太行山南麓不同演替階段土壤有機(jī)碳含量及季節(jié)變化特征

苗 蕾，楊喜田，王 婷，孫玉軍，張 軍

(1.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州450002)

太行山南麓不同演替階段土壤有機(jī)碳含量及季節(jié)變化特征

苗 蕾1,2，楊喜田2，王 婷2，孫玉軍1，張 軍2

(1.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083； 2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，河南 鄭州450002)

為探討森林植被演替過(guò)程中土壤有機(jī)碳含量及其季節(jié)性變化，本研究選取太行山南麓不同演替階段典型植被群落類(lèi)型：裸地、草地(白草Pennisetumflaccidum)群落、灌木Ⅰ(荊條VitexnegundoL.var)群落、灌木Ⅱ(酸棗Ziziphusjujubavar)群落、20 a(栓皮櫟Quercusvariabilis)人工林 、40 a(栓皮櫟Quercusvariabilis)人工林不同土層(0～20、20～40、40～60 cm)土壤有機(jī)碳及土壤活性有機(jī)碳進(jìn)行研究。結(jié)果表明，土壤有機(jī)碳及土壤活性有機(jī)碳含量表現(xiàn)出隨植被演替的推進(jìn)而逐漸增加的規(guī)律性，人工林土壤有機(jī)碳含量比演替初期植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳含量有了明顯增長(zhǎng)，且差異顯著(P<0.05)。6種植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳含量隨土層深度增加而逐漸降低，均呈現(xiàn)一定程度的表聚性。不同演替階段土壤有機(jī)碳及土壤活性有機(jī)碳含量受植物生長(zhǎng)節(jié)律及環(huán)境因素的影響，呈現(xiàn)出顯著的季節(jié)性變化。由此得出，植被演替的正向發(fā)展是增加森林土壤碳庫(kù)的有效途徑。

太行山南麓；演替；土壤有機(jī)碳；土壤可溶性有機(jī)碳；季節(jié)變化

土壤有機(jī)碳庫(kù)是全球陸地碳庫(kù)的重要組成部分,土壤有機(jī)碳的積累和分解速率決定了土壤碳庫(kù)儲(chǔ)量，對(duì)溫室效應(yīng)和全球氣候變化具有重要的調(diào)控作用[1]。森林土壤有機(jī)碳作為森林碳庫(kù)的一個(gè)重要來(lái)源，其變化也會(huì)對(duì)全球碳平衡產(chǎn)生直接的影響。土壤有機(jī)碳是土壤供給植物生長(zhǎng)所需養(yǎng)分以及土壤微生物生命活動(dòng)的能量來(lái)源，其變化主要取決于進(jìn)入土壤的以植物為主的生物殘?bào)w等有機(jī)物質(zhì)輸入與土壤微生物分解作用為主的有機(jī)物質(zhì)輸出之間的動(dòng)態(tài)平衡以及土壤淋溶狀況等因素[2-3]。土壤活性有機(jī)碳在土壤碳庫(kù)中有效性最高，可直接參與微生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)調(diào)節(jié)土壤陽(yáng)離子淋失、礦物風(fēng)化、土壤微生物等土壤化學(xué)、物理和生物學(xué)過(guò)程具有重要意義。因此，土壤活性有機(jī)碳的變動(dòng)更能反映土壤碳庫(kù)的變化情況，對(duì)研究土壤碳循環(huán)有重要意義[4-6]。有學(xué)者研究認(rèn)為，植物群落的演替與土壤發(fā)育是相互作用的連續(xù)動(dòng)態(tài)過(guò)程，一方面，植被通過(guò)光合作用合成有機(jī)物并歸還土壤，另一方面，土壤有機(jī)質(zhì)的積累也會(huì)推動(dòng)植物群落演替[7]。因此，對(duì)于植被演替過(guò)程中典型群落中土壤有機(jī)碳的研究，對(duì)科學(xué)準(zhǔn)確評(píng)價(jià)陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力，增強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力具有重要意義。目前森林植被演替對(duì)森林土壤碳庫(kù)影響的報(bào)道多集中在中國(guó)東北及華南亞熱帶地區(qū)，對(duì)北方干旱半干旱山區(qū)森林土壤有機(jī)碳庫(kù)隨演替進(jìn)程的變化規(guī)律研究較為少見(jiàn)。本研究選取太行山南麓干旱半干旱山區(qū)不同演替階段典型植物群落，探討該群落演替過(guò)程中土壤有機(jī)碳及活性有機(jī)碳變化特征，對(duì)比不同演替階段季節(jié)變化特征，對(duì)揭示該地區(qū)不同演替階段土壤固碳潛力和自然恢復(fù)規(guī)律具有一定意義。

