外源有機(jī)碳輸入對(duì)林地土壤有機(jī)碳礦化的影響

摘要：植物殘?bào)w是森林土壤碳庫(kù)的重要來(lái)源，林地土壤碳通量的改變與土壤碳庫(kù)及碳循環(huán)密切相關(guān)，然而目前關(guān)于土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的研究多集中于農(nóng)田土壤，為明確外源碳輸入對(duì)林地土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響，采用室內(nèi)恒溫培養(yǎng)試驗(yàn)，以凋落物種類（櫻花（YH）、懸鈴木（WT）、楊樹(shù)（YS））、添加量（O、 2 % 、 4 % 1 6 % ）、粒徑大小（ 2mm （D）、 0 . 2 5 m m （x））為變量，設(shè)置18個(gè)不同處理和兩組對(duì)照，分析不同因素及其交互作用條件下土壤 釋放規(guī)律、土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及礦化強(qiáng)度的變化。結(jié)果顯示，不同凋落物對(duì)土壤總 釋放量和釋放速率影響顯著，櫻花和楊樹(shù)更易促進(jìn)土壤總有機(jī)碳礦化，其中，YHX6（櫻花、粒徑 2mm 、添加量 6 % ）處理土壤總 釋放速率最高，YHD6（櫻花、粒徑 2 5 0 m m 、添加量 6 % ）處理總 累積釋放量達(dá)CK1的4.37倍， 6 % 添加量土壤潛在礦化碳礦化潛力（ 相較于CK1顯著增加。土壤總有機(jī)碳累積礦化量隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化可以用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合，擬合結(jié)果表明，外源碳輸入加速了土壤碳周轉(zhuǎn)。小粒徑、 6 % 添加量、YH類型的凋落物對(duì)土壤總有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的促進(jìn)最為顯著。WTX2（懸鈴木、粒徑 0 . 2 5 m m 、添加量 2 % ）對(duì)總有機(jī)碳礦化強(qiáng)度的降低最為顯著，僅為 1 . 6 7 % ，小粒徑處理對(duì)土壤礦化強(qiáng)度降低效果顯著優(yōu)于大粒徑處理。由此，在區(qū)域土壤有機(jī)碳管理中，可以施用小粒徑、低添加量的懸鈴木葉以增加土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性，促進(jìn)碳在土壤中的固持。

曹萌萌}2，朱利霞l\"，趙欣，王桂端1，肖夢(mèng)杰'，王嘉嘉」（1.周口師范學(xué)院生命科學(xué)與農(nóng)學(xué)學(xué)院，河南周口466001；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，鄭州450002）

關(guān)鍵詞：土壤有機(jī)碳；外源碳輸入；活性有機(jī)碳；有機(jī)碳礦化；植物凋落物；土壤碳固持中圖分類號(hào)：S158.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI： 10.7525/j.issn.1006-8023.2025.03.003

Abstract：Plantresiduesareanimportantsourceofforestsoilcarbonpol，andchanges insoilcarbonfluxinwoodland are closely related to soil carbon pool and carbon cycle.However，currnt studies on soil organic carbon stability mainly focusonfarmlandsoil.Inorder toclarifytheinfluenceof exogenous carboninputchangesonthestabilityofsoilorganic carbon，an indoor constant temperatureculture experiment was setto studythe litter species（Cherry，YH；Sycamore， WT;Poplar，YS），additive amount（ 0 ， 2 % ， 4 % and 5 % ），particle size（2 mm，D；0.25mm，X）as variables，18 different treatmentsand 2 controls were concluded. The changes of soil CO release，soil organic carbon content and mineralization intensityunder diffrent factors and their interactions wereanalyzed.Results showed thatdiferentliters had significant effects on soil total CO release，and cherry blossom and poplar were more likely to promote soil total organic carbon mineralization.The highest total CO release rate was observed in YHX6 treatment，and the cumulative total CO release of YHD6treatment was 4.37 times thatof CK1.Compared with CK1，the potential mineralizable organic carbon （204 value of 6 % added dose was significantly increased. The dynamic changes of soil total organic carbon accumulation mineralizationover timecan be fited bythe first-order kinetic equation，and the fiting resultsshowed that exogenous carbon input accelerated soil carbon turnover，while litters in small particle size， 6 % addition amount and YH type yieldedthe highest totalsoilorganiccarbon turnoverrate.WTX2 significantlydecreased totalorganiccarbon mineralization intensity，which was only 1 . 6 7 % . Organic carbon intensity in soil with small particle size was lower than that of large particle size treatment.Therefore，sycamore leaves insmallparticle sizeand added withlow addition amountcan beappliedtoincreasethestabilityofsoilorganiccarbonand promote theretentionofcarbon insoilinregional soil organic carbon management.

