中国农业科学 ›› 2025, Vol. 58 ›› Issue (10): 1969-1981.doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2025.10.009
陈武荣1,2(), 肖霜霜1,2(
), 肖峻3,4,5, 陈丹1,2
收稿日期:
2024-07-31
接受日期:
2024-09-12
出版日期:
2025-05-16
发布日期:
2025-05-21
通信作者:
联系方式:
陈武荣,E-mail:wrchen0921@163.com。
基金资助:
CHEN WuRong1,2(), XIAO ShuangShuang1,2(
), XIAO Jun3,4,5, CHEN Dan1,2
Received:
2024-07-31
Accepted:
2024-09-12
Published:
2025-05-16
Online:
2025-05-21
摘要:
【目的】研究喀斯特峰丛洼地土壤有机碳及其活性组分对不同土地利用方式的响应特征,为喀斯特地区土壤碳库稳定性的维持以及生态恢复与重建提供依据。【方法】基于长期野外定位试验,选取喀斯特峰丛洼地封育、火烧、刈割、牧草种植和玉米种植等5种当地常见的土地利用方式,探讨其对土壤有机碳(SOC)及其活性组分,即颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)、易氧化性有机碳(EOC)及微生物量碳(MBC)的影响。【结果】不同利用方式下SOC含量大小表现为封育>火烧>刈割>牧草种植>玉米种植方式,玉米种植方式的SOC含量显著低于其他方式(P<0.05);土壤POC含量变化趋势与SOC一致,但在各土地利用方式间的下降幅度大于SOC;封育方式的土壤LFOC和EOC含量最高,玉米种植方式最低;相比封育,火烧方式显著提高土壤MBC含量。研究区不同土地利用方式中POC是土壤有机碳主要活性组分,POC/SOC表现为封育>刈割>火烧>牧草种植>玉米种植方式,POC/SOC介于39.3%—58.6%。封育与火烧的FOC/SOC与EOC/SOC较低,但玉米种植的则最高。相关性分析显示,喀斯特土壤中POC、EOC、MBC与SOC极显著正相关(P<0.01),可以敏感反映土壤SOC动态。SOC、POC、EOC、MBC均与TN、AN、Ca2+、Mg2+有极显著性正相关性(P<0.01),与黏粒有显著负相关性(P<0.05);SOC、LFOC、POC、EOC、MBC与粉粒呈显著负相关(P<0.05),与砂粒显著正相关性(P<0.05);SOC、EOC、MBC均与TP呈显著正相关(P<0.05)。冗余分析显示,土壤AN、Ca2+、TP及土壤粉粒和黏粒是土壤SOC及其活性组分含量变化的主要贡献因子,表明不同土地利用方式下土壤理化性质变化与SOC及其活性组分含量的变动密切相关。【结论】增强植被覆盖与减少高强度的利用等策略有利于增加喀斯特峰丛洼地土壤有机碳含量与维持其稳定性,而长期耕作等对土壤扰动较大的方式会增大有机碳及其组分流失的风险。
陈武荣, 肖霜霜, 肖峻, 陈丹. 喀斯特峰丛洼地利用方式对土壤有机碳及其活性组分的影响[J]. 中国农业科学, 2025, 58(10): 1969-1981.
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表1
供试土壤理化性质"
土地利用方式 Land utilization methods | 全氮 TN (g·kg-1) | 全磷 TP (g·kg-1) | 速效氮 AN (mg·kg-1) | 有效磷 AP (mg·kg-1) | 交换性钙 Ca2+ (mg·kg-1) | 交换性镁 Mg2+ (mg·kg-1) | pH | 黏粒 Clay (%) | 粉粒 Silt (%) | 砂粒 Sand (%) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
封育Enclosure | 4.20 | 1.24 | 312.67 | 4.97 | 5.50 | 1.58 | 7.57 | 2.3 | 46.8 | 50.9 |
火烧Burning | 4.02 | 1.32 | 300.30 | 5.93 | 5.72 | 1.58 | 7.48 | 2.5 | 54.8 | 42.7 |
刈割Cutting | 3.99 | 1.17 | 261.83 | 5.60 | 5.43 | 1.52 | 7.75 | 2.6 | 53.0 | 44.4 |
牧草种植 Grass planting | 3.12 | 1.09 | 229.48 | 9.20 | 4.36 | 1.39 | 7.12 | 2.9 | 56.5 | 40.6 |
玉米种植 Maize planting | 2.45 | 1.02 | 179.08 | 6.03 | 4.28 | 1.27 | 7.45 | 3.8 | 66.3 | 29.9 |
表2
不同土地利用方式土壤活性有机碳组分的分配比例"
土地利用方式 Land utilization methods | POC/SOC (%) | LFOC/SOC (%) | EOC/SOC (%) | MBC/SOC (%) |
---|---|---|---|---|
封育Enclosure | 58.6±4.0a | 9.8±1.4ab | 13.1±1.5bc | 1.9±0.2b |
火烧Burning | 54.2±9.1ab | 7.0±0.9b | 12.1±1.2c | 2.7±0.3a |
刈割Cutting | 57.5±4.5a | 11.3±2.0a | 15.5±0.2ab | 2.6±0.4a |
牧草种植 Grass planting | 49.1±7.0ab | 9.9±0.7ab | 13.0±0.5bc | 2.6±0.5a |
玉米种植 Maize planting | 39.3±13.2b | 12.4±4.0a | 16.6±2.7a | 1.2±0.1c |
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