1 材料與方法

1.1研究區(qū)概況

研究區(qū)位于豫西北太行山南麓的河南省濟(jì)源市國(guó)有大溝河林場(chǎng)國(guó)家林業(yè)局黃河小浪底森林生態(tài)站內(nèi)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°24′～112°32′E，北緯34°58′～35°4′N(xiāo)，山脈多為南北走向，平均為300～500 m。屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，年平均氣溫為13.1 ℃，1月平均氣溫為-0.5 ℃，7月平均氣溫為26.2 ℃，年平均降水量約為600 mm，年內(nèi)降雨量分配不均，分干濕兩季，多集中于7～9月，占全年降雨總量的60%以上，全年無(wú)霜期為235 d。研究區(qū)土壤主要為花崗片麻巖、石灰?guī)r風(fēng)化后發(fā)育形成的山地褐土，土壤貧瘠，土層淺薄，土層平均厚度為50～60 cm，土壤pH值為7.2～7.7。由于多年采伐及人為干擾，研究區(qū)內(nèi)主要植被類(lèi)型是低山丘陵地帶闊葉林破壞后發(fā)育的次生早生灌草叢以及人工次生林。研究區(qū)內(nèi)各級(jí)群落均有分布，其中草本以藎草(Arthraxonhispidus)、白草(Pennisetumflaccidum)、狗尾草(Setaria viridis)等為主；灌木以荊條(VitexnegundoL.var)、酸棗(Ziziphusjujubavar)、胡枝子(Lespedeza bicolor)等為主；喬木以栓皮櫟(Quercusvariabilis)、刺槐(Robiniapseudoacacia)、側(cè)柏(Platycladusoriedtalis)等為主。

1.2研究方法

2012-04—2013-01，在研究區(qū)內(nèi)盡可能選擇相同海拔、坡向，成土母質(zhì)、土壤條件和環(huán)境因子基本一致的4個(gè)演替群落：草地(白草Pennisetumflaccidum)群落1個(gè)、灌木(荊條VitexnegundoL.var、酸棗Ziziphusjujubavar)群落2個(gè)、喬木(栓皮櫟Quercusvariabilis20 a生、40 a生)群落2個(gè)和1個(gè)裸地作為對(duì)照(表1)。草本階段樣地設(shè)置3個(gè)1 m×1 m樣方，灌木樣地設(shè)置3個(gè)5 m×5 m樣方，喬木樣地設(shè)置3個(gè)10 m×10 m樣方，每樣方內(nèi)隨機(jī)挖取3個(gè)土壤剖面，分為0～20、20～40、40～60 cm 3個(gè)土層進(jìn)行取土，并將相同土層混勻，去除可見(jiàn)的根系等動(dòng)植物殘?bào)w和石塊，密封后速帶回實(shí)驗(yàn)室，過(guò)2 mm篩后分成2份，其中一份風(fēng)干后用于測(cè)定土壤有機(jī)碳總量，另一份低溫4℃儲(chǔ)藏，用于測(cè)定土壤活性有機(jī)碳。本研究取樣時(shí)間分別為2012-04(春季)、2012-07(夏季)、2012-10(秋季)及2013-01(冬季)。

1.3土壤測(cè)定方法

土壤有機(jī)碳(SOC)的測(cè)定采用重鉻酸鉀-硫酸氧化法[5]；土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)的測(cè)定采用多水土比浸提法進(jìn)行[8]，具體步驟是采用V[K2SO4溶液(0.5ml·L-1)]∶V(風(fēng)干土)=5∶1置于25 ℃恒溫振蕩箱內(nèi)浸提30 min，再以4 000 r·min-1的轉(zhuǎn)速離心10 min后過(guò)濾，然后采用玻璃纖維濾膜(0.45 μm)抽氣過(guò)濾，最后采用TOC-VCPH儀進(jìn)行測(cè)定。

表1 樣地基本情況Table 1 General information of the sampling plots

1.4數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析及圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1不同演替階段土壤有機(jī)碳和可溶性有機(jī)碳的垂直分布特征