Keywords：Soil organic carbon；exogenouscarbon input；active organic carbon；organic carbon mineralization；plant litter；soil carbon retention

0 引言

土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫(kù)[]，其微小變化就會(huì)影響全球碳平衡[2]。森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，其土壤碳儲(chǔ)量占全球碳庫(kù)的 70 % ，是調(diào)控陸地生態(tài)系統(tǒng)中碳收支與平衡的重要基礎(chǔ)[3]。外源碳輸人可以影響土壤有機(jī)碳礦化進(jìn)程，產(chǎn)生激發(fā)效應(yīng)[4]。森林生態(tài)系統(tǒng)中，凋落物分解釋放的碳成為林地土壤碳庫(kù)的重要碳來(lái)源，也是土壤碳周轉(zhuǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)。統(tǒng)計(jì)表明，每年全球碳流通的 7 0 % 左右由調(diào)落物分解釋放而來(lái)，其分解所釋放的 高達(dá) 。然而，有機(jī)碳易受環(huán)境因子、利用方式和管理措施影響[3]。植物通過(guò)對(duì)土壤碳的輸入和輸出的調(diào)控影響有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，植物殘?bào)w是土壤碳的主要來(lái)源，對(duì)土壤肥力的維持至關(guān)重要。不同植物殘?bào)w因碳、氮、木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)及比值差異和分解難易程度而不同[6]，進(jìn)而影響土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性7]。

凋落物分解過(guò)程及其對(duì)土壤有機(jī)碳的影響各異，受氣候、自身質(zhì)量和生物因子的影響8，新鮮有機(jī)殘?bào)w一般會(huì)促進(jìn)土壤有機(jī)碳的礦化[9]。外源有機(jī)物料添加量會(huì)影響微生物可利用碳底物的有效性，從而改變土壤有機(jī)碳的穩(wěn)定性[10]。然而，目前關(guān)于外源有機(jī)物料對(duì)土壤有機(jī)碳影響的研究主要集中于農(nóng)田土壤，對(duì)林地土壤尤其是人工林土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的研究尚不全面，外源有機(jī)物料的種類、粒徑大小和添加量及其交互作用對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性的影響鮮有報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以豫東南人工林區(qū)潮土為研究對(duì)象，選取該地區(qū)常見(jiàn)且易種植的3種樹(shù)種，采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)探究不同種類、添加量、粒徑大小的凋落物對(duì)土壤有機(jī)碳穩(wěn)定性影響，以期為提高人工林土壤碳穩(wěn)定性和土壤碳可持續(xù)管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 研究區(qū)概況

本試驗(yàn)在周口師范學(xué)院校園內(nèi)（ ， ，海拔 4 8 m 進(jìn)行。地處亞熱帶氣候與暖溫帶季風(fēng)氣候交界處，年均氣溫 ，年均降水量 6 0 0 mm ，全年無(wú)霜期204d。土壤類型為潮土，土壤成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為有機(jī)質(zhì) 1 5 . 6 g / k g， 全氮 1 . 0 0 g / k g， 有效磷1 5 . 8 m g / k g. 速效鉀 1 4 1 . 7 m g / k g 有效鋅 1 . 1 8 m g / k g 有效錳 5 . 2 m g / k g， 有效銅1 有效鐵 6 . 2 m g / k g 其土壤pH為7.9。

