物理特性為研究重點(diǎn)，但鮮有針對(duì)同一區(qū)域不同土地利用方式土壤有機(jī)碳差異性的研究報(bào)道。為此，本研究以西藏東南部林芝市八一鎮(zhèn)為研究區(qū)域，選擇農(nóng)用地(耕地、蔬菜大棚)、撂荒地、草地、次生林地為研究對(duì)象，對(duì)比分析各土地利用方式對(duì)0～10、10～20 cm土層土壤團(tuán)聚體及其有機(jī)碳(soil organic carbon， SOC)、易氧化有機(jī)碳(labile organic carbon， LOC)含量與分布的影響，旨在揭示不同土地利用方式對(duì)土壤結(jié)構(gòu)及有機(jī)碳庫(kù)的擾動(dòng)差異，以期為提高土壤質(zhì)量、最大限度地發(fā)揮土地生態(tài)效益提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于西藏林芝市巴宜區(qū)八一鎮(zhèn)(26°52′～30°40′N，92°09′～98°47′E)，該區(qū)地處西藏東南部，雅魯藏布江中下游，受印度洋暖濕氣流的影響，屬溫帶濕潤(rùn)與半濕潤(rùn)性季風(fēng)氣候。氣候特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：日照充足，年平均氣溫8.7 ℃；雨水充沛，年降水量650 mm，集中在6—9月；年均無(wú)霜期180 d。該區(qū)地形落差較大，最高處海拔7 756 m，最低處僅500 m，平均海拔3 000 m。林芝地區(qū)植被類型豐富，森林覆蓋率達(dá)46.09%[10]。土壤主要有黃棕壤、棕壤、暗棕壤等類型。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式為一年一熟制。

1.2 研究方法

1.2.1 樣地選擇與樣品采集

采樣于2018年7月進(jìn)行，選擇八一鎮(zhèn)耕地(FL)、蔬菜大棚(VG)、撂荒地(AL)、草地(GL)、次生林地(SF)為研究樣地。

耕地：主要種植青稞(HordeumvulgareL.)、油菜(BrassicanapusL.)、小麥(TriticumaestivumlL.)，耕種年限10 a以上，施肥以化學(xué)肥料，如碳酸氫銨、過(guò)磷酸鈣等為主。研究樣地前茬均撂荒，采樣時(shí)種植油菜與青稞，且處于成熟期。

蔬菜大棚：由農(nóng)用地改建而來(lái)，主要種植青菜，如油麥菜(Lactucasativavar.longifoliaf. Lam)、闊白菜(BrassicapekinensisL.)、上海青(BrassicachinensisL.)、番茄(LycopersiconesculentumMill.)、茄子(SolanummelongenaL.)等，已有10 a種植年限，施肥以農(nóng)家肥(豬糞、牛糞)為主，采樣時(shí)蔬菜處于已收獲或待收獲時(shí)期。

撂荒地：撂荒前種植青稞、小麥，采樣時(shí)已撂荒3 a，植被以緊貼地面生長(zhǎng)的禾草類、苔草類為主，其次是委陵菜(PotentillachinensisSer.)、槲蕨(DrynariaroosiiNakaike)、老鸛草(GeraniumwilfordiiMaxim.)等植物。

次生林地：系部分砍伐后的天然林地經(jīng)自然恢復(fù)形成的以川滇高山櫟(Quercusaquifolioides)、楊樹(shù)(PopulusL.)、三花杜鵑(RhododendrontriflorumHook.)、云南錦雞兒(CaraganafranchetianaKom.)等植物為主的林灌地。

草地：主要生長(zhǎng)禾草類、苔草類、寬柱鳶尾(Irislatistyla)、草玉梅(Anemonerivularis)等植物。

各研究樣地的基本情況見(jiàn)表1，其中干擾強(qiáng)度依據(jù)樣地附近有無(wú)農(nóng)業(yè)活動(dòng)及牲畜糞便所占樣地的比例確定[11]。

采樣時(shí)，在每類土地分別選擇3個(gè)地貌特征相似(無(wú)明顯坡度差異)的樣地，每個(gè)樣地沿“S”型設(shè)置5個(gè)采樣點(diǎn)，分別采集0～10、10～20 cm兩層原狀土壤，5個(gè)點(diǎn)混合成一個(gè)土樣，盡量保持原狀土壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)采集環(huán)刀土。將土樣帶回實(shí)驗(yàn)室，撿去可見(jiàn)的樹(shù)根、石礫、動(dòng)植物體等，放置于室內(nèi)陰涼通風(fēng)處自然風(fēng)干。研究區(qū)土壤的物理性質(zhì)如表2所示。

