不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體及其有機碳狀況

（南京林業(yè)大學(xué)現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210037）

土壤團聚體是土壤結(jié)構(gòu)的物質(zhì)基礎(chǔ)及土壤肥力的重要載體，其數(shù)量與分布狀況直接反映土壤通氣、透水、持水和保水性能[1]，團聚體的穩(wěn)定性對土壤理化性質(zhì)、生物學(xué)性質(zhì)等土壤肥力性狀具有重要作用[2]。土壤團聚體有機碳作為土壤有機碳的重要組成部分，不僅影響土壤固炭、增匯狀況，而且對土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定狀況及土壤肥力狀況具有較大影響[3-5]。土壤團聚體可以通過自身物理保護來提高團聚體有機碳的固定，而土壤團聚體有機碳也可以通過一定有機或無機的膠結(jié)作用、菌絲根系纏繞等方式參與團聚體的形成，二者緊密聯(lián)系，相輔相成[3]。

土壤有機碳的增加不僅有利于林業(yè)土壤可持續(xù)化發(fā)展，而且對減少溫室氣體排放和減緩溫室效應(yīng)具有重要意義[6]。研究表明，土壤表層中，90%有機碳存儲于土壤團聚體中，土壤團聚體是土壤固碳的重要場所[7]，而土壤團聚體易受到土地利用方式、地表植物選擇、自然氣候變化等多種人為及自然因素的干擾。因此，研究林業(yè)土壤團聚體及其與有機碳之間的關(guān)系，分析土壤團聚體各分級組成分布及其有機碳含量、土壤團聚體穩(wěn)定性有助于深入了解土壤有機碳庫和土壤水穩(wěn)性團聚體變化規(guī)律，對促進人工林地力增長、優(yōu)化土壤結(jié)構(gòu)、提高造林質(zhì)量等具有重大意義。

鵝掌楸Liriodendron chineseHemsl 作為南方人工林的主要樹種，目前，鵝掌楸人工林發(fā)展快、面積大，對緩解我國木材緊張狀況起著重要作用[8-9]。多年來，有關(guān)鵝掌楸遺傳、育種方面的研究較多，并已取得一系列成果[10-11]，但對其人工林土壤團聚體及其有機碳的研究相對較少，為此，開展不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體及其有機碳狀況研究，旨在為合理利用土壤、改善土壤結(jié)構(gòu)性、促進土壤肥力可持續(xù)發(fā)展和林業(yè)生產(chǎn)發(fā)展提供進一步依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗地位于福建省順昌縣洋口國有林場，地理坐標為117°56′18.7″～117°56′49.2″E，26°51′17.8″～27°51′24.6″N。該區(qū)地處福建省西北部，地貌系武夷山支脈的低山丘陵。屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，年平均氣溫18.5℃，最高溫 40.3℃，最低溫-6.8℃，最冷月份為1—2月份，最熱月份為7—8月份，≥10℃的年有效積溫5 388～5 659℃。年平均降水量1 880 mm，無霜期280 d，雨日160 d，年日照時數(shù)1 740.7 h，相對濕度82%。研究地區(qū)海拔180～260 m，為山地紅壤，壤質(zhì)黏土，機械組成砂粒37.46%，粉粒29.78%，黏粒32.26%。表層土壤基本理化性質(zhì)為：容重1.16 g·cm-3、有機質(zhì)26.12 g·kg-1、全氮1.62 g·kg-1、水解性氮65.15 mg·kg-1、有效磷1.03 mg·kg-1、速效鉀109.23 mg·kg-1、pH 值為4.85[12]。常見植被有杉木Cunninghamia Lanceolata、鵝掌楸Liriodendron chinese和木荷Schima superba等林分。林下常見植被有芒草Miscanthus floridulus、鐵芒萁Dicranopteris dichotoma、狗脊蕨Woodwardia japonica和鐵線蕨Adiantum capillus-veneris等。