1. 2 樣品的采集與處理

于2024年3月按照五點(diǎn)取樣法采集河南省周口市人工櫻花林地表層 0～2 0 c m 土壤樣品 1 k g 。過(guò) 2 m m 土篩，剔除土壤中的植物根系和沙礫等雜質(zhì)，裝入無(wú)菌塑封袋中帶回試驗(yàn)室。一部分土壤樣品風(fēng)干后用于測(cè)定總有機(jī)碳和易氧化有機(jī)碳；一部分新鮮土樣用于測(cè)定總有機(jī)碳礦化、可溶性有機(jī)碳及微生物量碳。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

以凋落物種類（櫻花（YH）、懸鈴木（WT）、楊樹(shù)（YS））添加量 （ 0 ， 2 % ， 4 % ， 6 % ） 粒徑大小（ 、0 . 2 5 m m （ X ） ）為變量，設(shè)置以下處理：土壤加添加量2 % 的 2 m m 櫻花落葉（YHD2）、土壤加添加量 4 % 的2 m m 櫻花落葉（YHD4）、土壤加添加量 6 % 的 2 m m 櫻花落葉（YHD6）、土壤加添加量 2 % 的 0 . 2 5 m m 櫻花落葉（YHX2）、土壤加添加量 4 % 的 0 . 2 5 m m 櫻花落葉（YHX4）、土壤加添加量 6 % 的 0 . 2 5 m m 櫻花落葉（YHX6）、土壤加添加量 2 % 的 2m m 懸鈴木落葉（WTD2）、土壤加添加量 4 % 的 2m m 懸鈴木落葉（WTD4）、土壤加添加量 6 % 的 2m m 懸鈴木落葉（WTD6）、土壤加添加量 2 % 的 0 . 2 5 m m 懸鈴木落葉（WTX2）、土壤加添加量 4 % 的 0 . 2 5 m m 懸鈴木落葉（WTX4）、土壤加添加量 6 % 的 0 . 2 5 m m 懸鈴木落葉（WTX6）、土壤加添加量 2 % 的 2 m m 楊樹(shù)葉（YSD2）、土壤加添加量 4 % 的 2 m m 楊樹(shù)葉（YSD4）土壤加添加量6 % 的 2 m m 楊樹(shù)葉（YSD6）土壤加添加量 2 % 的 0 . 2 5 m m 楊樹(shù)葉（YSX2）、土壤加添加量 4 % 的 0 . 2 5 m m 楊樹(shù)葉（YSX4）、土壤加添加量 6 % 的 楊樹(shù)葉（YSX6）無(wú)土對(duì)照（CK0）和無(wú)基質(zhì)對(duì)照（CK1），各處理設(shè)置見(jiàn)表1。每個(gè)處理3次重復(fù)。將各處理的含水量調(diào)整至田間持水量的 6 0 % ，置于 培養(yǎng)箱中在黑暗條件下培養(yǎng)。培養(yǎng)期間采用稱重法保持土壤含水量。

1.4 樣品測(cè)定

1.4.1 土壤呼吸測(cè)定

稱取 烘干基土質(zhì)量的新鮮土壤樣品，置于2 5 0 m L 培養(yǎng)瓶中，并將其均勻鋪在培養(yǎng)瓶底部，加入各處理的落葉。加入蒸餾水調(diào)節(jié)土樣含水量為田間持水量的 6 0 % 左右，同時(shí)將一個(gè)裝有 N a O H 溶液的離心管放置于培養(yǎng)瓶中，加蓋密封培養(yǎng)瓶后置于 恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)第1、2、3、5 、 7 、 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 7 、 3 4 、 4 4 、 6 0 天，每天取出裝有 N a O H 溶液的離心管，將其中的NaOH轉(zhuǎn)移至 2 5 0 m L 的錐形瓶中，滴加2＼～3滴酚酞指示劑后用 0 . 2 m o l / L 的HC1標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色消失，記錄鹽酸消耗體積，計(jì)算培養(yǎng)時(shí)期內(nèi)不同變量下土壤 累積釋放量和釋放速率[10]。在培養(yǎng)過(guò)程中每隔2＼～3d采用稱重法矯正土壤含水量。

