不同利用方式對(duì)黑鈣土腐殖質(zhì)組分剖面分布特征的影響1)

李春麗 董軍 王鴻斌 王麗群 趙蘭坡

(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，長(zhǎng)春，130118) (吉林省土地整治中心) (吉林農(nóng)業(yè)大學(xué))

土壤有機(jī)質(zhì)(SOM)是指存在于土壤中的所有含碳的有機(jī)物質(zhì)，包括土壤中各種動(dòng)、植物殘?bào)w、微生物體及其分解和合成的各種有機(jī)物質(zhì)[1-2]。土壤腐殖質(zhì)是有機(jī)質(zhì)進(jìn)入土壤后經(jīng)微生物作用，形成的多分散和多功能有機(jī)化合物的混合物[3-4]，是土壤有機(jī)質(zhì)存在的主要形態(tài)，對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)具有多方面的化學(xué)保護(hù)作用，能夠提高對(duì)微生物降解的穩(wěn)定性，延長(zhǎng)在土壤中的循環(huán)周期，從而影響有機(jī)質(zhì)的累積、遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程[5]。土壤腐殖質(zhì)按照其在酸、堿溶液中的溶解程度，可分為胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)。HA能促進(jìn)土壤結(jié)構(gòu)體的形成，其芳構(gòu)化和縮合度較高；FA直接影響土壤微生物的活性和數(shù)量[6]，進(jìn)而影響土壤中有機(jī)和無(wú)機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化、遷移和降解，對(duì)土壤肥力有一定作用；HM與黏粒礦物結(jié)合緊密，化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定，活性較低[7]。HA和FA是土壤腐殖質(zhì)的最重要組分，在改善土壤團(tuán)粒、保持和提高土壤肥力等方面起著重要作用[8-9]。

土地利用方式的變化和施肥策略常是影響腐殖質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能發(fā)生動(dòng)態(tài)變化的關(guān)鍵因素[10-12]。近年來(lái)，關(guān)于草原、森林、農(nóng)田等不同利用方式土壤腐殖質(zhì)含量及組成特征的研究較多[13-15]。吳麗芳等[16]認(rèn)為土壤腐殖質(zhì)含量旱地最多，林地居中，裸地最少；HA、FA含量與腐殖質(zhì)含量在旱地、林地和裸地中的分布趨勢(shì)一致。Navarrete et al.[17]研究表明，原生林向其他土地利用方式(如次生林、耕地和草地等)轉(zhuǎn)變導(dǎo)致FA的含量減少，而HA的含量增加。但目前在土地利用方式對(duì)腐殖質(zhì)影響的研究上，主要關(guān)注于對(duì)腐殖質(zhì)含量的影響，并且這些研究多取樣于土壤表層，而不同利用方式對(duì)黑鈣土剖面各層腐殖質(zhì)組分和性質(zhì)影響的研究較少。本文對(duì)黑鈣土區(qū)天然草地、人工林地和耕地土壤0～100 cm剖面各土壤發(fā)生層中腐殖質(zhì)組成特征進(jìn)行研究，從化學(xué)組分角度闡明不同利用方式黑鈣土剖面中腐殖質(zhì)含量和組分的變化特征，為進(jìn)一步理解黑鈣土有機(jī)質(zhì)分布規(guī)律及有機(jī)碳庫(kù)的穩(wěn)定機(jī)制提供數(shù)據(jù)支持。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于吉林省西部黑鈣土區(qū)，分布于松遼平原西側(cè)松嫩平原南部(43°53′～44°54′N(xiāo)，123°59′～124°59′E)，地面海拔150～200 m。屬溫帶半干旱季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫4.6 ℃，全年1月最冷，7月最熱。土壤有季節(jié)性凍層，結(jié)凍期土壤微生物活動(dòng)受到抑制，為黑鈣土積累腐殖質(zhì)創(chuàng)造了條件。但由于區(qū)內(nèi)雨量較少，年降水量370～470 mm，全年降水量的80%集中在7—9月，自然植被比較稀疏，土壤組成較粗，有機(jī)質(zhì)分解較快，故土壤腐殖質(zhì)積累較少，腐殖質(zhì)層厚度多數(shù)只有30～50 cm。自然植被為草甸草原，一般植物株體比較矮小，具有耐旱、耐鹽堿特性，主要有針茅(Stipagrandis(P. A. Smirn.))、兔毛蒿(Filifoliumsibiricum(L.) Kitam.)草原和堿草(Leymuschinese(Trin．) Tzvel)草原兩類(lèi)。目前，黑鈣土區(qū)天然草原大部分被墾為耕地，或?yàn)榉里L(fēng)固沙直接栽植人工林。