1.2 樣地設(shè)置與樣品采集

參照國家林業(yè)局《主要樹種齡級及齡組劃分（LY/T 2908—2017）》，基于中國森林資源清查數(shù)據(jù)，將鵝掌楸人工林齡組分為幼齡林（≤10 a）、中齡林（11～20 a）、近熟林（21～25 a）、成熟林（26～35 a）和過熟林（≥36 a）。于2017年11月，在鵝掌楸林地采集3 個不同齡級（幼齡林、中齡林、成熟林）鵝掌楸林土壤，各林齡鵝掌楸人工林均為二代純林，各齡級林分基本特征見表1。造林前先煉山全面清理；塊狀整地，植苗造林，穴長60 cm×寬60 cm×深50 cm，造林密度為2 m×3 m；種植初期3 a，每年撫育2 次，撫育除草，清除雜灌；幼齡林到中齡林時期間伐，中齡林到成熟林時期輕度間伐。林地內(nèi)林木長勢一致，無病蟲害。鵝掌楸林下植被主要以長圓葉鼠刺Itea oblonga、扇葉鐵線蕨Adiantum flabellulatum和福建蓮座蕨Angiopteris fokiensis為主。

在3 種典型林分樣地的隨機地段各設(shè)置3 個標準樣區(qū)（20 m×20 m），每個樣區(qū)內(nèi)隨機選取樣點數(shù)3 個，挖取土壤剖面。將0～60 cm 土層從豎直方向上將土壤深度均分成3 部分，并分層采集1 kg 土壤原狀樣品置于塑料盒（13 cm×25 cm）內(nèi)，以供土壤團聚體測定；同時，采集環(huán)刀樣品，用于土壤物理性質(zhì)測定；采集土壤樣品于透氣布袋內(nèi)，用于土壤化學(xué)性質(zhì)測定。

表1 供試樣地林分基本特征?Table 1 The basic characteristics of the stand for the sample

1.3 測定項目與方法

待測團聚體土樣處理：將土壤置于通風(fēng)處，小心鋪勻。待土樣風(fēng)干時，將土壤輕輕沿其自然縫隙掰開至10 mm 左右，繼續(xù)風(fēng)干后供團聚體測定。

用于分析土壤化學(xué)性質(zhì)的土樣處理：土壤樣品去除石塊、植物根系等雜物裝袋后，將其帶回室內(nèi)，置于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干。磨碎后分別過2 mm、0.25 mm 篩，裝袋備用。各樣地土壤基本養(yǎng)分背景值見表2。

表2 不同林齡鵝掌楸人工林土壤基本養(yǎng)分背景值Table 2 Background value of soil basic nutrients of Liriodendron chinense plantation at different ages

土壤基本理化指標測定方法采用《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[13]。

土壤容重——環(huán)刀法，pH 值——電位法（土∶水=1∶2.5），土壤有機碳（TOC）——重鉻酸鉀外加熱法，土壤全氮（TN）——半微量凱氏定氮法，速效鉀——乙酸銨浸提-火焰光度法。

土壤團聚體的測定選擇Elliot 方法[14]。稱取100 g 風(fēng)干土樣，緩慢加濕至土壤田間持水量的50%，放于3 個不同孔徑的套篩上。篩子孔徑自上而下分別為2 mm、0.25 mm、0.053 mm。過篩前，將套篩緩慢放于篩分儀內(nèi)，桶內(nèi)靜止液面低于最上方篩桶邊緣1 cm。篩分時，在純水條件下進行濕篩震蕩（振幅3 cm，頻率30 次/min，震蕩時間10 min），自上而下分篩洗出得到＞2 mm粒級團聚體、2～0.25 mm 粒級團聚體、0.25～0.053 mm 粒級團聚體、＜0.053 mm 粒級團聚體。將各粒徑篩內(nèi)土樣于60℃下烘干48 h，裝袋備用。烘干樣品研磨過0.25 mm 篩供土壤有機碳測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019 和SPSS 22.0 軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析及圖表制作。

