油松林土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量變化及其影響因素

王 越，欒亞寧，王 丹，戴 偉

（1. 北京林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，北京 100083；2. 北京松山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理處，北京 102115）

20世紀(jì)50年代以來，土壤有機(jī)碳含量和儲(chǔ)量一直是研究焦點(diǎn)之一[1]。1982年，POST等[2]通過建立全球土壤碳密度的地理分布與氣候因子和植被因子間的關(guān)系，估算全球1 m厚度土壤有機(jī)碳庫存量約1 395 Pg。此后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者采取不同估算方法，推算出全球 1 m 土層中土壤有機(jī)碳庫為 1 143～1 576 Gt[3?5]；另有國(guó)內(nèi)學(xué)者依據(jù)2次全國(guó)土壤普查所得的土壤屬性數(shù)據(jù)，估算中國(guó)有機(jī)碳庫為50.0～80.7 Gt[6]。為了掌握土壤有機(jī)碳累積變化特點(diǎn)，更多研究者在小尺度范圍探討土壤有機(jī)碳的相關(guān)影響因子，發(fā)現(xiàn)植被類型[7?8]、氣候條件[9]、林齡[10?11]、造林[12]和撫育間伐措施[13?14]以及土壤理化性質(zhì)[15]等都可能影響土壤有機(jī)碳累積。油松Pinus tabulaeformis是中國(guó)北方主要造林樹種之一，分布面積約161×104hm2，其土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量及動(dòng)態(tài)是影響土壤碳循環(huán)的重要因素。油松林地主要土壤類型為山地棕壤和褐土，其土層相對(duì)較薄[10]，土壤有機(jī)碳的相關(guān)研究大多集中于60 cm以上土層，而其下土層數(shù)據(jù)多為估算值，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)極少。1996年，馬欽彥等[16]以中國(guó)山西太岳山和北京西山油松天然純林為研究對(duì)象，估算中國(guó)油松林0～130 cm土層深度的平均土壤有機(jī)碳含量為90 t·hm?2，但存在點(diǎn)位過少，研究尺度小等問題。此后相關(guān)研究多以小區(qū)域?yàn)榛A(chǔ)，探討不同因子對(duì)油松林土壤有機(jī)碳的影響[7, 10?11]，而大尺度范圍的相關(guān)研究鮮有報(bào)道。因此，從宏觀角度量化油松林土壤有機(jī)碳變化及其影響因素，對(duì)今后探討其在調(diào)節(jié)碳平衡中的作用和貢獻(xiàn)具有重要意義。本研究通過收集1980?2017年油松林土壤有機(jī)碳和相關(guān)影響因子文獻(xiàn)中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分析0～60 cm土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量的垂直變化和時(shí)間變化特征及主要影響因子，旨在為今后估算及預(yù)測(cè)油松林有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量變化提供參考，也為揭示油松林土壤對(duì)碳循環(huán)的貢獻(xiàn)提供理論支持。

1 研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與收集

利用 Web of Science和中國(guó)知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等，分別以主題詞“Pinus tabulaeformis & Soil organic carbon”和“油松&土壤有機(jī)碳”檢索1980?2017年CSCD-E庫及以上公開發(fā)表學(xué)術(shù)期刊，并設(shè)置篩選標(biāo)準(zhǔn)如下：①數(shù)據(jù)基于實(shí)測(cè)值；②土壤類型為棕壤和褐土。文獻(xiàn)采集數(shù)據(jù)包括各層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、土壤理化性質(zhì)(土壤容重、全氮、碳氮比和pH)、林木特征(凋落物、林分密度、郁閉度和林齡)以及氣候因子(年均氣溫和年均降水量)共計(jì)10個(gè)因子的相關(guān)數(shù)據(jù)，當(dāng)研究點(diǎn)沒有年均氣溫和年均降水量信息時(shí)，根據(jù)研究點(diǎn)的經(jīng)緯度及研究時(shí)間，通過使用中國(guó)氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)站(http://data.cma.cn/site/index.html)進(jìn)行補(bǔ)充。最后共收集165篇有效文獻(xiàn)。

1.2 數(shù)據(jù)整理

采集的數(shù)據(jù)首先按照 1980?1989、1990?1999、2000?2009和2010?2017年4個(gè)時(shí)段以及0～20、20～40和40～60 cm的3個(gè)土層深度分類匯總(圖1)，其后按照下述方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和補(bǔ)充。

圖1 土壤有機(jī)碳樣點(diǎn)數(shù)量Figure 1 Quantitative distribution of soil organic carbon