植被演替過(guò)程中植被群落結(jié)構(gòu)、物質(zhì)能量循環(huán)的變動(dòng)對(duì)土壤有機(jī)碳的增加起著積極的影響，土壤有機(jī)碳含量隨演替進(jìn)程逐漸增大，尤其是 0～10 cm 淺層土壤有機(jī)碳含量和儲(chǔ)量受植被恢復(fù)的影響最大[9-11]，但受其它環(huán)境因素的影響，其變化特征并不相同[12]，見(jiàn)表2。

研究區(qū)內(nèi)不同演替階段土壤有機(jī)碳和土壤可溶性有機(jī)碳含量隨演替進(jìn)程的推進(jìn)呈現(xiàn)不同程度的升高(圖1)。處于演替初期的祼地和草本群落土壤有機(jī)碳含量較低，隨演替進(jìn)程的向前推進(jìn)，灌木群落及喬木群落土壤有機(jī)碳含量顯著升高，到演替中后期，土壤有機(jī)碳的增加較演替前期趨于平緩。不同演替階段0～60 cm的土壤有機(jī)碳變化趨勢(shì)為：40 a生栓皮櫟人工林(22.17 g·kg-1) > 20 a生栓皮櫟人工林(20.10 g·kg-1)>酸棗灌叢(18.02 g·kg-1)>荊條灌叢(16.65 g·kg-1)>草地(7.48 g·kg-1)>裸露地(3.72 g·kg-1)，40 a 栓皮櫟人工林土壤有機(jī)碳含量與演替初期植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳含量相比，分別增加了4.96倍(裸地)、1.96倍(草地)，差異顯著(P<0.05)，而40 a栓皮櫟人工林比20 a栓皮櫟人工林表層土壤有機(jī)碳增加了10.29%，差異不顯著(P>0.05)。由此可見(jiàn)，在植被群落演替的過(guò)程中，人工林階段土壤有機(jī)碳含量比演替初期的裸地及草本階段呈現(xiàn)顯著的增長(zhǎng)趨勢(shì)，而人工林階段的土壤有機(jī)碳含量則處于較穩(wěn)定的增長(zhǎng)過(guò)程。

表2 森林土壤有機(jī)碳隨演替進(jìn)程變化趨勢(shì)Table 2 The trend of the forest soil organic carbon by succession process

就同一演替群落的土壤有機(jī)碳垂直分布來(lái)看，均呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性，隨土層深度的增加呈現(xiàn)不同程度的降低，6種植被類(lèi)型表層0～20 cm的土壤有機(jī)碳含量分別是0～60 cm土壤剖面有機(jī)碳總含量的54.3%(裸地)、46.8%(草地)、67.9%(酸棗灌叢)、65.4%(荊條灌叢)、60.9%(20 a栓皮櫟人工林)和59.7%(40 a栓皮櫟人工林)，而40～60 cm的土壤有機(jī)碳則占0～60 cm土壤剖面有機(jī)碳總含量的13.5%(裸地)、19.0%(草地)、12.3%(酸棗灌叢)、14.4%(荊條灌叢)、6.9%(20 a栓皮櫟人工林)和10.1%(40 a栓皮櫟人工林)，不同演替階段各植被類(lèi)型土壤有機(jī)碳均表現(xiàn)出了一定程度的表聚性。

本研究區(qū)內(nèi)土壤可溶性有機(jī)碳含量的變化趨勢(shì)與土壤有機(jī)碳含量變化趨勢(shì)相似，隨著演替過(guò)程的推進(jìn)，土壤可溶性有機(jī)碳含量逐漸升高，演替初期至演替中期的增加趨勢(shì)明顯，40 a栓皮櫟人工林0～20 cm表層土壤有機(jī)碳含量與演替初期植被類(lèi)型表層土壤有機(jī)碳含量分別增加了3.42倍(裸地)、0.98倍(草地)，差異顯著(P<0.05)，人工林土壤有機(jī)碳增加趨勢(shì)減緩，40 a栓皮櫟人工林比20 a栓皮櫟人工林表層土壤有機(jī)碳增加了10.17%，差異不顯著(P>0.05)。不同演替階段0～60 cm土壤活性有機(jī)碳含量為：40 a生栓皮櫟人工林(156.91 g·kg-1)>20 a生栓皮櫟人工林(147.48 g·kg-1)>酸棗灌木林(116.63 g·kg-1)>荊條灌木林(112.34 g·kg-1)>草地(70.15 g·kg-1)>裸露地(38.75 g·kg-1)。演替進(jìn)程中每個(gè)植被類(lèi)型的土壤可溶性有機(jī)碳含量的垂直分布表現(xiàn)出較強(qiáng)的規(guī)律性，隨土層的加深，可溶性有機(jī)碳含量明顯降低，土壤可溶性有機(jī)碳也呈現(xiàn)出明顯的表聚現(xiàn)象。