2 材料與方法

設(shè)立3種不同土地利用方式，分別為：(1)天然草地，建群種為羊草(Leymuschinensis(Trin.) Tzvel)，不進(jìn)行耕作，不施任何肥料，只在秋季割干草、秋冬放牧；(2)人工林地，屬小葉楊純林(PopulussimoniiCarr.)，為1960年天然草地直接轉(zhuǎn)換為人工林，或者在1980年左右作為“三北防護(hù)林”工程形成人工林地，不施肥，也不進(jìn)行耕作，自然生長(zhǎng)，林分密度約為860株·hm-2，株高平均約7.6 m；(3)耕地，在1960年由天然草地開(kāi)墾而來(lái)，施用常規(guī)氮肥和磷肥，種植作物為玉米(ZeamaysL.)，一年一熟制，玉米秋季收獲后根茬部分進(jìn)行還田。

2017年10—11月，選取3個(gè)自然條件相近的采樣點(diǎn)，分別為吉林省前郭縣孤楊村和大父屯、吉林省農(nóng)安縣萬(wàn)順村。3個(gè)采樣點(diǎn)以孤楊村為中心，其余2個(gè)采樣點(diǎn)距其直線距離約為40 km，3個(gè)采樣點(diǎn)皆位于平原之上，地勢(shì)平緩，相對(duì)高差5～15 m，土壤亞類(lèi)皆為草甸黑鈣土。由于采樣點(diǎn)屬于不同的所有者，我們將其作為單獨(dú)的重復(fù)[18]。每個(gè)采樣點(diǎn)選擇代表性地塊采集以上3個(gè)處理土壤剖面樣品。土壤剖面分為腐殖質(zhì)層、過(guò)渡層、石灰淀積層、過(guò)渡層和母質(zhì)層5個(gè)土層。每個(gè)采樣地塊再在中心區(qū)域以15～30 m間隔挖3個(gè)土壤剖面，3個(gè)剖面的土壤樣品隨后分別在5個(gè)土層中混合。草地和林地采集樣品時(shí)起始層為礦質(zhì)土層(表層凋落物被清除)，土樣在實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干，過(guò)2 mm篩后備用。各樣點(diǎn)基本情況見(jiàn)表1。

表1 土壤采樣點(diǎn)基本情況

指標(biāo)測(cè)定：采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)。腐殖質(zhì)的分組采用腐殖質(zhì)組成修改法[13]，將土壤腐殖質(zhì)分為胡敏酸(HA)、富里酸(FA)和胡敏素(HM)3個(gè)組分，采用TOC分析儀(島津TOC-VCPH)測(cè)定腐殖酸(HE)和胡敏酸(HA)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，富里酸(FA)和胡敏素(HM)質(zhì)量分?jǐn)?shù)通過(guò)差減計(jì)算得出。QP值為胡敏酸占可提取腐殖質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，QP=(w(HA)/w(HE))×100%。

數(shù)據(jù)處理：采用Excel 2007對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。不同處理間數(shù)據(jù)的差異顯著性采用LSD(最小顯著性法)進(jìn)行比較，所有統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS17.0。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同利用方式土壤胡敏酸剖面分布規(guī)律