1.4.2土壤有機(jī)碳測(cè)定

水溶性有機(jī)碳（water-solubleorganic carbon，WSOC）采用去離子水浸提法測(cè)定；采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定土壤總有機(jī)碳（soilorganiccarbon，SOC）；用氯仿熏蒸-硫酸鉀浸提法測(cè)定土壤微生物量碳（soilmicrobialbiomasscarbon，MBC）；用高錳酸鉀氧化法測(cè)定土壤易氧化有機(jī)碳（readily oxidizable carbon，ROC）[11]。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

根據(jù)烏達(dá)木等[12]給出的公式計(jì)算土壤有機(jī)碳礦化量和有機(jī)碳礦化速率。

土壤有機(jī)碳累積礦化量是指從培養(yǎng)開(kāi)始至某一時(shí)間點(diǎn) 釋放量，采用一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合[13]，計(jì)算公式為

式中： 為 時(shí)刻土壤總有機(jī)碳累積礦化量， 為土壤潛在可礦化碳， m g / k g; k 為礦化速率常數(shù)， ;t為培養(yǎng)天數(shù)，d。半衰期 。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS26.0分析，采用鄧肯法（Duncan）檢驗(yàn)不同處理間在 P = 0 . 0 5 的差異顯著性，采用軟件Sigmaplot12.5繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 碳輸入的改變對(duì)土壤總 釋放速率的 影響

培養(yǎng)過(guò)程中， 釋放速率呈現(xiàn)先迅速加快后緩慢降低最后趨于平穩(wěn)的規(guī)律，如圖1（a）所示，在第

2天 釋放速率達(dá)到峰值，其中，YHX6最高，為0.9 ，YHD6次之，為0.92 （ m g ? C ） / （ k g ? d ） 0各處理土壤 釋放速率呈現(xiàn)出由高到低趨勢(shì)為：YHX6、YHD6、YSD6、YSX4、YSD2、YHD4、YSX6、WTX6、YSD4、YHX4、WTX4、WTD4、YHX2、WTD6、YSX2、WTD2、WTX2、YHD2、CK1。不同種類凋落物處理下 釋放速率由高到低呈現(xiàn)出YH、YS、WT、CK1的趨勢(shì)，如圖1（b）所示，其中與CK1相比，YH凋落物輸人土壤后第2天， 釋放速率最高，增幅為9 7 0 . 6 5 % 。大小粒徑間 釋放速率無(wú)顯著差異，小粒徑 釋放速率稍高于大粒徑處理，但在前期顯著高于CK1，如圖1（c）所示。隨著添加量的增加，土壤 釋放速率也逐漸提高， 2 % 4 % 6 % 添加量 釋放速率峰值分別為 0 . 8 2 ， 0 . 6 1 ， 0 . 4 7 1 如圖1（d）所示，分別是CK1的 2 . 7 3 、 1 . 7 7 、 1 . 1 4 倍。整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中，CK1處理 釋放速率最低，其最大值僅0.22 （ m g ? C） / （ k g ? d） 。31d后，各處理 釋放速率介于 ，并趨于穩(wěn)定，與CK1無(wú)明顯差異。

2.2 碳輸入改變對(duì)土壤 累積釋放量的影響

方差分析結(jié)果表明，種類、添加量和粒徑 × 種類（ × 為兩變量交互作用）兩因素交互作用對(duì)土壤 累積釋放量有極顯著影響（ ，種類 ∵ 添加量?jī)梢蛩亟换プ饔眉傲?× 種類 ∵ 添加量三因素交互作用對(duì) 累積釋放量有顯著影響（ ? Plt;0 . 0 5 ） 。隨著時(shí)間的推移， 累積釋放量逐漸增加，外源碳輸入后 累積釋放量初期迅速上升之后緩慢增加。外源碳輸入顯著增加土壤 累積釋放量，外源碳輸入處理分別是CK1的0.55＼～4.37倍，如圖2（a）所示。各處理 累積釋放量由高到低表現(xiàn)為YHD6、YSD6、YHX6、YHD4、YSX6、WTX6、YHX4、YSD4、WTX4、YSX4、YHD2、YSD2、YSX2、WTD6、YHX2、WTD4、WTD2、WTX2、CK1。培養(yǎng)結(jié)束時(shí)YH、YS和WH處理 累積釋放量相較于CK1分別提高 2 6 2 . 2 4 % . 2 1 2 . 7 4 % . 1 0 1 . 1 5 % ，如圖2（b）所示。小粒徑處理更有利于 累積釋放量的增加，如圖2（c）所示，培養(yǎng)結(jié)束時(shí)小粒徑 累積釋放量最高，是CK1的2倍。不同添加量均顯著增加 累積釋放量，且 6 % 添加量顯著高于 2 % 添加量，如圖2（d）所示。