圖1 不同演替階段土壤有機(jī)碳與土壤活性有機(jī)碳的垂直分布Fig.1 The vertical distribution of SOC and DOC in different succession stages

2.2不同演替階段土壤有機(jī)碳及可溶性有機(jī)碳季節(jié)變動(dòng)

2.2.1 土壤有機(jī)碳的季節(jié)變動(dòng) 本研究區(qū)內(nèi)季節(jié)變動(dòng)對(duì)不同演替階段植被表層(0～60 cm)土壤有機(jī)碳含量有明顯的影響，呈現(xiàn)隨季節(jié)變化而變動(dòng)的規(guī)律(圖2)。不同演替階段的植被表層土壤有機(jī)碳在年際變化中，裸地表層0～20 cm土壤有機(jī)碳含量季節(jié)性變動(dòng)為：夏季(2.65 g·kg-1)>秋季(2.13 g·kg-1)>春季(1.98 g·kg-1)>冬季(1.35 g·kg-1)，草地表層0～20cm土壤有機(jī)碳含量季節(jié)性變動(dòng)為：夏季(3.85 g·kg-1)>秋季(3.81 g·kg-1)>冬季(3.39 g·kg-1)>春季(2.96 g·kg-1)，兩種植被類(lèi)型的20～40 cm和40～60 cm土層土壤有機(jī)碳季節(jié)變動(dòng)特點(diǎn)為峰值均出現(xiàn)在夏季，而最低值出現(xiàn)在冬季?？梢钥闯觯萏娉跗?種植被類(lèi)型的土壤有機(jī)碳含量峰值均出現(xiàn)在夏季，但最低值出現(xiàn)的季節(jié)不同。酸棗灌叢表層0～20cm土壤有機(jī)碳含量最高值出現(xiàn)在夏季，為12.98 g·kg-1，而荊條灌叢表層土壤有機(jī)碳含量最高值出現(xiàn)在秋季，為11.96 g·kg-1。灌叢群落表層0～20cm土壤有機(jī)碳含量最低值均出現(xiàn)在冬季，分別為：11.13 g·kg-1(酸棗灌叢)，9.78 g·kg-1(荊條灌叢)，灌叢群落20～40cm土層和40～60 cm土層土壤有機(jī)碳峰值均出現(xiàn)在夏季，最低值出現(xiàn)在冬季。20 a栓皮櫟人工林表層0～20cm土壤有機(jī)碳含量季節(jié)性變動(dòng)為：夏季(13.78 g·kg-1)>秋季(13.12 g·kg-1)>春季(11.14 g·kg-1)>冬季(10.91 g·kg-1)，與其20～40cm土層土壤有機(jī)碳含量變動(dòng)特點(diǎn)相同，而40～60 cm土層土壤有機(jī)碳的峰值則出現(xiàn)在冬季，為1.75 g·kg-1。40 a栓皮櫟人工林表層土壤有機(jī)碳含量季節(jié)變動(dòng)為：夏季(15.09 g·kg-1)>秋季(13.76 g·kg-1)>春季(13.12 g·kg-1)>冬季(10.04 g·kg-1)，20～40 cm和40～60 cm土層土壤有機(jī)碳變動(dòng)特點(diǎn)與表層0～20 cm土壤有機(jī)碳變動(dòng)特點(diǎn)相同。栓皮櫟喬木人工林0～40 cm土層土壤有機(jī)碳含量的季節(jié)性變化特征均呈現(xiàn)出夏季>秋季>春季>冬季的規(guī)律。由此可見(jiàn)，研究區(qū)不同演替階段植被表層土壤有機(jī)碳含量在不同季節(jié)的變化受多種環(huán)境因素及植物生長(zhǎng)節(jié)律的影響呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的特征。

圖2 不同演替階段土壤有機(jī)碳的季節(jié)變動(dòng)Fig.2 The seasonal dynamics of SOC in different succession stages