1.2.1 統(tǒng)一土層深度 由于部分文獻(xiàn)土層深度劃分標(biāo)準(zhǔn)不符合本研究劃分要求，為此利用加權(quán)平均法對(duì)土層深度和對(duì)應(yīng)的土壤性質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行等間隔深度轉(zhuǎn)換[17]。

1.2.2 統(tǒng)一單位 將文獻(xiàn)中土壤全氮和土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)單位統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為g·kg?1，并根據(jù)式(1)將部分文獻(xiàn)中土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

式(1)中：CSOC為土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g·kg?1)；CSOM為土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g·kg?1)。

1.2.3 補(bǔ)充缺失容重?cái)?shù)據(jù) 對(duì)于部分文獻(xiàn)中缺失的土壤容重?cái)?shù)據(jù)采用下述方法進(jìn)行補(bǔ)充。篩選同時(shí)具有土壤有機(jī)質(zhì)和土壤容重的文獻(xiàn)，將各點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)值代入式(2)[18]獲取該點(diǎn)的土壤容重估算值：

式(2)中：BD為土壤容重(g·cm?3)；CSOM為土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g·kg?1)。

以各點(diǎn)的實(shí)測(cè)值和估算值為成對(duì)變量進(jìn)行t檢驗(yàn)。結(jié)果表明各點(diǎn)的估算值比實(shí)測(cè)值平均高0.22 g·cm?3(圖2A)，存在明顯差異。據(jù)此，對(duì)式(2)修正后獲得：

再次利用t檢驗(yàn)對(duì)估算值和實(shí)測(cè)值進(jìn)行顯著性分析。結(jié)果表明：式(3)獲得的土壤容重估算值和實(shí)測(cè)值之間差異不顯著，可以更好地反映油松林土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)和土壤容重間的關(guān)系(圖2B)。為此，利用修正后的式(3)對(duì)缺失的容重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。

圖2 土壤容重實(shí)測(cè)值與估算值比較Figure 2 Comparison of measured and calculated soil bulk density

1.2.4 土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量估算 油松林各層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量計(jì)算公式[19]為：

式(4)中：CSOCs為某特定深度土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量(Tg)；CSOCi為第i層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g·kg?1)；BDi為第i層土壤容重(g·cm?3)；Ti為第i層土層厚度(cm)；Gi為直徑大于2 mm的石礫所占的體積百分比(%)；n為參與計(jì)算的土壤層次總數(shù)；S為4個(gè)時(shí)段油松林分布總面積(hm2)。油松林不同時(shí)段各林齡面積及占比見表1。

表1 不同時(shí)段油松林各齡組面積及占比Table 1 Statistics of P. tabulaeformis forest area at different stages

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采集數(shù)據(jù)經(jīng)Excel 2016初步整理后，利用SPSS 23.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，檢驗(yàn)相同土層不同時(shí)段以及相同時(shí)段不同土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異，多重比較采用最小顯著差異(LSD)法，相關(guān)性分析采用Pearson檢驗(yàn)，并利用多元逐步回歸和通徑分析相結(jié)合的方法分析土壤性質(zhì)和林分特征對(duì)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化特征

從表2可知：各時(shí)段土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)表聚現(xiàn)象明顯，0～20 cm土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)占整個(gè)剖面的47%～54%，表現(xiàn)出隨土層深度的增加而減少的剖面垂直變化特征。各層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)表現(xiàn)出不同程度的時(shí)間變化特點(diǎn)，其中0～20 cm土層土壤變化最為強(qiáng)烈，在1980?1989年為19.50 g·kg?1，此后經(jīng)歷了 20 a的持續(xù)降低，2000?2009年達(dá)到最低點(diǎn)，僅 14.57 g·kg?1，2010?2017年又顯著增加至20.76 g·kg?1。20～60 cm土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí)間變化趨勢(shì)與0～20 cm相同，同樣表現(xiàn)出高—低—高的變化特點(diǎn)，但各個(gè)時(shí)段間不存在層間顯著差異，土壤碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)相對(duì)穩(wěn)定。各層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)變異系數(shù)為0.55～0.96，屬于中等變異。

表2 不同時(shí)段土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)分析Table 2 Variation of soil organic carbon content at different stages