1.2.2 團(tuán)聚體分離方法

在土樣風(fēng)干過(guò)程中，沿土壤自然裂隙將土樣中的大土塊剝成直徑約1 cm的小土塊[12]，完全風(fēng)干后，采用干篩法[13]分離得到≥2 mm、0.5～2 mm、0.25～0.5 mm、<0.25 mm共4級(jí)土壤團(tuán)聚體(風(fēng)干土樣均分成4份，對(duì)角土樣各篩一次，每次干篩土樣在200 g左右)，將篩分的各級(jí)團(tuán)聚體分別稱量，計(jì)算各級(jí)團(tuán)聚體的比例，再將每一級(jí)團(tuán)聚體研磨后過(guò)0.147 mm篩孔，測(cè)定各粒徑團(tuán)聚體中的有機(jī)碳含量。

表1 研究樣地的基本情況

Table 1 Basic condition of the sample plots

土地利用方式Land use type海拔Altitude/m坡度Gradient/(°)覆蓋度Coverage/%干擾強(qiáng)度Disturbance intensity樣地面積Sampling areaFL3076340～60重度High10 m×10 mVG3077030～50重度High10 m×5 mAL31215>60輕度Low20 m×20 mGL323811>90輕度Low20 m×10 mSF310614>80輕度Low20 m×10 m

表2 研究區(qū)土壤的物理性質(zhì)

Table 2 Physical properties of soil in research area

土層Soil layer/cm土地利用方式Land use typepH含水率Water content/%容重Bulk density/(g·cm-3)總孔隙度Total porosity/%0～10FL5.97 ± 0.129.20 ± 3.911.22 ± 0.1453.99 ± 5.39VG5.30 ± 0.1015.18 ± 8.771.13 ± 0.0657.29 ± 2.33AL5.67 ± 0.1233.73 ± 3.051.16 ± 0.1156.23 ± 4.04GL5.57 ± 0.1253.97 ± 32.871.04 ± 0.3160.82 ± 11.85SF5.33 ± 0.1527.19 ± 12.981.08 ± 0.2259.36 ± 8.2010～20FL6.10 ± 0.179.77 ± 5.251.33 ± 0.1249.89 ± 4.62VG5.47 ± 0.0619.12 ± 9.571.19 ± 0.1355.07 ± 5.06AL5.80 ± 0.1029.32 ± 2.871.29 ± 0.0551.42 ± 1.97GL6.00 ± 0.1030.20 ± 4.861.32 ± 0.1250.29 ± 4.54SF5.65 ± 0.1518.80 ± 5.531.16 ± 0.2956.11 ± 10.88

1.2.3 樣品分析方法

全土及團(tuán)聚體中有機(jī)碳、LOC含量分別采用K2Cr2O7-濃H2SO4氧化法[14]、KMnO4(333 mmoL·L-1)氧化法[15]測(cè)定；土壤含水率、容重分別采用105 ℃烘干法、環(huán)刀法測(cè)定；土壤pH值采用酸度計(jì)測(cè)定(浸提液水土質(zhì)量比2.5∶1)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)和單因素方差分析，對(duì)有顯著(P<0.05)差異的處理采用LSD法進(jìn)行多重比較。

團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳、LOC的貢獻(xiàn)率參照李娟等[16]所用公式計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 團(tuán)聚體含量特征

研究區(qū)不同土層的土壤團(tuán)聚體含量在5.80%～66.98%和4.45%～63.51%(表3)。不同土地利用方式不同土層下，都以0.25～0.5 mm的團(tuán)聚體含量最低。在0～10 cm土層，不同土地利用方式下≥2 mm團(tuán)聚體的含量表現(xiàn)為GL>AL>SF>VG>FL，從農(nóng)用地、次生林地、撂荒地到草地基本呈增加趨勢(shì)，GL、AL、SF與農(nóng)用地之間差異顯著(P<0.05)；<0.25 mm團(tuán)聚體的分布規(guī)律基本與之相反，表現(xiàn)為GL