2.2.2 土壤活性有機(jī)碳的季節(jié)變動(dòng) 不同演替階段表層(0～20 cm)土壤活性有機(jī)碳表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性動(dòng)態(tài)(圖3)。各演替階段典型植被群落的0～20 cm各層土壤有機(jī)碳含量峰值均出現(xiàn)在夏季，根據(jù)演替階段由低到高表層0～20 cm土壤活性有機(jī)碳含量分別為：21.74 mg·kg-1(裸地)、49.52 mg·kg-1(草地)、71.23 mg·kg-1(酸棗灌叢)、76.98 mg·kg-1(荊條灌叢)、85.87 mg·kg-1(20 a栓皮櫟人工林)、94.49 mg·kg-1(40 a栓皮櫟人工林)。各演替階段四季中表層0～20 cm土壤活性有機(jī)碳含量最低出現(xiàn)在冬季的裸地階段，僅為13.69 mg·kg-1。20～40 cm 土層和40～60 cm土層土壤活性有機(jī)碳含量的季節(jié)性變動(dòng)規(guī)律和表層土壤活性有機(jī)碳含量基本一致，季節(jié)性峰值多出現(xiàn)在夏、秋兩季，而冬、春季節(jié)含量較低，但隨土層的增加，土壤活性有機(jī)碳的季節(jié)性變動(dòng)幅度減小。以上結(jié)果可以看出，表層土壤活性有機(jī)碳含量對(duì)大氣溫濕度、土壤溫濕度、微生物活性及根系分泌物等諸多環(huán)境因素變動(dòng)的敏感性很高，更易受到外界環(huán)境因素的影響。

圖3 不同演替階段土壤活性有機(jī)碳的季節(jié)變動(dòng)Fig.3 The seasonal dynamics of DOC in different succession stages

3 結(jié)論與討論

森林演替與森林土壤碳變化趨勢(shì)之間的關(guān)系是目前研究熱點(diǎn)之一。森林土壤碳庫(kù)的變動(dòng)是土壤有機(jī)碳源輸入與輸出的平衡結(jié)果，土壤有機(jī)碳的主要輸入為枯枝落葉、細(xì)根以及動(dòng)物死亡殘?bào)w腐化分解以有機(jī)質(zhì)形式進(jìn)入土壤，輸出途徑主要是通過(guò)土壤呼吸作用向外釋放CO2及降雨導(dǎo)致的徑流、淋溶下滲造成土壤碳庫(kù)的損失。因此，森林土壤碳庫(kù)的大小取決于地上生物量累積、分解釋放率及氣候(降雨、溫度)等干擾因素[13]。

3.1土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳含量在不同演替階段的變化趨勢(shì)

有研究認(rèn)為，植被演替不僅影響土壤有機(jī)碳含量,還對(duì)有機(jī)碳在土壤中的分布和組成產(chǎn)生影響。通常，土壤有機(jī)碳含量隨植被演替進(jìn)程逐漸增加，土壤表層(0～20 cm)有機(jī)碳含量變化表現(xiàn)尤為明顯[9-11]。本研究結(jié)果與大部分研究結(jié)果趨于一致，隨植被演替過(guò)程的增加，有機(jī)碳累積表現(xiàn)為林地>灌木>草地>裸地，而土壤有機(jī)碳的時(shí)間累積則是這一結(jié)果的重要原因[14-16]，主要表現(xiàn)在植被群落隨演替進(jìn)程增加，其林分結(jié)構(gòu)趨于完整、環(huán)境更為穩(wěn)定，地表植被豐富，林下枯落物增多，腐殖質(zhì)層較厚，碳積蓄豐富，尤其是地表累積的枯落物生物量也隨之增加。此外，演替較高階段植被群落根系發(fā)達(dá)，大量死根腐解歸還也會(huì)造成土壤有機(jī)碳含量的增加。

3.2土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳在土壤剖面的垂直變化

土壤可溶性有機(jī)碳是土壤碳庫(kù)中最活躍的組成部分，在不同氣候特征、土壤特性及不同植被條件下的變化特點(diǎn)有很大差別[2,13,17]。處于不同演替階段的土壤有機(jī)碳和活性有機(jī)碳均隨土壤深度的增加而逐漸降低，說(shuō)明植被群落地上部分的枯枝落葉量以及根系的垂直分布是影響其變化的主要因素。森林中大量的枯枝落葉和死根腐解歸還，為表層土壤提供了豐富的有機(jī)碳源，隨著土層深度的增加，水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)向下輸送受到限制，植被凋落物和根系數(shù)量減少，土壤容重增加、透氣性變差，從而導(dǎo)致土壤有機(jī)碳含量下降。土壤活性有機(jī)碳的變化基本與有機(jī)碳呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，均隨土壤剖面的增加而降低，這主要由于土壤微生物隨土壤深度增加而減少，這也與大多數(shù)研究結(jié)果相一致[18]。