2.2 土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量變化特征

由表3可以看出：0～20 cm土層是油松林土壤有機(jī)碳的主要碳庫，1980?1989、1990?1999、2000?2009和 2010?2017年 4個(gè)時(shí)期的碳儲(chǔ)量分別為 97.18、90.20、86.27和 124.92 Tg，占 0～60 cm 土層土壤總碳儲(chǔ)量的45.41%～50.57%。隨著土層加深，有機(jī)碳儲(chǔ)量降低，20～40和40～60 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量占比分別為28.58%～33.76%和20.83%～22.78%。在1980?2017年，各土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量表現(xiàn)出與土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一致的時(shí)間變化特征。與1980?1989年相比，1990?1999年土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量呈降低趨勢(shì)，但總體變化不大，0～60 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量減少了6.81 Tg；進(jìn)入2000?2009年后，有機(jī)碳儲(chǔ)量降低幅度較大，共減少14.81 Tg；在2010?2017年，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量快速增加，達(dá)247.02 Tg，為40 a來的最高水平，特別是0～20 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量增幅達(dá)38.65 Tg，占增幅總量的61%。綜上可見，近40 a間0～60 cm土層土壤有機(jī)碳庫變動(dòng)主要集中在0～20 cm土層，而20～60 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量始終保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

2.3 土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響因素通徑分析

2.3.1 相關(guān)性分析 表4表明：土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與土壤容重呈極顯著負(fù)相關(guān)(P＜0.01)，與土壤全氮、pH、郁閉度以及林齡呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，而與年均氣溫、年均降水量和林分密度相關(guān)不顯著。

表4 0～20 cm 土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與各因子間的 Pearson相關(guān)性分析Table 4 Pearson correlation analysis between 0?20 cm soil organic carbon and each factors

2.3.2 多元回歸分析 將土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù) (y)與土壤容重 (x1)、全氮 (x2)、郁閉度 (x3)進(jìn)行逐步多元回歸分析，得到標(biāo)準(zhǔn)多元回歸方程：y=?0.061 2x1+0.037 6x2+0.310 0x3。其中，回歸方程中的系數(shù)為直接通徑系數(shù)。

2.3.3 通徑分析 多元回歸結(jié)果表明：土壤容重、全氮、郁閉度3個(gè)因子對(duì)0～20 cm土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響顯著，但各個(gè)影響因子間的相關(guān)性導(dǎo)致信息重疊，僅根據(jù)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與影響因子間的系數(shù)，仍然無法明確各個(gè)因子對(duì)有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化的影響程度。為此，將逐步多元線性回歸分析中的變量均納入通徑分析，通徑分析[28?29]是研究多個(gè)變量與因變量之間線性關(guān)系的多元統(tǒng)計(jì)方法，當(dāng)多個(gè)解釋變量交互作用對(duì)響應(yīng)變量產(chǎn)生影響時(shí)，通徑分析將極具優(yōu)勢(shì)。根據(jù)計(jì)算獲得間接通徑系數(shù)和決定系數(shù)，分析3個(gè)因子對(duì)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響作用。

表5及圖3結(jié)果表明：土壤容重對(duì)有機(jī)碳表現(xiàn)出強(qiáng)烈的直接負(fù)效應(yīng)，顯著掩蓋了間接正效應(yīng)的影響，導(dǎo)致其降低土壤有機(jī)碳的作用較強(qiáng)。同理，全氮和郁閉度表現(xiàn)出增加土壤有機(jī)碳的作用。決定系數(shù)(R2)是通徑分析中的綜合性決策指標(biāo)，按絕對(duì)值大小對(duì)有機(jī)碳的影響從大到小依次為容重(R2=0.375)、容重與全氮相互作用(R2=0.195)、全氮(R2=0.141)、郁閉度(R2=0.096)，表明土壤容重、全氮和郁閉度以及三者間的相互作用共同控制著土壤有機(jī)碳的變化強(qiáng)度和方向。

圖3 土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)各因子的響應(yīng)Figure 3 Soil organic carbon content response to factors