土壤團聚體平均質(zhì)量直徑（MWD）計算公式為：

土壤團聚體幾何平均直徑（GMD）計算公式為：

式中：n為粒徑分組的組數(shù)；Xi為該粒徑組分的平均直徑；Wi為該粒徑團聚體質(zhì)量含量。

各級團聚體有機碳對土壤有機碳的貢獻率計算公式為：

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體組成特征

由不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體組成狀況可見，鵝掌楸人工林林齡和土層深度對土壤團聚體組成均有顯著影響（P＜0.05）（表3）。隨著人工林林齡增加，各土層＞2 mm 團聚體含量均呈現(xiàn)幼齡林到中林齡減少、中齡林到成熟林增加趨勢，且在各林齡之間呈顯著差異；而不同林齡土壤均以2～0.25 mm 粒級團聚體含量為最高；在0～60 cm 平均土層內(nèi)，＜0.053 mm 粒級團聚體含量隨林齡增加逐漸減少，即隨人工林林齡增加，小粒級土壤團聚體在微生物、植物根系分泌物等膠結(jié)作用下逐漸形成大團聚體，大團聚體含量增加。

表3 不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體組成?Table 3 Composition of soil aggregates in Liriodendron chinense plantation of different ages

在土層豎直變化中，幼齡林和中齡林土壤中，隨土層加深＞2 mm 粒徑團聚體含量分別為28.92%、24.98%、18.64%，17.87%、7.65%、5.07%，即隨土層加深，＞2 mm 團聚體含量逐漸減少；而成熟林＞2 mm 粒級團聚體含量的深度變化趨勢與之相反，隨土層加深含量分別為36.86%，40.49%，44.20%，＞2 mm 團聚體含量為隨土層加深而增加。

不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體中大團聚體含量范圍為54.98%～84.90%，即土壤團聚體組成均以大團聚體為主體部分。隨鵝掌楸人工林林齡增加，＞0.25 mm 大團聚體含量總體呈幼齡林至中齡林時期降低、中齡林至成熟林時期增加趨勢，這可能由于幼齡林發(fā)育至中齡林時，林木對土壤養(yǎng)分的過度攝入和地表枯落物的養(yǎng)分回歸較少導(dǎo)致土壤大團聚體形成受阻，而中齡林發(fā)育至成熟林時，林木生長平緩，養(yǎng)分歸還較多，土壤大團聚體形成逐漸增多。不同林齡中，＞2 mm 粒級團聚體含量均為鵝掌楸成熟林最高，且成熟林土壤大團聚體含量組成占80%以上，較幼齡林和中齡林顯著增加。

2.2 不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體的穩(wěn)定性特征變化

土壤團聚體平均重量直徑（MWD）及幾何平均直徑（GMD）可以表征土壤團聚體的穩(wěn)定性，其值越大，則表示團聚體穩(wěn)定性越強[15]。不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體MWD 和GMD 變化如圖1所示，鵝掌楸人工林林齡和土層深度對MWD和GMD 均有顯著影響（P＜0.05）。在同一土層不同林齡中，MWD 和GMD 均隨林齡增加呈現(xiàn)幼齡林至中齡林期間減小、中齡林至成熟林期間增大趨勢，即團聚體穩(wěn)定性于幼齡林至中齡林時期降低，中齡林至成熟林時期增加。成熟林下層土壤MWD 和GMD 相較幼齡林分別顯著增加42.38%和57.78%。土壤團聚體MWD 和GMD 的總體數(shù)值狀況均以成熟林最大，幼齡林次之，中齡林最低，即土壤團聚體穩(wěn)定性成熟林＞幼齡林＞中齡林。

隨土層變化，鵝掌楸幼齡林土壤MWD 大小變化呈下層（1.51 mm）＜中層（1.70 mm）＜上層（1.75 mm），GMD 為下層（0.81 mm）＜中層（0.85 mm）＜上層（0.90 mm），中齡林和成熟林也呈現(xiàn)與幼齡林相同的變化趨勢，中齡林下層土壤MWD 比上層土壤顯著降低34.13%、GMD 降低15.86%，而成熟林下層土壤MWD 和GMD 分別下降8.03%和9.79%，即不同林齡鵝掌楸人工林土壤MWD 和GMD 隨土層加深，總體呈現(xiàn)微幅下降趨勢，由此可知，隨土層加深，土壤團聚體穩(wěn)定性降低。