2.3土壤有機(jī)碳礦化模擬及回歸分析

由表2可知，一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以用于擬合土壤有機(jī)碳礦化過(guò)程（決定系數(shù) ）。與CK1相比，各處理均顯著影響土壤潛在可礦化碳 ，添加外源有機(jī)物料可以顯著提高土壤總有機(jī)碳礦化潛力，櫻花落葉的增加作用更為顯著，增幅為 6 0 . 7 9 % 。添加量和粒徑大小對(duì)總有機(jī)碳礦化潛力也有顯著影響，隨添加量的增加， 逐漸增加， 6 % 添加量時(shí) 最大為 大粒徑和小粒徑凋落物均顯著增加 ，但兩粒徑之間無(wú)差異。不同處理 k 介于 0 . 0 2～0 . 0 6 ，對(duì)于不同種類凋落物而言， Y H ， W T ， Y S 均顯著增加 k ，對(duì)于不同添加量和粒徑大小的凋落物同樣均顯著增加k。外源碳輸入顯著降低 ，加速了土壤碳周轉(zhuǎn)過(guò)程。

2.4碳輸入改變對(duì)土壤有機(jī)碳的影響

由表3可知，外源碳的種類、添加量和粒徑大小及其交互作用均明顯影響SOC。不同凋落物種類均顯著增加SOC，但各種類之間無(wú)顯著差異，凋落物輸入后SOC介于 1 . 9 2～2 . 3 3 g/ k g 。隨添加量的增加，SOC逐漸增加，其中添加 6 % 凋落物時(shí)SOC最高，為 凋落物粒徑大小同樣影響SOC，小粒徑對(duì)SOC的增加更為顯著。

凋落物輸人后土壤ROC質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于 0 . 4 6 ～ 3 . 6 4 g / k g 。外源碳的種類、添加量和粒徑大小及其交互作用顯著影響ROC。不同凋落物顯著增加ROC，YH處理 的增加作用最為顯著。凋落物添加量顯著增加土壤ROC質(zhì)量分?jǐn)?shù)，但不同添加量間無(wú)顯著差異。凋落物粒徑大小同樣影響ROC，小粒徑凋落物對(duì)ROC的增加更為顯著。

土壤WS0C質(zhì)量分?jǐn)?shù)介于425.93＼～426.82 mg/kg。WSOC在不同種類、添加量及粒徑大小下均無(wú)顯著變化，各因素的兩兩交互和三因素交互作用均對(duì)WSOC無(wú)顯著影響。

外源碳的種類、添加量和粒徑大小及其交互作用顯著增加MBC。不同調(diào)落物種類均顯著增加MBC，但各種類之間無(wú)顯著差異。隨凋落物添加量的增加，MBC逐漸增加， 6 % 添加量土壤MBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高 ），與CK1相比， 6 % 添加量土壤MBC顯著增加 1 1 0 . 0 6 % 。凋落物粒徑大小同樣影響MBC質(zhì)量分?jǐn)?shù)，小粒徑處理MBC增加更為顯著，與CK1相比小粒徑處理MBC顯著增加 8 4 . 8 6 % ，見(jiàn)表3。