表5 通徑分析結(jié)果Table 5 Results of path analysis of factors

3 討論

3.1 油松林土壤有機(jī)碳變化的影響因素

土壤容重對(duì)土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出明顯的直接負(fù)效應(yīng)，主要由于容重通過改變土壤孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)影響土壤水氣環(huán)境，改變土壤微生物的生長(zhǎng)和活動(dòng)特征，對(duì)土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化產(chǎn)生強(qiáng)烈影響[30]；此外，逯軍峰等[31]研究發(fā)現(xiàn)：油松林土壤容重與凋落物總量、凋落物現(xiàn)存量、分解率表現(xiàn)出顯著負(fù)相關(guān)。土壤全氮和碳氮比對(duì)土壤有機(jī)碳的轉(zhuǎn)化方向和強(qiáng)度有重要作用。王棣等[8]研究表明：容重與土壤全氮、碳氮比呈顯著負(fù)相關(guān)，這與本研究結(jié)果一致。全氮對(duì)土壤有機(jī)碳呈顯著正效應(yīng)，氮素作為土壤微生物的重要營(yíng)養(yǎng)元素，能夠?qū)ν寥牢⑸锘顒?dòng)產(chǎn)生直接影響。還有研究發(fā)現(xiàn)：較高的全氮能夠降低凋落物葉中碳氮比，避免微生物與植物的“爭(zhēng)氮”現(xiàn)象，利于凋落物礦化分解[32?33]。郁閉度是影響林下植被群落結(jié)構(gòu)、改變凋落物組成和林地土壤特征的重要因素。油松人工林中，喬木層植物種類單一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，養(yǎng)分分解歸還速率慢[34]，林下植被作用更為重要[35]。低郁閉度條件下可以豐富林下植被群落，減少凋落物中的木質(zhì)素和粗纖維等難溶性物質(zhì)含量以及改善林地土壤性質(zhì)，從而提高土壤微生物對(duì)油松凋落物的分解速度[36]，促進(jìn)土壤有機(jī)碳變化。

有研究指出：降水[37]、氣溫[38?39]、pH[39]和種植密度[40]是油松林土壤有機(jī)碳變化的可能影響因素，這與本研究結(jié)果不同。本研究表明：近40 a間研究區(qū)年均降水量、年均氣溫和土壤pH均未出現(xiàn)明顯變化，年均降水量最大相差僅54.7 mm，年均氣溫維持在7.7～8.8 ℃，土壤均為中性(pH 6.99～7.58)。此外，中國(guó)油松林以人工林為主，不同地區(qū)對(duì)種植密度要求雖有不同，但整體差異不大[41]。由于年均氣溫、年均降水量和土壤pH的穩(wěn)定性以及人工種植密度的相對(duì)一致性，使上述因素沒有對(duì)油松分布區(qū)土壤有機(jī)碳產(chǎn)生強(qiáng)烈影響。

3.2 油松林有機(jī)碳變化特征

3.2.1 油松林土壤有機(jī)碳垂直變化特征 棕壤和褐土在形成過程中存在強(qiáng)烈的黏化過程，從而在淋溶層以下形成厚度40～80 cm的黏化層，表現(xiàn)出黏粒含量高(20%～30%)、土壤緊實(shí)致密、滲透性差的土層特征[42]，使凋落物分解補(bǔ)充的有機(jī)碳源主要集中在表層土壤，土壤有機(jī)碳呈現(xiàn)出表聚特征，但其下層土壤有機(jī)碳始終相對(duì)穩(wěn)定且保持在較低水平。近40 a間研究區(qū)年均降水量為560～610 mm，變幅較小，最大相差僅50 mm，各時(shí)期上層土壤中可溶性有機(jī)碳淋溶量相對(duì)穩(wěn)定。由于黏化層對(duì)淋溶強(qiáng)度的制約以及每年死亡根系數(shù)量有限，導(dǎo)致下層土壤有機(jī)碳輸入量遠(yuǎn)低于上層土壤，加之黏化層的影響造成土壤水氣狀況不良，微生物繁殖和活動(dòng)被抑制，導(dǎo)致下層土壤有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)換緩慢。

3.2.2 油松林土壤有機(jī)碳時(shí)間變化特征 油松林土壤有機(jī)碳變化與林木生長(zhǎng)特征密切相關(guān)，這已在諸多研究中得以證實(shí)[10?11,43]。由于油松造林地土壤相對(duì)肥沃，立地條件較好，育種初期幼齡林有機(jī)碳處于較高水平。造林前的整地、蓄水等營(yíng)林措施改善土壤容重，營(yíng)造良好水、氣條件，土壤微生物繁殖和活動(dòng)旺盛，利于有機(jī)質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化[44]，為幼林生長(zhǎng)提供充足養(yǎng)分。隨著林木生長(zhǎng)郁閉度增加，林分透光率降低，林下植被開始逐漸淘汰，有機(jī)質(zhì)來源減少。油松人工林一般在造林15 a后開始進(jìn)行撫育間伐作業(yè)[45]，受撫育間伐影響，郁閉度降低，透光率提高，土壤微生物和土壤酶對(duì)間伐響應(yīng)迅速，土壤生物活性提高[46]。進(jìn)入中齡階段(20 a)后，油松林進(jìn)入快速生長(zhǎng)期，林木間的競(jìng)爭(zhēng)分化已緩和或基本停止，凋落物主要為難分解的油松凋落物，養(yǎng)分歸還率慢，土壤微生物更多通過分解土壤原有有機(jī)物以滿足林木生長(zhǎng)對(duì)養(yǎng)分的需求，土壤容重和全氮出現(xiàn)了明顯的負(fù)極化趨勢(shì)[47]，導(dǎo)致土壤有機(jī)碳降低至近40 a最低點(diǎn)。近熟林(＞35 a)階段，油松林土壤微生物及土壤酶酶活性明顯改善，森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性更強(qiáng)[43]，林下植被得以恢復(fù)，種類更為豐富的凋落物及根系逐年積累，為土壤微生物新陳代謝和自身合成提供豐富的碳、氮以及能量來源[48]，加之土壤容重改善以及土壤氮素供應(yīng)能力提高，促進(jìn)微生物對(duì)凋落物的分解轉(zhuǎn)化，使土壤中有機(jī)碳逐步恢復(fù)和提高。