圖1 不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體MWD 與GMDFig.1 MWD and GMD of soil aggregates in Liriodendron chinense plantation of different ages

2.3 不同林齡鵝掌楸人工林團聚體的有機碳分布特征及貢獻率

不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體有機碳含量如圖2所示。同一土層，不同林齡土壤團聚體有機碳含量存在顯著差異。隨鵝掌楸林齡增長，土壤團聚體有機碳含量范圍為2.51～28.16 g·kg-1，均表現(xiàn)為由幼齡林到中齡林降低、中齡林到成熟林增高趨勢。成熟林土壤＜0.053 mm 粒級團聚體有機碳含量最高，在0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm 土層中分別比幼齡林和中齡林高出89.40%、26.33%、51.05% 和133.34%、112.38%和191.58%。不同林齡內(nèi)，各粒級團聚體有機碳含量隨土層加深總體呈不斷減小的趨勢。

圖2 不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體的有機碳含量Fig.2 Organic carbon content of soil aggregates in Liriodendron chinense plantation of different ages

土壤上層（0～20 cm），幼齡林土壤團聚體呈＞2 mm（15.59 g·kg-1）、＜0.053 mm（14.87 g·kg-1）、2～0.25 mm（14.19 g·kg-1）和0.25～0.053 mm（12.16 g·kg-1），且各粒級土壤團聚體有機碳含量未達到顯著差異；中齡林土壤0.25～0.053 mm 粒級團聚體有機碳較其他粒級團聚體有機碳含量較低且達到顯著水平；成熟林團聚體有機碳以＜0.053 mm為最高。土壤中層（20～40 cm），幼齡林＜0.053 mm 粒級土壤團聚體有機碳含量最高，為13.52 g·kg-1，其余粒級團聚體有機碳含量之間差異性并不顯著；中齡林土壤團聚體有機碳含量變化則較為穩(wěn)定，范圍為6.85～8.04 g·kg-1；而鵝掌楸成熟林團聚體有機碳各粒級含量中為＜0.053 mm（17.08 g·kg-1）最高，0.25～0.053 mm（8.01g·kg-1）最低。土壤下層（40～60 cm）各粒級團聚體有機碳含量，幼齡林時期＜0.053 mm 含量最高（10.03 g·kg-1），中齡林＞2 mm 含量最高（5.79 g·kg-1），成熟林＜0.053 mm 最高（15.15 g·kg-1）?？傮w來說，隨著土層加深，各粒級土壤團聚體有機碳含量呈降低趨勢。

不同林分下土壤各粒級團聚體所占比例不同，僅用各粒級團聚體所含有機碳含量描述該土壤團聚體特征略顯不足。因此采用團聚體有機碳貢獻率，綜合考慮各粒級團聚體有機碳及團聚體所占比例進行計算，以便了解鵝掌楸人工林土壤團聚體對土壤有機碳具體貢獻狀況。不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體有機碳貢獻率變化規(guī)律不盡相同，但各土層內(nèi)2～0.25 mm 粒級團聚體的有機碳貢獻率均為最高（圖3）。隨鵝掌楸人工林逐漸發(fā)育至成熟，鵝掌楸人工林大團聚體（＞0.25 mm）有機碳貢獻率表現(xiàn)為隨林齡增加，貢獻率呈顯著增加趨勢，并在成熟林土層達到80%的有機碳貢獻率，即有機碳主要存儲于大團聚體（＞0.25 mm）中。＞2 mm 粒徑土壤團聚體有機碳貢獻率在土壤中隨鵝掌楸林齡增加呈現(xiàn)先減小再增大趨勢，而0.25～0.053 mm 粒徑團聚體有機碳貢獻率與之相反，呈先增大再減小趨勢。