2.5 碳輸入改變對(duì)土壤有機(jī)碳礦化強(qiáng)度的影響

由圖3可知，不同處理土壤有機(jī)碳礦化強(qiáng)度有明顯差異，與CK1相比，YSD6、YSD4、WTD2處理顯著增加有機(jī)碳礦化強(qiáng)度，YSD6處理有機(jī)碳礦化強(qiáng)度為1 2 . 0 2 % ，而YHX4、YHX6、WTX2、WTX4、WTX6、YSX4和YHX6顯著降低有機(jī)碳礦化強(qiáng)度，其中，WTX2對(duì)有機(jī)碳礦化強(qiáng)度的降低最為顯著，僅為 1 . 6 7 % ，WTX6、WTX4和WTX2間有機(jī)碳礦化強(qiáng)度無(wú)顯著差異。方差分析表明，調(diào)落物種類、粒徑大小、添加量對(duì)有機(jī)碳礦化強(qiáng)度有顯著影響 ，且兩因素和三因素的交互作用對(duì)有機(jī)碳礦化強(qiáng)度均有顯著影響（ P lt; 0.001）。總體而言，小粒徑凋落物有機(jī)碳礦化強(qiáng)度低于大粒徑處理，高添加量凋落物有機(jī)碳礦化強(qiáng)度高于低添加量，而懸鈴木葉對(duì)有機(jī)碳礦化強(qiáng)度的降低作用更為明顯。

1412 a% errleiaes b上CCcdeL de de 堂 efg ggh2 h0處理Treatment不同小寫(xiě)字母表示差異達(dá)到顯著性水平 （ Plt;0 . 0 5 ） 。Differentlowercaselettersindicate significantdifferences（Plt;0.05）.

3 討論

3.1 碳輸入改變對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的影響

土壤SOC礦化受化學(xué)保護(hù)、吸附作用、物理保護(hù)及微生物群落結(jié)構(gòu)等多重因素共同影響[14]。土壤中有機(jī)碳的礦化可以反映土壤有機(jī)質(zhì)的分解和土壤中養(yǎng)分的可利用性。外源碳的輸入能為土壤微生物群落提供易于利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)土壤微生物的活動(dòng)從而利于土壤有機(jī)碳礦化。炭化外源物質(zhì)可增強(qiáng)土壤有機(jī)碳礦化，釋放的 主要源于其易分解態(tài)碳，同時(shí)微生物活性增加也提高了土壤 的釋放速率和礦化強(qiáng)度[15-18]。史森[19]研究發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素含量較高的秸稈不易被分解，秸稈的碳氮比與分解速率存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。由此，不同類型的外源有機(jī)質(zhì)輸入土壤后均能在一定程度上促進(jìn)有機(jī)碳礦化。同樣地，本研究中不同凋落物均顯著增加土壤 釋放速率、 累積釋放量和礦化潛力，其中櫻花落葉對(duì)土壤有機(jī)碳礦化的促進(jìn)最為顯著，懸鈴木落葉次之，楊樹(shù)落葉處理土壤有機(jī)碳礦化強(qiáng)度較弱。小粒徑處理對(duì)土壤礦化強(qiáng)度降低效果顯著優(yōu)于大粒徑處理，不同添加量對(duì)土壤礦化強(qiáng)度影響不顯著，YSD6處理有機(jī)碳礦化強(qiáng)度最高。櫻花落葉易分解可能源于土壤環(huán)境對(duì)櫻花的適應(yīng)性和櫻花葉中易分解成分的高質(zhì)量分?jǐn)?shù)，低碳氮比的櫻花葉更易被微生物分解利用[20]。不同類型的外源碳都分為易分解成分（如糖類）和難分解成分（如多酚），不同的外源有機(jī)物料其內(nèi)部碳氮比和木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)等均存在差異，導(dǎo)致不同類型的碳輸入處理對(duì)土壤碳礦化的影響規(guī)律存在一定差異。本研究中，粒徑大小間有機(jī)碳礦化潛力無(wú)明顯差異，但均促進(jìn)了土壤有機(jī)碳的礦化。此外，添加量的增加為土壤中微生物提供了大量的底物，促進(jìn)有機(jī)碳礦化進(jìn)程，使得高添加量凋落物對(duì)有機(jī)碳礦化的促進(jìn)更為明顯。