改革開放以來，中國(guó)林業(yè)政策不斷演變[49]，不同時(shí)期森林經(jīng)營(yíng)措施深刻影響著油松生長(zhǎng)過程，導(dǎo)致各林齡油松林面積不斷發(fā)生變化。1978?1983年，中國(guó)開展了全國(guó)范圍的植樹造林活動(dòng)，但1984?1991年，在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使下，過量采伐和大面積皆伐成為中國(guó)森林主要經(jīng)營(yíng)方式，導(dǎo)致該時(shí)期中齡林及近熟林面積占比較低，油松幼齡林面積達(dá)132.9×104hm2，占總面積的64%。由于良好的土壤種植條件和整地措施，1980?1989年油松林0～60 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量處于較高水平，為205.45 Tg。1992年起，中國(guó)開始實(shí)行一系列林業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，亂砍濫伐、毀林開荒和占用林地現(xiàn)象得到遏制，使得1990?1999年油松林總面積增加至243.1×104hm2。但由于該時(shí)期幼齡林+近熟林面積占比降低，而中齡林面積增加至91.4×104hm2，占比提高38%，抵消了總面積增加對(duì)土壤有機(jī)碳的增加效果，使土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量和前期相比，降低了6.81 Tg左右。2000年后中國(guó)進(jìn)一步啟動(dòng)“天然林資源保護(hù)工程”，嚴(yán)禁采伐或大幅削減森林采伐量等更嚴(yán)格的森林保護(hù)措施，最大程度地保證油松生長(zhǎng)，使2000?2009年中齡林面積進(jìn)一步提高至103.9×104hm2，占比達(dá)45%，加之該時(shí)期總面積出現(xiàn)小幅降低，上述雙重因素的疊加作用導(dǎo)致該時(shí)期0～60 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量出現(xiàn)較大幅度降低，達(dá)到近40 a的最低點(diǎn)，僅183.83 Tg。2010?2017年，雖然幼齡林面積持續(xù)降低，但經(jīng)過近30 a自然生長(zhǎng)，20世紀(jì)80年代種植的油松大部分進(jìn)入近熟林階段，近熟林面積達(dá)93.1×104hm2，兩者占比達(dá)59%，加之總面積增加至251.2×104hm2，不僅抵消了該時(shí)期中齡林對(duì)土壤有機(jī)碳的降低作用，而且使0～60 cm土層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量出現(xiàn)較大幅度增加，達(dá)247.02 Tg的最高值。

4 結(jié)論

近40 a來，油松林土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量變化表聚現(xiàn)象明顯，0～20 cm土層是土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)或儲(chǔ)量變化的主要貢獻(xiàn)者，土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量的占比分別達(dá)47%～54%和45%～50%。由于年均降水量和土壤黏化層對(duì)上層土壤可溶性有機(jī)碳輸入和微生物活動(dòng)制約以及死亡根系提供碳源有限，20～60 cm土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量在各階段始終處于相對(duì)穩(wěn)定和較低的水平。油松林0～60 cm土層土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)和儲(chǔ)量均呈先減少后增加的時(shí)間變化特征，其中，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量從1980?1989年的205.45 Tg降低至2000?2009年最低點(diǎn)，為183.83 Tg，之后2010?2017年間出現(xiàn)較大幅度的增加，達(dá)到最高，為247.02 Tg。油松林地土壤性質(zhì)、林分條件和各齡組面積比例受不同時(shí)期森林經(jīng)營(yíng)和保護(hù)措施深刻影響，土壤容重、土壤全氮和林分郁閉度是導(dǎo)致油松林土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)及儲(chǔ)量變化的主要因素，隨著近熟林面積比例的增加，預(yù)計(jì)未來仍會(huì)繼續(xù)保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。