相同林齡不同土層鵝掌楸人工林土壤有團聚體機碳貢獻率中，大團聚體團聚體有機碳貢獻率均占主體部分。幼齡林中＞2 mm 粒級團聚體團聚體有機碳貢獻率隨土層加深而減小，2～0.25 mm粒級團聚體有機碳貢獻率與之相反，隨土層加深而增大；＜0.053 mm 粒級團聚體有機碳貢獻率總體表現(xiàn)為最低，最小僅為4.27%。

圖3 不同林齡鵝掌楸人工林團聚體的有機碳貢獻率Fig.3 Contribution rate of organic carbon of aggregation in Liriodendron chinense plantation of different ages

2.4 鵝掌楸人工林的團聚體穩(wěn)定性與土壤因子的關(guān)系

土壤團聚體穩(wěn)定有利于促進土壤養(yǎng)分周轉(zhuǎn)循環(huán)、維持土壤環(huán)境穩(wěn)定、增強土壤抗干擾能力[6]，土壤團聚體穩(wěn)定性與土壤指標及林分因子緊密聯(lián)系。通過對土壤MWD、GWD 與土壤環(huán)境因子進行相關(guān)性分析（表4）可知，MWD 和GMD 與土壤全碳、全氮、碳氮比的相關(guān)性均達到極顯著水平，與林齡、土壤有機碳、林間年凋落物量的相關(guān)性達到顯著水平，這可能是由于土壤團聚的過程同時也是土壤固碳的重要途徑，一方面土壤團聚體通過自身物理保護增加土壤內(nèi)有機碳含量；另一方面林齡增加、地表枯落物養(yǎng)分歸還等有助于增加土壤有機碳含量，有機碳通過有機或無機的膠結(jié)作用、菌絲根系纏繞作用等促進土壤大團聚體形成，增強土壤團聚體穩(wěn)定性。此外，土壤MWD、GMD 與郁閉度、林分密度存在相關(guān)性，但未達到顯著水平。

表4 鵝掌楸人工林土壤穩(wěn)定性與土壤指標和林分因子的相關(guān)性分析?Table 4 Correlation analysis of soil stability with soil indexes and stand factors in Liriodendron chinense plantation

3 討 論

良好的土壤結(jié)構(gòu)主要依賴于其土壤團聚體的穩(wěn)定，而團聚體穩(wěn)定性是土壤性質(zhì)中影響土壤可持續(xù)利用和植物生長的重要因子。隨鵝掌楸人工林發(fā)育至成熟林，由于林下生態(tài)氣候趨于穩(wěn)定、林木生長速率趨于平緩、凋落物積累與養(yǎng)分歸還增多等致使土壤達到穩(wěn)定、適宜林木生長，且隨土壤微生物增多和活性增強，土壤有機物質(zhì)循環(huán)轉(zhuǎn)化速率加快，從而促進成熟林土壤粉粘粒和微團聚體向次級團聚體和大團聚體轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致大團聚體的數(shù)量不斷上升，土壤粉粘粒的數(shù)量下降，而土壤團聚體穩(wěn)定性與土壤砂粒含量呈顯著或極顯著正相關(guān),與粉粒和粘粒含量呈顯著負相關(guān)[16]，因此土壤穩(wěn)定性成熟林要顯著大于幼齡林及中齡林。

此外，大量研究結(jié)果表明：鵝掌楸人工林經(jīng)幼齡林-中齡林-成熟林3 個林齡，土壤團聚體組成均以大團聚體為主體部分，即土壤大團聚體含量多少影響土壤穩(wěn)定性強弱，王心怡等[12,16-17]在杉木、橡樹和油松人工林研究中也發(fā)現(xiàn)了類似規(guī)律。不同的是，本研究中鵝掌楸人工林土壤大團聚體含量總體表現(xiàn)為幼齡林-中齡林時期減少，在中齡林-成熟林時期大幅增加的趨勢，與部分研究顯示土壤大團聚體含量隨林齡增長而增加結(jié)果有異，可能是由于：