計(jì)算大團(tuán)聚體含量，結(jié)果表明：在0～10 cm土層，大團(tuán)聚體含量從大到小為GL>SF>AL>VG>FL；在10～20 cm土層，大團(tuán)聚體含量從大到小為GL>AL>VG>FL>SF。由此可見(jiàn)，自然生態(tài)系統(tǒng)，如草地、撂荒地含有較高比例的大團(tuán)聚體。

2.2 團(tuán)聚體有機(jī)碳含量及分布

如表4所示，不同土地利用方式不同土層各粒徑的團(tuán)聚體有機(jī)碳含量均表現(xiàn)為0～10 cm>10～20 cm。在0～10 cm土層：VG處理的0.5～2 mm和0.25～0.5 mm的團(tuán)聚體SAOC含量顯著(P<0.05)高于<0.25 mm的團(tuán)聚體；SF處理的0.25～0.5 mm的團(tuán)聚體SAOC含量顯著(P<0.05)高于<0.25 mm的團(tuán)聚體；其他土地利用方式下不同粒徑的團(tuán)聚體SAOC含量無(wú)顯著差異。在10～20 cm土層，各土地利用方式下不同粒徑的團(tuán)聚體SAOC含量均無(wú)顯著差異。

在0～10 cm土層，各粒徑團(tuán)聚體的SAOC含量均表現(xiàn)為GL>SF>VG>FL>AL，含量范圍為13.49～63.26 g·kg-1，且GL、SF各粒徑團(tuán)聚體的SAOC含量均顯著(P<0.05)高于其他土地利用方式，說(shuō)明自然生態(tài)系統(tǒng)的SAOC含量較高。不同土地利用方式下不同粒徑團(tuán)聚體的SAOC含量最大值分布如下：FL和VG均出現(xiàn)在0.5～2 mm，AL和SF均出現(xiàn)在0.25～0.5 mm，GL出現(xiàn)在≥2 mm，即都出現(xiàn)在大團(tuán)聚體中。在10～20 cm土層，不同土地利用方式下各粒徑團(tuán)聚體SAOC含量在7.56～25.33 g·kg-1，各粒徑下都以AL的顯著(P<0.05)低于其他土地利用方式。

表3 不同土地利用方式0～20 cm土層的團(tuán)聚體含量(干篩)

Table 3 Proportion of soil aggregate under different land use types in 0-20 cm soil layer (dry sieving) %

土層Soil layer/cm粒徑Particle size/mmFLVGALGLSF0～10≥232.28±3.09 dB44.40±0.56 cA59.84±4.73 bA66.98±4.97 aA55.66±1.53 bA0.5～217.21±2.62 abC19.64±1.30 aC14.74±3.35 bB17.81±1.98 abB18.30±0.46 abB0.25～0.59.39±2.38 abD10.22±0.50 aD5.80±2.00 cC7.37±1.29 bcC8.52±0.50 abC<0.2541.12±1.03 aA25.74±1.66 bB19.62±4.65 cB7.84±1.72 dC17.52±1.53 cB10～20≥248.27±6.41 bA48.24±1.71 bA63.51±1.02 aA59.25±2.12 aA36.28±3.44 cA0.5～214.83±1.76 bC19.43±3.77 aB11.90±2.15 bC22.05±1.02 aB19.74±0.41 aB0.25～0.57.86±0.82 cC10.48±1.51 abC4.45±1.25 dD9.04±0.87 bcC11.44±0.85 aC<0.2528.91±4.00 aB21.85±3.79 bB20.14±2.76 bB9.66±2.70 cC32.54±2.25 aA

同行數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫字母或同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同大寫字母的表示差異顯著(P<0.05)。下同。

Data marked without the same lowercase letters in the same row or uppercase letters in the same column indicated significant difference atP<0.05. The same as below.

