子午岭植被演替过程中土壤有机碳积累与变化

子午岭林区是黄土高原保存最完整的天然次生林区。该区北部目前还保存有空间上完整的植被正向演替系列，即弃耕地先锋群落→草本群落（白羊草Bothriochloa ischemum、茭蒿Artenmisia giradii+长茅草Stipa bungeana、铁杆蒿Artenmisia sacrorum、大油芒Spodiopogen sibiricus+苦参Sophora flavecens、黄菅草Themeda japonica或野古草Arundinella anomala）→灌丛群落（沙棘Hippophae rhamnoides、狼牙刺Sophora viciifdia、虎榛子Ostryopsis davidiana）→早期森林群落（乔灌群聚、山杨Populus davidiana、白桦Betula platyphylla、侧柏Platycladus orientalis、）→辽东栎群落（Quercus liaotungensis）。 通过分析植被演替各个群落（弃耕地先锋群落、草本群落、灌丛群落、早期森林群落、辽东栎群落）0～50cm深度内土壤有机碳、微生物碳、水溶性有机碳、轻组有机碳、重组有机碳的变化规律及相互关系，初步探讨了植被正向演替过程中土壤有机碳的积累与变化规律。主要结果如下： （1）从弃耕地到顶极群落（辽东栎群落）的正向演替过程中，0～25cm土层的土壤有机碳含量显著增加，但25cm以下土层有机碳含量基本一致(3～4g kg-1)。 植被正向演替过程中0～25cm土层有机碳含量的增加幅度不同。演替初期（弃耕-地先锋群落→草本群落）有机碳含量的增加幅度较大，而后，随植被的进一步演替（草本群落→灌丛群落→早期森林群落→辽东栎群落），有机碳含量增加幅度变小。说明，随植被演替，土壤有机碳含量呈现出稳定的趋势。 （2）随植被正向演替，0～5cm土层含水量显著增加，但5cm以下土层含水量变化不大。土壤有机质与含水量之间存在极显著线性正相关关系(Y=0.1912X+14.633，R2=0.3492**)。此外，随植被演替，0～5cm土层田间持水量和孔隙度逐渐增加，0～5cm土层容重逐渐降低，且均与有机质含量呈显著线性正相关。说明，有机质的积累对土壤持水性能改善有重要作用。 （3）随植被正向演替，0～15cm土层土壤微生物碳含量显著增加，0～50cm土层水溶性有机碳含量显著增加，0～25cm土层轻组有机碳含量显著增加，0～15cm土层重组有机碳显著增加。在剖面上，土壤微生物碳、水溶性碳、轻组有机碳和重组有机碳随深度增加而减少。 （4）土壤微生物碳与有机碳之间存在极显著线性正相关关系(Y=27.978X，R2=0.9498**)，而且微生物碳的变化幅度大于有机碳的变化幅度，因而可以用来指示植 子午岭植被演替过程中土壤有机碳积累与变化 被演替过程中土壤有机碳的变化。轻组有机碳含量与有机碳之间存在极显著线性正相关 关系（Y=o.1914x，扩=0.9121”），但轻组有机碳含量的变化幅度小于有机碳的变化幅度， 因而轻组有机碳含量不适合用来指示植被演替过程中土壤有机碳的变化。 （5）土壤轻组有机碳与有机碳、重组有机碳与有机碳之间都存在极显著线性正相关 关系（Y=0.8138x，扩一0.9522”），但二者占有机碳比例的变化趋势却刚好相反。随有机 碳含量的提高，轻组有机碳占有机碳比例呈增加趋势，而重组有机碳占有机碳的比例呈 下降趋势。说明，轻组有机碳的增加是导致有机碳增加的主要原因。