3.3土壤有機(jī)碳和活動(dòng)有機(jī)碳的季節(jié)變化

森林群落表層土壤是森林植被凋落物及植被根系分布較為集中的區(qū)域，土壤碳庫(kù)的變動(dòng)受季節(jié)溫濕度及凋落物數(shù)量變化影響較為明顯[18-19]。

有研究認(rèn)為，氣候因子中溫濕度對(duì)土壤碳庫(kù)的影響是土壤有機(jī)碳及活性炭隨季節(jié)性變化的主要原因之一[17,20-23]。研究區(qū)內(nèi)四季分明，一年中夏秋季枯落物生物量較大，溫濕度較高，有利于微生物活動(dòng)和土壤中有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化。夏秋季降雨量也增大，土壤活性有機(jī)碳經(jīng)淋溶作用從枯落物進(jìn)入土壤中，使土壤中活性有機(jī)碳含量明顯增加。實(shí)驗(yàn)區(qū)屬干旱半干旱區(qū)，試驗(yàn)?zāi)攴菹募窘邓m量，土壤有機(jī)碳及活性有機(jī)碳的淋失狀況不嚴(yán)重，因此有利于夏秋季土壤有機(jī)碳的富集。冬季氣溫迅速降低，微生物活性隨之降低，土壤活性有機(jī)碳含量明顯下降。春季氣溫逐漸回升，微生物活性增加，生物活動(dòng)旺盛，土壤活性有機(jī)碳含量呈現(xiàn)回升趨勢(shì)。

綜上所述，森林土壤有機(jī)碳含量及季節(jié)變化是一個(gè)多因素的復(fù)雜過(guò)程[13,18]，氣候因素、土壤條件、微生物狀況及植被特征在不同演替過(guò)程中均成為土壤有機(jī)碳變動(dòng)的影響因素。所以，還需進(jìn)一步研究探討多因素在森林演替階段土壤有機(jī)碳含量變化過(guò)程中的協(xié)同作用。

[1] 潘根興,李戀卿,張旭輝.土壤有機(jī)碳庫(kù)與全球變化研究的若干前沿問(wèn)題——兼開(kāi)展中國(guó)水稻土有機(jī)碳固定研究的建議[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，25(3)：100-109.

[2] 王清奎.杉木純林與常綠闊葉林土壤活性有機(jī)碳庫(kù)的比較[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(5)：1-6.

[3] 呂超群，孫書(shū)存．陸地生態(tài)系統(tǒng)碳密度格局研究概述[J]．植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2004，28(5)：692-703．

[4] 沈宏，曹志洪，胡正義.土壤活性有機(jī)碳的表征及其生態(tài)效應(yīng)[J].生態(tài)學(xué)雜志，1999，18(3)：32-38.

[5] 呂國(guó)紅，周廣勝，周莉.土壤溶解性有機(jī)碳測(cè)定方法與應(yīng)用[J].氣象與環(huán)境學(xué)報(bào),2006,22(2):51-55.

[6] 王清奎，汪思龍，馮宗煒，等.土壤活性有機(jī)碳質(zhì)及其與土壤質(zhì)量的關(guān)系[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2005，25(3)：513-519.

[7] 張全發(fā)，鄭重，金義興.植物群落演替與土壤發(fā)展之間的關(guān)系[J].武漢植物學(xué)研究，1990，(5)4：325-334.

[8] BOLAN N W,BASKARAN S,THIAGARAJAN S.An evaluation of the methods of measurement of dissolved organic carbon in Soils,manures,sludges,and stream water[J].Communications in soil Science and Plant Analysis,1996,27(13):2723-2737.

[9] 何川，劉國(guó)順，李祖良，等.連作對(duì)植煙土壤有機(jī)碳酶活性的影響及其與土傳病害的關(guān)系[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011,45(6):701-705.

[10] 吳鵬，陳駿，崔迎春，等.茂蘭喀斯特植被主要演替群落土壤有機(jī)碳研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，32(12)：181-186.

