热带\亚热带主要森林土壤有机碳的测定

摘要：采用重铬酸钾容量法测定热带、亚热带主要森林土壤发生层A层和B层有机碳含量，通过有机碳、发生层厚度、土壤密度计算有机碳密度，结果表明热带、亚热带主要森林土壤，两个热带地区有机碳含量相对其余亚热带地区有机碳含量低，原因是热带地区温度较亚热带地区高，加快了有机质的分解转化。土壤密度越小，土壤结构就越好，富含的有机质含量就越高，导致腐殖质的分解转化快，使得土壤中有机碳积累量高。四种土壤类型有机碳变动程度A层红壤>棕壤>砖红壤，B层砖红壤>红壤> 棕壤。变动程度越大，土类中有机碳含量波动性越大，有机碳在土类中含量稳定性差。

关键词：土壤，有机碳，有机碳密度，土壤密度，森林

Abstract: The determination of tropical, subtropical forest soil layer A layer and B layer of organic carbon content by potassium dichromate volumetric method, through the organic carbon, layer thickness, soil organic carbon density density calculation, results show that tropical, subtropical forest soil, two tropical areas of organic carbon content relative to the other subtropical regions with low organic carbon content the reason is the tropics, semi-tropical area temperature is high, accelerate the decomposition of organic matter. Soil density is the better soil structure, organic matter content rich is higher, resulting in decomposition of humus is fast, the organic carbon accumulation in soil. Four types of soil organic carbon change degree of A layer of soil, brown soil > latosol, lateritic red soil > > B layer of soil. The greater the degree of change, soil organic carbon content in the greater the volatility, organic carbon in soil was poor stability.

Key words: soil, organic carbon, organic carbon density, soil density, forest

中图分类号：Q938.1+3文献标识码：A 文章编号：

1研究内容

研究热带、亚热带主要森林土壤有机碳，本次试验所用土样来亚热带土壤有丽江、石林、安宁、玉溪易门，热带土壤有西双版纳勐腊保护区坝卡梁子、景洪曼典回火村。通过对以上热带、亚热带地区主要森林土壤有机碳的测定，研究其对全球碳循环的影响，通过测定有机碳得出土壤有机碳密度，以有机碳为主体综合有机碳密度、土壤密度、各气候带土壤类型，分析各气候带土壤类型有机碳密度、土壤密度之间的关系，进而对土壤肥力情况、碳循环、碳平衡进行分析对比。

分析样品的采集

土采集于2009-2011年。野外选择在森林植被类型与生物气候条件等方面均具代表性的典型地点，通过挖掘土壤剖面、土壤剖面现场调查，剖面发生层的划分与基本剖面性状的调查。分层采集土壤样品。对土壤厚度不高，岩石出露较浅的土壤剖面，直接采集A、B层土样。野外采集回来的土壤，经过风干、磨细、过筛等一系列的样品处理后，储存备用。

热带、亚热带森林土壤有机碳与碳密度的变化

研究表明，土壤有机碳在很大程度上影响着土壤结构的形成和稳定性、土壤的持水性能和植物营养的生物有效性以及土壤的缓冲性能和土壤生物多样性等，通过比较热带、亚热带主要森林有机碳和碳密度，了解热带、亚热带主要森林土壤有机碳含量，碳密度含量的影响因子。

表1 热带亚热带主要森林土壤有机碳以及碳密度

A有机碳含量丽江1>丽江2>丽江3>安宁>石林>景洪>勐腊>易门，B层有机碳含量勐腊>丽江2>丽江1>丽江3>石林>景洪>易门>安宁； A层有机碳密度丽江1>丽江3>石林>丽江2>景洪>易门>安宁>勐腊，B层有机碳密度勐腊>丽江1>石林>丽江2>丽江3>景洪>易门>安宁。

以上结果显示8个森林土壤中森林有机碳营养丽江3采样地有机碳营养较好，其余5个土壤有机碳营养状态相对较差。8个土样采样地中勐腊和景洪气候带是热带，其余6个为亚热带，两个热带地区有机碳含量相对其余亚热带地区有机碳含量低，原因是热带地区温度较亚热带地区高，加快了有机碳的分解转化及矿质化过程导致土壤中有机碳积累量相对偏少，而亚热带这个过程相对较慢，所以热带地区有机碳相对亚热带地区偏少。有机碳密度因为受发生层厚度的不同影响，可以结合表1来看，总体上看有机碳密度和有机碳含量关系密切，热带地区土壤有机碳密度值相对于亚热带偏少。

