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中国生态农业学报 2009 第17卷

表3 不同森林类型土壤各活性有机碳的季节变化 Tab.3 Seasonal variation in SLOCs concentrations different forest ·kg 1

林地

Forest stand 常绿阔叶林 NBF

季节 Season 春 Spring 夏 Summer 秋 Autumn 冬 Winter

杉木纯林 PCF

春 Spring 夏 Summer 秋 Autumn 冬 Winter

火力楠纯林

PM

春 Spring 夏 Summer 秋 Autumn 冬 Winter

杉木火力楠混交林

MCM

春 Spring 夏 Summer 秋 Autumn 冬 Winter

土壤微生物量碳

MBC 315.42 ± 3.57 279.86 ± 4.58 388.84 ± 16.61 246.27 ± 12.03 198.02 ± 1.13 195.13 ± 9.18 214.74 ± 14.83 177.82 ± 19.73 259.71 ± 7.01 216.89 ± 6.32 259.87 ± 12.77 216.40 ± 17.50 224.47 ± 1.80 198.54 ± 20.45 235.53 ± 10.05 211.09 ± 30.19

水溶性有机碳

WSOC 102.47 ± 15.80 127.67 ± 3.92 45.02 ± 3.07 19.70 ± 0.43 42.54 ± 1.34 7.38 ± 1.13 10.49 ± 0.17 51.78 ± 8.85 65.53 ± 4.82 31.64 ± 3.02 13.43 ± 0.53 98.36 ± 6.06 98.64 ± 11.56 35.57 ± 6.25 18.14 ± 1.03

热水浸提碳水化合物

HWcC 661.47 ± 24.26 548.24 ± 14.80 539.69 ± 11.73 237.67 ± 15.63 451.38 ± 10.23 345.36 ± 7.88 296.42 ± 2.73 166.77 ± 2.63 446.50 ± 10.80 472.88 ± 9.55 440.11 ± 10.39 182.51 ± 4.33

热水浸提有机碳

HWC 1 517.56 ± 118.53 1 373.40 ± 131.17 1 024.42 ± 38.62 840.55 ± 31.44 951.16 ± 117.73 664.96 ± 31.14 479.53 ± 5.73 516.36 ± 2.98 1 158.72 ± 81.58 889.33 ± 4.37 657.67 ± 31.94 704.50 ± 7.15 956.51 ± 69.94 785.67 ± 9.20 554.29 ± 23.17 591.84 ± 5.58

在春夏季节, 植物进入生长期, 为土壤微生物

提供了足够的易分解的新鲜有机质, 另一方面适宜的水热条件, 极大地提高了微生物活性和植被的新陈代谢速率, 凋落物分解加快, 根系分泌物也增多。因此, 尽管此时降雨对土壤有机碳有较强的淋溶、淋失作用, 但强的生物活性、高的生物代谢产物产生速率, 使WSOC含量在土壤环境中保持持续上升。而土壤微生物处于活跃的新陈代谢状态下, 土壤微生物的周转速率提高, 能耗加快, 导致活性土壤微生物量碳蓄存量降低, HWC和HWcC也随之 减少。

从夏季到秋季, 温度有所降低, 加之降雨量偏低, 土壤干旱, 导致土壤微生物活性极大地减弱。这种情况下, 一定量的降雨会刺激微生物的大量繁殖, 使土壤MBC含量急剧增加, 尤以常绿阔叶林最为明显。而土壤WSOC、HWC和HWcC均大幅度降低, 一方面是由于高温干旱导致植物和微生物新陈代谢减弱, 分泌物减少; 另一方面, 可能是长时间土壤干

燥后的降雨对可溶解的有机碳部分产生较强的淋溶作用。

从秋季到冬季, 随着气温的降低, 微生物活性和数量都逐渐降低, 土壤微生物量碳减少。此时, 植物基本停止生长, 根系分泌物减少, 凋落物分解缓慢, 产生的水溶性有机碳和碳水化合物减少, 含量降低。而微生物一方面利用土壤中活性有机碳来维持自身生存, 另一方面, 其死亡后的尸体转化为可被热水浸提的有机碳[21]。常绿阔叶林由于微生物数量巨大, 在微生物周转缓慢的情况下, HWC消耗量超过转化量, 含量降低; 而3种人工林则表现为转化量高于消耗量,, 土壤活性有机碳的季节变化不仅与温度、降雨等气候因素有关, 也受到植被类型的影响。2.3 土壤活性有机碳之间的相关性

对各活性碳库之间的相关性分析结果表明(表4), 除土壤微生物量碳和水溶性有机碳显著相关外, 各活性有机碳库两两之间都存在着极显著相关关系,

表4 土壤微生物生物量碳、水溶性有机碳、热水浸提有机碳和碳水化合物之间的相关系数

Tab.4 Correlation coefficients among soil microbial biomass C (MBC), water soluble organic C (WSOC) , hot water-extractable C

(HWC)and hot-water extractable carbohydrate-C (HWcC) under different forests

WSOC MBC HWC MBC 0.285*

HWC 0.747*** 0.576***

HWcC 0.762*** 0.588*** 0.859***

* , ** and***分别表示P<0.05, P<0.01 和 P<0.001的显著性水平(双尾检验, n=48)。 *, ** and *** mean significant difference at P<0.05,

P<0.01 and P<0.001 respectively (two-tailed, n=48).