草地、林地和耕地土壤剖面中胡敏酸(HA)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.32～0.81 g/kg，占土壤總有機(jī)碳的比例范圍為4.45%～28.37%(表2)。土層由腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層，HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，HA占土壤總有機(jī)碳的比例卻呈升高趨勢(shì)。

3種利用方式土壤HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨土層加深均下降，但下降趨勢(shì)呈現(xiàn)不同特征。表2中，草地、林地和耕地土壤腐殖質(zhì)層HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為各土層最高，林地為3種利用方式中最高。草地土壤HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層變化分別為-19%、5%、-17%和-5%，呈減少趨勢(shì)。林地土壤HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層變化分別為-29%、-15%、-20%和-19%，呈減少趨勢(shì)。耕地土壤HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層變化分別為-14%、-16%、-9%和-13%，亦呈減少趨勢(shì)。草地、林地和耕地土壤HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層分別下降了33%、60%和43%。

表2 不同利用方式時(shí)土壤剖面中腐殖質(zhì)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)

草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，土壤剖面中HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異在各土層都有發(fā)生。在腐殖質(zhì)層,3種利用方式土壤HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在顯著差異(P<0.05)，草地土壤HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于林地，由大到小表現(xiàn)為林地、草地、耕地；在淀積層，草地土壤HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他2種利用方式，林地和耕地土壤HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別低于草地23%和18%；在母質(zhì)層，土壤HA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小表現(xiàn)為草地、耕地、林地；在兩個(gè)過(guò)渡層，3種利用方式之間HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒(méi)有顯著差異。在整個(gè)土壤剖面中，草地土壤的HA平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于林地和耕地。草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降了14%、9%。

3.2 不同利用方式土壤富里酸剖面分布規(guī)律

草地、林地和耕地土壤剖面中各土層FA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.60～4.23 g/kg，占土壤總有機(jī)碳的比例范圍為22.62%～53.53%(表3)。FA占土壤總有機(jī)碳的比例，從腐殖質(zhì)層至淀積層，F(xiàn)A的比例呈現(xiàn)逐漸升高趨勢(shì)；但從淀積層至母質(zhì)層，F(xiàn)A的比例呈波動(dòng)升高趨勢(shì)(耕地除外)。

表3 不同利用方式時(shí)土壤腐殖質(zhì)各組分占土壤總有機(jī)碳的比例

土層由腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層，3種利用方式土壤FA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，但下降趨勢(shì)亦呈現(xiàn)不同特征。草地、林地和耕地土壤腐殖質(zhì)層FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為各土層最高，林地為3種利用方式中最高。草地土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層變化分別為-15%、-11%、-52%和-30%，呈減少趨勢(shì)。林地土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層分布變化分別為-34%、-36%、-32%和-51%，呈減少趨勢(shì)。耕地土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層分布變化分別為8%、-8%、-59%和-47%，呈先增后減特征。草地、林地和耕地土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層分別下降了75%、86%和78%。

草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，土壤剖面中FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的差異主要發(fā)生在腐殖質(zhì)層和淀積層以下的土層。腐殖質(zhì)層草地土壤FA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比林地低7%，比耕地高38%；第1個(gè)過(guò)渡層草地土壤FA的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比林地和耕地高21%和9%，同時(shí)草地腐殖質(zhì)層和第1個(gè)過(guò)渡層中FA占土壤總有機(jī)碳的比例明顯高于其他2種利用方式(表3)。雖然草地腐殖質(zhì)層土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)比林地低，草地第1個(gè)過(guò)渡層土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)與耕地沒(méi)有顯著差異，但草地腐殖質(zhì)層和第1個(gè)過(guò)渡層土壤FA占土壤總有機(jī)碳的比例高于林地和耕地，這說(shuō)明草地有利于腐殖質(zhì)層和第1個(gè)過(guò)渡層土壤FA的形成。耕地剖面土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍低于草地，且耕地在淀積層及以上各土層FA的百分比也較低，這反映了耕地不利于上層土壤(淀積層以上)中FA的形成。草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，F(xiàn)A質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降了16%、17%。