表4 不同土地利用方式0～20 cm土層SAOC含量

Table 4 SAOC content in 0-20 soil layer under different land use types g·kg-1

土層Soil layer/cm粒徑Particle size/mmFLVGALGLSF0～10≥221.67±0.18 bA24.73±3.92 bAB18.00±4.21 bA63.26±21.40 aA47.92±7.39 aAB0.5～226.21±4.74 bA28.48±2.77 bA18.16±4.67 bA61.08±14.76 aA47.28±4.96 aAB0.25～0.525.62±4.17 bA25.97±0.94 bA20.33±5.39 bA60.56±15.59 aA55.96±3.48 aA<0.2518.62±5.18 bA20.64±1.99 bB13.49±5.94 bA47.58±26.58 aA43.74±1.21 aB10～20≥219.21±4.21 aA19.37±2.23 aA8.13±2.83 bA25.04±5.80 aA23.65±0.92 aA0.5～222.23±5.11 aA25.33±4.65 aA8.53±4.27 bA19.65±3.78 aA24.13±2.42 aA0.25～0.522.78±5.66 aA20.51±7.88 aA11.17±0.68 bA22.16±3.60 aA20.91±3.23 aA<0.2516.99±4.03 bA19.06±1.31 abA7.56±3.60 cA17.96±5.31 abA25.23±5.09 aA

除SF外，其他土地利用方式不同粒徑團(tuán)聚體SAOC含量的最大值均出現(xiàn)在大團(tuán)聚體中。

不同土地利用方式各粒徑團(tuán)聚體SAOC含量隨土層加深降幅不同，農(nóng)用地各粒徑團(tuán)聚體SAOC含量的降幅最小，可能與耕層土壤受物理擾動(dòng)較大及地面枯落物較少有關(guān)。

2.3 團(tuán)聚體易氧化有機(jī)碳含量及分布

LOC是土壤中易被氧化分解、周轉(zhuǎn)較快的一部分碳，可以反映土壤有機(jī)碳庫(kù)早期的變化特征。研究區(qū)0～10 cm和10～20 cm土壤團(tuán)聚體的LOC含量在2.31～10.41 g·kg-1和1.26～3.51 g·kg-1(表5)。農(nóng)用地各粒徑團(tuán)聚體未表現(xiàn)出明顯的土層差異，其他土地利用方式下各粒徑團(tuán)聚體的LOC含量均表現(xiàn)為0～10 cm土層高于10～20 cm土層，土壤碳庫(kù)穩(wěn)定性較差。

在0～10 cm土層，團(tuán)聚體LOC含量以GL最高，AL最低，兩者差異顯著(P<0.05)。各土地利用方式下各粒徑團(tuán)聚體LOC的最大值均分布于大團(tuán)聚體中。整體來(lái)看，與微團(tuán)聚體相比，大團(tuán)聚體富集的LOC含量較高。

2.4 團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳的貢獻(xiàn)

不同土地利用方式下，團(tuán)聚體對(duì)SOC和LOC的貢獻(xiàn)率差異較大(表6、7)，但除0～10 cm FL和10～20 cm SF外，基本以≥2 mm團(tuán)聚體對(duì)SOC和LOC含量的貢獻(xiàn)率最大。結(jié)合SOC、LOC含量最大值主要分布在大團(tuán)聚體中(SF 10～20 cm土層除外)(表4、5)，可以認(rèn)為，大團(tuán)聚體是土壤有機(jī)碳的主要貯存場(chǎng)所，其在土壤中的穩(wěn)定性及含量變化可能影響土壤碳循環(huán)。

3 討論

3.1 不同土地利用方式對(duì)土壤團(tuán)聚體含量的影響

土壤有機(jī)質(zhì)是土壤有機(jī)碳的主要來(lái)源，同時(shí)為土壤顆粒團(tuán)聚提供膠結(jié)物質(zhì)，決定著土壤中的大團(tuán)聚體含量?！?.25 mm團(tuán)聚體是土壤中最好的結(jié)構(gòu)體[17]，是決定土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵團(tuán)聚體。本研究發(fā)現(xiàn)，GL、AL、SF表層土壤中≥2 mm團(tuán)聚體含量顯著高于農(nóng)用地，說(shuō)明自然生態(tài)系統(tǒng)的土壤結(jié)構(gòu)較好，這是由表層土壤較多的有機(jī)質(zhì)輸入量和較少的人為干擾決定的，與魏亞偉