[11] 張金，許明祥，王征，等.黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)對(duì)深層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的影響[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，23(10)：2721-2727.

[12] 王惠，張姍姍，楊寶山，等.石灰?guī)r山地恢復(fù)植被演替中土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及影響因素[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41(4)：91-94，135.

[13] 范躍新，楊玉盛，楊智杰，等.中亞熱帶常綠闊葉林不同演替階段土壤活性有機(jī)碳含量及季節(jié)動(dòng)態(tài)[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33(18)：5751-5759.

[14] 王征，劉國(guó)彬，許明祥.黃土丘陵區(qū)植被恢復(fù)對(duì)深層土壤有機(jī)碳的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2010,23(14):2721-2727.

[15] 從懷軍，成毅，安韶山，等.黃土丘陵區(qū)不同植被恢復(fù)措施對(duì)土壤養(yǎng)分和微生物量C、N、P的影響[J].水土保持學(xué)報(bào),2010,24(4):217-221.

[16] 嚴(yán)毅萍,曹建華，楊慧，等.典型巖溶區(qū)不同土地利用方式對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)及周轉(zhuǎn)時(shí)間的影響[J].廣西師范大學(xué),2012，26(2)：144-149.

[17] 譚桂霞，劉苑秋，李蓮蓮，等.退化紅壤區(qū)不同類(lèi)型人工林土壤活性有機(jī)碳及其季節(jié)變化[J].江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2014,36(2)：434-440.

[18] 汪偉，楊玉盛，陳光水，等.羅浮栲天然林土壤可溶性有機(jī)碳的剖面分布及季節(jié)變化[J].生態(tài)學(xué)雜志，2008，27(6)：924-928.

[19] YANG Y S,GUO J F,CHEN G S,et al.Litter production,seasonal pattern and nutrient return in seven natural forests compared with a plantation in southern China[J].Forestry,2005,78(4):1-13.

[20] 吳建國(guó)，呂佳佳.土壤有機(jī)碳和氮分解對(duì)溫度的變化的響應(yīng)機(jī)制[J].生態(tài)學(xué)雜志，2008，27(9)：1601-1611.

[21] 周焱.武夷山不同海拔土壤有機(jī)碳庫(kù)及其礦化特征[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2009.

[22] YANG L X,PAN J J,YUAN S F.Predicting dynamics of soil organic carbon mineralization with a double exponential model in different forest belts of China[J].Journal of Forestry Research,2006,17(1)：39-43.

[23] 羅廣芳.張建軍.饒永恒，等.武安市農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳源與碳匯研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015,44(5)：81-86.

(責(zé)任編輯：李瑩)

SeasonaldynamicsandcontentofsoilorganiccarbonofSouthernfootofTaihangMountainsduringdifferentnaturalsuccessions

MIAO Lei1,2，YANG Xitian2，Wang Ting2，SUN Yujun1，ZHANG Jun2

(1.College of Forestry，Beijing Forestry University，Beijing 100083,China；2.College of Forestry,Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)

In order to investigate the content of vertical and the seasonal variations of SOC under different natural succession stages,soils samples at different depth (0～20,20～40,40～60 cm)were collected from six vegetation types:bare land stage,grass stage,shrub stageⅠ(VitexnegundoL.var),shrub stageⅡ(Ziziphusjujubavar),trees stage of 20 a,trees stage of 40 a.The results showed that the content of SOC and DOC increased with the community succession.The soil organic carbon content of plantation had an obvious increase compared with the early succession of vegetation types,and the difference was significant (P<0.05).The soil organic carbon content of six vegetation types gradually reduced with the increase of soil depth and concentrated on the surface of the soil.Seasonal variations of SOC and DOC had significant seasonal regularity by the affection of plant growth rhythm and environmental factors.In short,the positive development of vegetation succession was the effective way to increase forest soil carbon pool .

southern foot of Taihang Mountains; succession; soil organic carbon; Soil dissolved organic carbon; seasonal dynamics

S714

：A

2015-11-10

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31270493); 中國(guó)科學(xué)院植物研究所植被與環(huán)境變化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2012年開(kāi)放課題(LVEC-2012kf06)

苗 蕾(1978-)，女，河南汝南人，博士研究生，從事森林生態(tài)及森林資源的研究。

孫玉軍(1963-)，男，黑龍江綏化人，教授，博士。

1000-2340(2016)03-0318-07