3.3 不同利用方式土壤胡敏素剖面分布規(guī)律

草地、林地和耕地土壤剖面中HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.30～13.94 g/kg，占土壤總有機(jī)碳的比例范圍為22.56%～71.17%(表3)。隨土壤剖面深度增加，草地、林地和耕地土壤HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸降低，從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層分別下降了95%、98%和96%，HM占土壤總有機(jī)碳的比例亦呈降低趨勢(shì)。

3種利用方式土壤腐殖質(zhì)層HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為林地最高，草地次之，耕地最低，這與土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分布規(guī)律基本一致；在淀積層以下土層，草地土壤HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于林地和耕地，這反映了草地對(duì)HM的保護(hù)效應(yīng)更強(qiáng)。草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，HM質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了4%、15%。耕地HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上低于草地和林地，盡管HM的穩(wěn)定程度高，但耕作仍會(huì)對(duì)其造成一定影響。耕地僅在第1個(gè)過(guò)渡層HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于草地和林地，可能與其主要在此層進(jìn)行施肥及秸稈粉碎還田導(dǎo)致土壤總有機(jī)碳含量較高有關(guān)。

3.4 不同利用方式土壤w(HA)∶w(FA)比值剖面分布規(guī)律

土壤w(HA)∶w(FA)比值一定程度上反映了有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定性程度。由表4可見(jiàn)，土壤剖面從腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層，不同利用方式土壤w(HA)∶w(FA)比值整體呈增加趨勢(shì)。說(shuō)明3種利用方式土壤隨土層加深其有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定程度增強(qiáng)，同時(shí)耕地土壤底層有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定程度最高。草地在整個(gè)土壤剖面中，HA和FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)都高于林地和耕地，但是其FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)積累的速度快于HA，使得w(HA)∶w(FA)比值總體上低于林地和耕地。天然草地轉(zhuǎn)換為人工林地和開(kāi)墾為耕地后，土壤有機(jī)質(zhì)的穩(wěn)定程度增強(qiáng)。

表4 不同利用方式時(shí)土壤w(HA)∶w(FA)及QP值

與HA和FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)規(guī)律一致，不同利用方式土壤剖面中w(HA)∶w(FA)比值的差異主要發(fā)生在腐殖質(zhì)層和淀積層，淀積層以下土層不同利用方式土壤w(HA)∶w(FA)比值無(wú)顯著差異(P<0.05)。在腐殖質(zhì)層，耕地土壤w(HA)∶w(FA)比值顯著高于草地和林地(P<0.05)，可能與其進(jìn)行耕作有關(guān)，F(xiàn)A易縮合形成HA，使得有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性較高。土壤剖面中林地w(HA)∶w(FA)比值總體最高，說(shuō)明林地土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性較高；而草地剖面土壤w(HA)∶w(FA)比值總體低于其它2種土地利用方式，反映了草地土壤有機(jī)質(zhì)活性較高。

QP值的大小可以指示有機(jī)質(zhì)腐殖化程度。由表4可見(jiàn)，草地土壤QP值總體較低，其腐殖化程度相對(duì)較低，腐殖質(zhì)將會(huì)繼續(xù)被微生物降解和礦化，草地土壤有機(jī)碳和營(yíng)養(yǎng)元素將再次進(jìn)入能量循環(huán)系統(tǒng)中。耕地土壤QP值總體最高，可能與其持續(xù)進(jìn)行作物耕種有關(guān)。