3.2碳輸入改變對(duì)土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

土壤有機(jī)碳處于持續(xù)的腐殖化與礦化過(guò)程中，外源碳的輸入會(huì)影響土壤本體有機(jī)質(zhì)的分解，引發(fā)激發(fā)效應(yīng)，從而改變土壤有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[10]。在本研究中，添加外源碳處理土壤有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相較于對(duì)照組（CK1）呈現(xiàn)出明顯的增高趨勢(shì)，且具有顯著性差異。凋落物還田能改善土壤板結(jié)，對(duì)提升土壤有機(jī)質(zhì)有巨大潛力[21，成為研究熱點(diǎn)。農(nóng)林廢棄物輸入土壤后可以增加不同類型土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)、改善土壤水熱條件，且輸入方式不同對(duì)有機(jī)碳的影響有所差異[22-24]。據(jù)此，外源碳的輸入是提升土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)鍵前提，而不同種類的外源碳輸入對(duì)土壤有機(jī)碳的影響存在顯著的不同。粒徑大小以及不同添加量處理的外源碳輸入處理對(duì)于土壤各組分有機(jī)碳的規(guī)律與土壤有機(jī)碳礦化一致，小粒徑更利于土壤各組分有機(jī)碳的累積。這主要是由于小粒徑外源碳與土壤接觸面積更大，更利于參與土壤碳周轉(zhuǎn)過(guò)程，而高添加量為土壤帶人大量的外源碳，直接增加了土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)。張曉曦等[23研究顯示，凋落物的添加能顯著提升土壤總有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，其有機(jī)物通過(guò)多種方式進(jìn)人土壤，如溶解態(tài)、殘留物、微生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物及微生物殘?bào)w[24]。低碳氮比、高含量可溶性糖和氨基酸的凋落物更傾向于誘導(dǎo)徹底礦化有機(jī)物的微生物類群的生長(zhǎng)并提高其代謝活性[20.23]，由此促進(jìn)凋落物自身或土壤本身的有機(jī)碳礦化（即“激發(fā)效應(yīng)\"）。孫寶偉等[25]研究表明，凋落物歸還量與土壤總有機(jī)碳儲(chǔ)量存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。一方面是由于高含量的凋落物增加了土壤可礦化碳的來(lái)源和淋溶到土壤中可溶性有機(jī)碳的含量，另一方面為土壤微生物提供了更加豐富的物質(zhì)能量來(lái)源以及適宜生存環(huán)境（如土壤年平均溫度、年平均土壤含水量隨演替升高等），從而引起土壤總有機(jī)碳及活性有機(jī)碳的顯著升高。

4結(jié)論

調(diào)落物的種類、添加量、粒徑大小對(duì)土壤總有機(jī)碳礦化和土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)都會(huì)有不同程度的影響。相較于懸鈴木，楊樹(shù)和櫻花凋落物顯著增加 累積釋放量和有機(jī)碳礦化潛力 。大粒級(jí)調(diào)落物顯著增加礦化速率常數(shù) Ω（ k） ，較小粒級(jí)調(diào)落物更能促進(jìn)土壤總有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)。隨添加量的增加， 累積釋放量和有機(jī)碳礦化潛力逐漸增加， 6 % 添加量下增加作用最顯著。

隨添加量的增加，土壤有機(jī)碳和微生物量碳顯著增加，大粒徑凋落物則可顯著增加土壤有機(jī)碳、易氧化有機(jī)碳和微生物量碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而不同種類凋落物有機(jī)碳及活性有機(jī)碳組分變化不明顯。

土壤有機(jī)碳礦化強(qiáng)度結(jié)果表明，小粒徑、低添加量凋落物添加有機(jī)碳礦化強(qiáng)度較低，而懸鈴木凋落物添加后土壤有機(jī)碳礦化強(qiáng)度顯著降低，更利于碳在土壤中的固定。因此，在周口地區(qū)人工林有機(jī)碳管理中，可以選擇小粒徑 （ 0 . 2 5 m m 、低添加量 （ 2 % 的懸鈴木葉（WT）作為外源有機(jī)物，用于改善土壤質(zhì)量，增加土壤碳穩(wěn)定性。

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