表5 不同土地利用方式0～20 cm土層LOC含量

Table 5 LOC content in 0-20 cm soil layer under different land use types g·kg-1

土層Soil layer/cm粒徑Particle size/cmFLVGALGLSF0～10≥23.31±0.13 bcA2.94±0.40 cAB2.47±0.31 cA8.83±2.67 aA5.88±1.77 bA0.5～23.44±0.49 bA3.28±0.57 bAB3.09±0.32 bA10.41±4.37 aA5.78±0.71 bA0.25～0.53.61±0.31 abA3.57±0.38 abA3.30±0.22 cA9.32±2.66 aA5.58±0.45 bA<0.252.31±0.51 bB2.56±0.34 bB2.46±0.87 bA5.63±1.83 aA4.54±0.54 aA10～20≥23.05±0.36 aA3.31±0.60 aA1.30±0.60 bA2.48±1.08 abA2.21±0.47 abA0.5-23.36±0.58 aA2.97±0.01 aA1.47±0.17 bA1.99±0.78 bA2.10±0.36 bA0.25-0.53.51±0.54 aA3.29±0.14 abA1.65±0.40 cA1.96±0.60 cA2.08±0.62 bcA<0.252.83±0.47 aA2.77±0.51 aA1.26±0.54 bA1.80±0.46 abA2.44±1.22 abA

表6 各粒徑團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳含量的貢獻(xiàn)率

Table 6 Contribution rates of soil aggregate to SOC content %

土層Soil layer/cm粒經(jīng)Particle size/mmFLVGALGLSF0～10≥236.41±4.02 bAB46.02±6.84 abA56.91±16.92 abA72.80±30.17 aA58.22±9.40 abA0.5～225.60±5.11 aBC23.56±3.67 abB14.12±5.52 cB18.13±2.50 bcB18.86±1.78 abcB0.25～0.513.68±2.58 aC11.14±0.85 bC6.08±2.47 cB7.34±0.64 cB10.41±0.84 bB<0.2544.52±16.67 aA22.24±1.65 bB12.91±3.04 bcB5.82±2.21 cB16.74±1.91 bcB10～20≥239.54±5.00 bA39.39±5.59 bA33.14±11.31 bA68.56±13.19 aA38.50±2.28 bA0.5～214.56±4.87 aB20.51±3.93 aAB6.92±4.19 bB20.03±2.96 aB21.45±2.59 aB0.25～0.57.84±2.32 abC9.34±4.62 aC3.20±0.98 bB9.39±2.31 aB10.80±2.16 aC<0.2521.76±7.63 bAB17.48±2.88 bcB9.37±3.45 cB7.69±0.94 cB37.27±10.25 aA

表7 各粒徑團(tuán)聚體對(duì)土壤易氧化有機(jī)碳含量的貢獻(xiàn)率

Table 7 Contribution rates of soil aggregate to LOC content %

土層Soil layer/cm粒經(jīng)Particle size/mmFLVGALGLSF0～10≥229.06±2.96 bA35.64±4.64 bA42.67±8.26 bA68.06±25.57 aA45.22±13.93 abA0.5～217.43±1.27 abB17.69±3.91 abB13.26±4.08 bB20.37±6.23 aB14.57±1.47 abB0.25～0.510.07±1.46 aB10.01±1.55 aC5.41±1.60 cB7.55±1.03 bB6.55±0.15 bB<0.2528.63±7.79 aA17.90±1.32 bB13.21±3.54 bB4.78±0.47 cB10.98±1.42 bcB10～20≥242.68±0.29 abA41.05±7.03 abA60.05±26.99 aA39.66±15.73 abA26.58±5.16 bA0.50～214.79±4.15 aC14.89±2.87 aB12.83±3.22 aB11.86±4.45 aB13.85±2.10 aAB0.25～0.58.14±1.82 abC8.90±1.52 aB5.44±2.21 abB4.91±1.92 bB8.07±2.96 abB<0.2524.33±6.96 aB15.84±5.45 abB17.74±5.41 abB4.65±1.34 bB27.12±15.35 aA