4 討論

HA和FA是土壤腐殖質(zhì)的重要組成部分，HA和FA中存在苯酚、羧酸、羥基等各種官能團(tuán)[19]，可影響?zhàn)B分元素在土壤中的遷移，從而影響植物生長(zhǎng)、土壤養(yǎng)分和水分的保持。隨著土壤有機(jī)質(zhì)的不斷分解，F(xiàn)A首先被土壤中的微生物利用。一般來(lái)說(shuō)，F(xiàn)A含量高，反映土壤成熟度低，腐殖化程度低，有利于碳循環(huán)和碳平衡[20]。FA活性較大，在土壤中的遷移性也較大，草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后有機(jī)質(zhì)結(jié)構(gòu)還不夠穩(wěn)定，F(xiàn)A容易受到氣候變化和土地利用方式等的影響。由腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層，3種利用方式土壤w(HA)∶w(FA)值增加，土壤穩(wěn)定程度升高，但其值仍然小于1.0，并且小于同樣位于研究區(qū)的黑土w(HA)∶w(FA)值，說(shuō)明不同土壤類(lèi)型腐殖質(zhì)的組成具有不同特征，黑鈣土在腐殖化過(guò)程中可能先形成FA，有利于增加其對(duì)全球碳循環(huán)的貢獻(xiàn)。

草原植物通過(guò)根系將光合作用產(chǎn)生的大約30%左右的物質(zhì)釋放到土壤中，大量有機(jī)物在根際通過(guò)粘球菌屬(Myxococcus)等進(jìn)行同化作用[21]，土壤有機(jī)質(zhì)的礦化作用加快，從而對(duì)根際過(guò)程產(chǎn)生積極影響，促進(jìn)根際土壤養(yǎng)分的有效性和活性[22]。草地生態(tài)系統(tǒng)細(xì)根豐富，細(xì)根含有大量可溶性組分,能更有效地被土壤微生物分解利用[23],增強(qiáng)微生物聚合,容易形成分子量較小的FA,導(dǎo)致草地土壤FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于林地和耕地。草地生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)控土壤碳循環(huán)、腐殖物質(zhì)的分配利用等方面具有重要意義。

林地土壤腐殖質(zhì)各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)由腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層急劇減少，與以往的研究結(jié)果一致[24-25]，這可能是由于枯枝落葉分解后的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在土壤表層積聚，可被微生物分解利用的植物殘?bào)w較豐富，而土壤深層有機(jī)物質(zhì)來(lái)源減少。森林土壤有機(jī)質(zhì)的分布主要是在地下1 m深度的土層中，隨著土層加深，有機(jī)質(zhì)的變化速率趨于穩(wěn)定[26-27]。人工林地土壤腐殖質(zhì)含量剖面分布特征雖然很接近森林土壤，但除腐殖質(zhì)層腐殖質(zhì)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于草地外，其余土層均明顯低于草地。說(shuō)明人工林地有機(jī)碳庫(kù)功能尚未達(dá)到成熟森林水平，可能是因人工純林生長(zhǎng)導(dǎo)致土壤微生物活性和有機(jī)質(zhì)性質(zhì)發(fā)生變化，從而影響了腐殖質(zhì)各組分的形成與轉(zhuǎn)化[28]。未來(lái)應(yīng)通過(guò)改善土壤腐殖質(zhì)的形成環(huán)境，營(yíng)造混交林，在林下種植其他灌木、草類(lèi)植物，增加進(jìn)入土壤的枯落物多樣性和細(xì)根數(shù)量，改善深層土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量，促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解轉(zhuǎn)化，形成結(jié)構(gòu)良好的土壤腐殖質(zhì)。

自然土壤有利于腐殖質(zhì)的形成，自然土壤的HA、FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于耕地和裸地[10]。天然草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，HA分別下降了14.43%和9.14%，F(xiàn)A分別下降了16.49%和16.79%。3種利用方式中，F(xiàn)A質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于HA，可能與研究區(qū)黑鈣土開(kāi)墾年限較短，土壤腐殖化程度較低有關(guān)，新形成的HA芳化程度低,結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定,容易轉(zhuǎn)變?yōu)镕A[29],導(dǎo)致HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低；同時(shí)，該地區(qū)土壤水穩(wěn)定性較差，礦物風(fēng)化較強(qiáng)，不易形成團(tuán)聚的有機(jī)膠體，但有利于土壤FA的積累[30]。