1）鵝掌楸為早期速生樹種，幼齡林增長速率緩慢，中齡林階段高速增長，成熟林趨緩至穩(wěn)定。在幼齡林快速生長階段，由于植物地上部凋落物積累較少，且林內(nèi)土壤C、N 等補給較低，土壤有機碳提升有限，土壤大團聚體形成受到抑制；中齡林階段的快速生長消耗土壤有機碳及土壤養(yǎng)分，使得＞2 mm 粒級團聚體形成再次受到影響；進入成熟期后，凋落物量積累較多，對土壤有機質(zhì)歸還大，有機碳輸入和積累的增多導(dǎo)致大團聚體含量增加；

2）造林前煉山整地雖具有短期激肥效益，但至幼林郁閉前，人工林地力下降，微生物活性減弱，生物多樣性降低，對土壤大團聚體形成抑制作用。

3）隨林齡增加，林間郁閉度呈成熟林＞中齡林＞幼齡林趨勢，即于幼齡林階段，由于林間郁閉度較小，雨水沖刷和雨滴激濺作用較強，土壤易受到崩解作用，土壤大團聚體含量降低；隨人工林發(fā)育至成熟林，林間郁閉度顯著提升，雨滴土壤濺蝕作用減弱，土壤大團聚體含量增加[18]。

綜上所述，土壤大團聚體含量總體呈先減再增趨勢，即土壤團聚體穩(wěn)定性表現(xiàn)為成熟林＞幼齡林＞中齡林。

土壤團聚體MWD、GWD 可以表征土壤團聚體的穩(wěn)定性。土壤MWD 和GMD 變化趨勢基本一致，表現(xiàn)為隨土層加深，土壤團聚體MWD 和GMD 呈下降趨勢；隨林齡增加，團聚體穩(wěn)定性呈幼齡林至中齡林時期降低、中齡林至成熟林時期增加的趨勢。此外，各土層內(nèi)，中齡林土壤MWD與GMD 值均為最低，說明鵝掌楸人工林中齡林時期土壤團聚體穩(wěn)定性最差，成熟林則優(yōu)于幼齡林和中齡林。這可能是因為在鵝掌楸人工林快速生長發(fā)育階段，根系快速延伸生長快速消耗土壤養(yǎng)分，且促進大土壤團聚體形成的膠結(jié)物質(zhì)含量較低，土壤大團聚體數(shù)量較少，團聚體穩(wěn)定性較差[19]；成熟期生長發(fā)育平緩，有機碳、膠結(jié)物質(zhì)等穩(wěn)定輸入，植物根系釋放分泌物、微生物活動強烈[20]等原因，大團聚體形成受激發(fā)作用，土壤團聚體穩(wěn)定性提高，土壤結(jié)構(gòu)逐漸恢復(fù)。

穩(wěn)定性團聚體內(nèi)部可以固存、保護有機碳，而有機碳則可以作為膠結(jié)物質(zhì)提高團聚體的穩(wěn)定性。研究表明，不同林齡鵝掌楸人工林土壤有機碳含量隨土層加深總體呈減少趨勢，與前人研究結(jié)果類似[21]，可能的原因如下：首先，土壤有機碳主要是地上凋落物、動植殘體、植物根系分泌脫落物等物質(zhì)經(jīng)微生物作用而成，而微生物分解作用隨土層深度加深而減弱，因此表層土壤有機碳含量比底層高；其次，有機碳含量受地上植被和植物根系影響，隨土層加深，植物根系密度減小，土壤有機碳積累量降低，因此存在垂直分布特征。