等[18]研究結(jié)果類似。農(nóng)用地團(tuán)聚體之間的比較顯示，VG表層土壤中≥0.25 mm團(tuán)聚體含量高于FL，說(shuō)明VG土壤結(jié)構(gòu)優(yōu)于FL，這與2種農(nóng)用地的翻耕強(qiáng)度及施肥種類有關(guān)。經(jīng)調(diào)查得知，研究區(qū)蔬菜大棚靠近藏豬、牛養(yǎng)殖場(chǎng)，施肥以豬糞、牛糞為主，而耕地則施用化肥。這一結(jié)果與Huang等[19]一致。有學(xué)者認(rèn)為，由農(nóng)耕地轉(zhuǎn)變而來(lái)的撂荒地隨撂荒時(shí)間延長(zhǎng)，表層土壤將首先趨于粗質(zhì)化，粉、黏粒下降[20]，不利于土壤團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的形成；但另有研究顯示，坡耕地撂荒后導(dǎo)致粉、黏團(tuán)聚體含量下降，并主要向2～0.25 mm團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化[21]，本研究結(jié)果與之相似，相比耕地，撂荒地<0.25 mm微團(tuán)聚體含量下降，并主要向≥2 mm的大團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致大團(tuán)聚體含量增加。

本研究還發(fā)現(xiàn)，草地、次生林地和撂荒地的開(kāi)墾將導(dǎo)致≥2 mm大團(tuán)聚體的破碎，并主要向微團(tuán)聚體轉(zhuǎn)化，F(xiàn)L、VG與GL、SF、AL相比，≥2 mm團(tuán)聚體含量分別下降107%、72%、85%，51%、25%、35%，而<0.25 mm團(tuán)聚體含量分別上升81%、57%、52%，70%、32%、24%，說(shuō)明草地、林地有利于大團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)的形成，開(kāi)墾后會(huì)導(dǎo)致其原有的土壤結(jié)構(gòu)變差，而農(nóng)用地撂荒后有利于改善其土壤結(jié)構(gòu)，這與張祎等[22]研究結(jié)果基本一致。

3.2 不同土地利用方式對(duì)團(tuán)聚體有機(jī)碳與易氧化有機(jī)碳的影響

本研究發(fā)現(xiàn)，八一鎮(zhèn)不同土地利用方式對(duì)表層土壤有機(jī)碳的含量影響明顯，SOC、LOC含量以草地最高，其次是次生林地，且二者與農(nóng)用地和撂荒地SOC、LOC含量差異顯著，這一結(jié)果與王浩等[23]相似。這是因?yàn)?，研究區(qū)草地、林地具有較高的植被覆蓋度和較少的人為干擾，豐富的植被凋落物和根系分泌物增加了土壤有機(jī)碳來(lái)源。耕地與蔬菜大棚SAOC和團(tuán)聚體LOC含量均低于草地和林地，主要是因?yàn)榍罢咄翆拥念l繁擾動(dòng)破壞了大團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，同時(shí)增加了土壤與空氣的接觸面積，加速了有機(jī)碳的分解，且作物秸稈多用于飼養(yǎng)豬、牛等牲畜，還田量較少，導(dǎo)致農(nóng)用地土壤有機(jī)碳貯存量較少。因此，八一鎮(zhèn)耕地應(yīng)轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的管理方式，通過(guò)配施有機(jī)肥或秸稈還田以改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力[24]。撂荒地SAOC和LOC含量較低，可能是因?yàn)榱袒哪晗奚卸?3 a)，地上植被生物量和地下根系生物量低于草地和林地，導(dǎo)致其有機(jī)質(zhì)輸入相對(duì)較少[25]。

團(tuán)聚體對(duì)土壤有機(jī)碳的物理保護(hù)作用使其成為土壤有機(jī)碳的重要貯存庫(kù)[26]。已有研究表明，不同粒徑團(tuán)聚體的物理保護(hù)能力存在差異[27]，可能對(duì)土壤碳匯功能產(chǎn)生影響。本研究發(fā)現(xiàn)，不同土地利用方式下大團(tuán)聚體的有機(jī)碳含量總體高于微團(tuán)聚體，但這種差異未達(dá)顯著水平，這與Gelaw等[28]的研究結(jié)果一致。團(tuán)聚體對(duì)土壤SOC和LOC的貢獻(xiàn)率顯示，≥2 mm團(tuán)聚體的貢獻(xiàn)率最高，說(shuō)明其對(duì)土壤有機(jī)碳的固定能力較強(qiáng)，具有一定的碳匯效應(yīng)，這與李輝信等[27]研究結(jié)果基本一致。但由于大團(tuán)聚體易受土地利用方式的影響而分離破碎，因此應(yīng)實(shí)施保護(hù)性耕作方式，減少對(duì)草地、林地的人為干擾，這對(duì)于維持土壤有機(jī)碳庫(kù)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。