在整個(gè)土壤剖面中，3種利用方式土壤HA和FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)均存在著一定差異，草地HA和FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上高于林地和耕地，而且FA的差異大于HA。研究區(qū)域年均氣溫較低，低溫不利于FA縮合形成HA,芳化度不高，使得土壤腐殖化程度較低[31]。FA含有許多有機(jī)官能團(tuán)，如羧基、羥基、羰基、醌基、甲氧基等，其中的弱酸性官能團(tuán)可以通過(guò)分解產(chǎn)生大量負(fù)電荷[32]，從而提高土壤對(duì)酸堿變化的緩沖能力[33]。耕地在3種利用方式中，其FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低。對(duì)于耕地土壤pH降低，土壤趨向酸化，可通過(guò)合理有機(jī)培肥，增加腐殖質(zhì)及FA組分含量，從而對(duì)緩解土壤酸化具有一定的借鑒意義。

微生物在土壤腐殖質(zhì)的形成中發(fā)揮著重要的作用。土地利用方式由草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地，改變了輸入土壤中有機(jī)物的數(shù)量和質(zhì)量，導(dǎo)致分解有機(jī)物的微生物種類(lèi)和數(shù)量也發(fā)生了變化，從而引起土壤腐殖質(zhì)的分解、轉(zhuǎn)化過(guò)程和組成的不同。林地和耕地土壤中的細(xì)菌和放線菌數(shù)量比草地減少，真菌數(shù)量比草地增加[34]。因此，有必要進(jìn)一步研究不同利用方式下微生物、植被和土壤之間的相互作用過(guò)程，進(jìn)一步探討不同利用方式下植被的物理、化學(xué)、生物學(xué)特征與有機(jī)物分解過(guò)程的內(nèi)在關(guān)系。土壤顆粒在維持黑鈣土腐殖質(zhì)組分構(gòu)成上具有重要作用[35]，但土壤顆粒對(duì)腐殖質(zhì)不同組分的影響作用需要進(jìn)一步探討。

5 結(jié)論

3種利用方式黑鈣土腐殖質(zhì)組分剖面分布既有共性，又有不同點(diǎn)。共性是腐殖質(zhì)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上腐殖質(zhì)層最高，由腐殖質(zhì)層至母質(zhì)層均呈減少趨勢(shì)，均存在明顯的2個(gè)過(guò)渡層，林地和耕地剖面保留了草地腐殖質(zhì)剖面分布特征。不同的是：腐殖質(zhì)層的腐殖質(zhì)各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)存在顯著差異，分布規(guī)律由大到小為林地、草地、耕地，其余土層的腐殖質(zhì)各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小總體上呈草地、耕地、林地的趨勢(shì)。

3種利用方式黑鈣土0～100 cm剖面中各土層HA、FA和HM平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.56、2.26和3.99 g/kg，分別占土壤總有機(jī)碳的3.4%、38.4%和44.6%。腐殖質(zhì)組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均隨土層加深而降低，HA、FA占土壤總有機(jī)碳比例隨土層加深逐漸增加，而HM占土壤總有機(jī)碳比例隨土層加深逐漸減少。

草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降了14%、9%，F(xiàn)A質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別下降了16%、17%，HM質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別減少了4%、15%。耕地HM的質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體上低于草地和林地，反映了耕作對(duì)穩(wěn)定程度較高的腐殖質(zhì)組分也會(huì)造成一定影響。草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，土壤QP值增加，土壤腐殖化程度提高。草地轉(zhuǎn)換為林地和開(kāi)墾為耕地后，土壤w(HA)∶w(FA)比值增加，林地和耕地土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定程度高于草地。草地土壤剖面HA和FA質(zhì)量分?jǐn)?shù)都高于林地和耕地，但w(HA)∶w(FA)比值總體上低于林地和耕地，反映了FA化學(xué)活性較高，易于礦化，開(kāi)墾后下降較快。