此外，研究表明，土壤有機碳含量隨鵝掌楸人工林林齡增加呈先減少后增加趨勢，與已有研究類似[22]。中齡林相較于幼齡林有機碳含量低可能是由于：1）經(jīng)過前代成熟林伐林前的枯落物累積和造林前的煉山整地有機物質(zhì)歸還等原因，幼齡林土壤中有機碳含量相對較高；2）林分發(fā)育至中齡林，林分尚未完全郁閉，林分密度低和林下植被豐富度較低，土壤有機碳輸入量較低，而鵝掌楸為速生林木，對土壤中養(yǎng)分需求較大，因此中齡林土壤團聚體有機碳含量較低；3）由于凋落物通過改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和自身分解釋放酶進入土壤，土壤微生物活性與數(shù)量受到激發(fā)作用，進而影響土壤有機碳含量[22]。4）隨林齡增加，土壤C/N 呈先減少后增加趨勢，而低C/N 致使土壤有機碳礦化率水平較高，加速有機碳損失[23-24]，因此中齡林土壤有機碳含量有所下降。隨鵝掌楸人工林發(fā)育至成熟林，林木生長發(fā)育速度減緩，養(yǎng)分需求降低；同時林間郁閉，林下生態(tài)小氣候逐漸完善，加之多年生長累計的凋落物、植物根系對土壤的改良以及各類有機質(zhì)的輸入量增加，成熟林時期土壤有機碳含量顯著增加。

隨鵝掌楸人工林林齡增加，有機碳輸入量增加，均以大團聚體貢獻率最高。此外，隨林齡增加，較小粒級團聚體（0.25～0.053 mm 和＜0.053 mm粒級團聚體）貢獻率逐漸降低，大團聚體（＞2 mm 和2～0.25 mm 粒級團聚體）貢獻率逐漸增長，這與Six 等[14]提出的有關(guān)團聚體形成的經(jīng)典模型相符合，有機碳輸入后，與微團聚體膠結(jié)形成大團聚體的速度加快，但新鮮不穩(wěn)定的有機碳膠結(jié)的大團聚體也容易被破壞而釋放大團聚體中的微團聚體。因此中齡林時期，＞2 mm 粒級團聚體的有機碳貢獻率略有降低；在成熟林時期，大團聚體的有機碳貢獻率逐漸上升，達到80%以上。

土壤團聚體MWD 和GMD 與土壤有機碳含量均呈正相關(guān)關(guān)系。隨鵝掌楸林齡增加，土壤團聚體有機碳含量增加，成熟林土壤MWD 和GMD均顯著高于幼齡林和中齡林，說明林齡增加有助于土壤形成大團聚體，并且增加團聚體有機碳含量[25]。

本研究涉及鵝掌楸幼齡林、中齡林、成熟林3 個齡組人工林的土壤團聚體及其有機碳均存在顯著差異，但由于研究對象中各齡組之間林齡差距較大，為更加詳盡且科學(xué)解釋鵝掌楸人工林生長過程中土壤性狀變化特征，在今后研究中將采取適當(dāng)縮小林齡差距、增加試驗對象分組、拓展測定指標等方式方法進行研究。

3 結(jié) 論

1）不同林齡鵝掌楸人工林的土壤團聚體組成各不相同，但均以大團聚體（＞0.25 mm）為主，含量為54.98%～84.90%，即大團聚體含量影響土壤團聚體穩(wěn)定性。

2）土壤團聚體穩(wěn)定性指標：平均質(zhì)量直徑（MWD）和平均幾何直徑（GMD）均以成熟林的最大、幼齡林其次、中齡林最?。磺覉F聚體MWD和GMD 具有明顯垂直分布特征，隨土層加深，指標數(shù)值下降，即土壤團聚體穩(wěn)定性隨土層加深而降低。

3）不同林齡鵝掌楸人工林土壤團聚體有機碳含量及有機碳貢獻率均以大團聚體中占比為最高，即大團聚體有機碳含量占土壤團聚體有機碳含量中的主導(dǎo)部分。

4）土壤大團聚體組成含量、團聚體穩(wěn)定性、團聚體有機碳含量及有機碳貢獻率總體隨鵝掌楸人工林的林齡增加而不斷增加，即隨鵝掌楸人工林林齡增加，土壤團聚體穩(wěn)定性增強、土壤有機碳含量增加、林內(nèi)土壤地力改善，有助于林木生長。