2同一土壤剖面不同土层有机碳的比较

图1土壤有机碳剖面垂直变化（取样地见表1）

土壤有机碳含量A层是B层的1.04～22倍，A层土壤有机碳含量高于B层土壤，相差最小的是勐腊，相差最大的是安宁土壤。

以上结果显示由于A层是枯枝落叶层，含有大量的枯枝落叶，致使A层有机碳含量显著高于B层，8个热带、亚热带森林土壤有机碳含量变化中勐腊A层为26.217g/kg，B层为25.231g/kg，有机碳含量A、B层差异不大，A层有机碳主要来源为腐殖质的分解，B层有机碳主要来源为A层有机质的淋溶，说明勐腊土壤淋溶性能较强，A层有机碳向B层流失量大，导致B层有机碳积累量较大。而其余6的土壤有机碳含量相对各自A层差异显著，说明A层有机碳向B层流失量较小，淋溶作用不强，由于地处森林A层承接的大量的植物枯枝落叶加之动物、人类的活动，有机碳含量来源较广，而植被的覆盖有机质的矿质化过程缓慢，远远低于有机质的产生量，使得A层有机碳积累量较高。B层的有机碳含量相对A层较低，是受土壤质地，湿润程度土壤孔隙度的影响。

1同一土壤剖面不同土层有机碳密度的比较

图2土壤有机碳密度剖面垂直变化（取样地见表1）

有机碳密度比较中除去勐腊的A层明显少于B层，其余土壤有机碳密度A层是B层的1.19～4.27倍，其中相差最大的是丽江3的土壤，最小的是安宁。

勐腊土壤碳密度A层显著低于B层，从有机碳上来看有机碳含量A、B层差异不大，从土壤密度上来看差异不明显，而导致勐腊A、B两层土壤碳密度差异显著地原因是发生层厚度的差异显著，B层是A层的47.5倍，进而导致了勐腊有机碳密度的显著性差异。其余7个取样地有机碳密度均为A层高于B层，其中景洪、易门、安宁3个地点相较3个丽江土和一个石林土样来看A、B层有机碳密度值低，碳储量相对较低。7个取样地A层碳密度均高于B层，是因为A层有机碳积累量较高，B层土壤相对紧实，有机碳积累量小。

3不同植被类型对森林土壤有机碳的影响

A有机碳含量丽江1>丽江2>丽江3>安宁>石林>景洪>勐腊>易门，B层有机碳含量勐腊>丽江2>丽江1>丽江3>石林>景洪>易门>安宁。（见图1）

表2 热带、亚热带主要森林土壤土壤与植被类型

以上结果结合表2可知不同植被条件下，由于受土壤母质、气候条件、土壤微生物、凋落物分解转化程度、根系分布以及人为活动的影响，土壤有机碳含量差异较大，不同林分下土壤有机碳含量的变化趋势为：A层中杉木纯林>黄背栎、云南松混交林>暖温性针叶林>云南松林>北热带原始林地，B层中北热带原始林地>黄背栎、云南松混交林>杉木纯林>云南松林>暖温性针叶林，受植被类型、土壤质地、人为干扰等综合因素的影响，不同植被条件下，土壤密度垂直分布上存在很大的异质性，从而导致土壤有机碳也随之发生变化，同一林分土壤中，单位深度土壤各土层平均有机碳含量均以表土层最大，说明土壤有机碳主要受地上动植物残体、植物根系和地下微生物的分解积累程度直接影响。

4四种土壤类型有机碳含量变动程度的比较

通过研究不同土类中土壤发生层有机碳极差，可以知道有机碳在此类土类中的变动程度，有助于对土壤肥力波动，土壤结构易变性做出推断。

表3 四种土壤类型有机碳极值

从表3可以看出A层土壤有机碳含量红壤变异性大，更容易受到环境的影响而变化，其次是棕壤，砖红壤变异性小，砖红壤有机碳在土层中含量较为稳定；B层土壤有机碳含量砖红壤变异性大，容易受到影响而发生改变，其次是红壤，棕壤土层含量较为稳定。总的来看A层和B层是一样的，由于B层的有机碳和A层有机碳含量关系密切，从剖面变化来看B层比A层稳定性高，是因为B层处于A层以下，A层对影响因素消弱了很多。说明四种土壤类型有机碳变动程度A层红壤>棕壤>砖红壤，B层砖红壤>红壤> 棕壤。变动程度越大，土类中有机碳含量波动性越大，有机碳在土类中含量稳定性差；反之变动程度越小，有机碳含量波动性越小，有机碳在土类中含量稳定性好。

5结论

（1）有机碳密度和有机碳含量关系密切，热带地区土壤有机碳密度值相对于亚热带偏少。

（2）有机碳积累量受土壤质地、湿润程度、土壤孔隙度及淋溶程度的影响较大。

（3）土壤发生层A层有机碳密度均高于B层，是因为A层有机碳来源广，积累量较高，而B层土壤相对紧实，有机碳积累量小。

（4）土壤有机碳主要受地表动植物残体、植物根系和地下微生物的分解积累程度直接影响。

（5）几种土壤类型中有机碳含量波动性越大，有机碳在几种土壤类型中含量稳定性越差；反之变动程度越小，有机碳含量波动性越小，有机碳在土壤类型中含量稳定性越好。

参考文献

[1]胡慧蓉,马焕成,罗承德,胡庭兴.森林土壤有机碳分组及其测定方法[J].土壤通报,2003,(04):1～2.

[2]孔明杰,曾繁森.高聚物土壤改良剂的研究进展[J].土壤通报,2000,31(5):199～202.

第一作者简介： 汪斌（1983-），男：汉族，云南省大姚县人，本科学历，助理工程师， 从事水

土保持工作。