岩溶区不同土地覆被方式对土壤团聚体有机碳的影响

王浩，姚昕，杨慧*，何振，李敦杰，丁玲玉

岩溶区不同土地覆被方式对土壤团聚体有机碳的影响

王浩1,2，姚昕1,2，杨慧2*，何振1，李敦杰1，丁玲玉1

1. 聊城大学环境与规划学院，山东 聊城 252059；2. 国土资源部/广西岩溶动力学重点实验室（中国地质科学院岩溶地质研究所），广西 桂林 541004

分析不同土地覆被方式土壤有机碳的差异和特点有助于深入研究岩溶区碳循环的特点和规律。以西南岩溶地区森林、灌丛和果园3种土地覆被方式为研究对象，对0～100 cm各层土壤总有机碳及团聚体有机碳的差异和特征进行研究，结果表明：（1）3种土地覆被方式以森林土壤总有机碳含量最高（12.53～39.33 g∙kg-1），灌丛次之（8.48～27.99 g∙kg-1），果园最低（8.40～18.61 g∙kg-1），不同土地覆被方式土壤总有机碳不仅在 0～20 cm 差异显著，而且在 40～70 cm 土层也有明显差异（P＜0.05）；各土地覆被方式0～100 cm各层土壤均以＞0.25 mm水稳性大团聚体为主，果园土壤＞2 mm团聚体质量分数在0～90 cm土层显著低于森林和灌丛（P＜0.05）。（2）土地覆被方式对土壤＞2 mm大团聚体内有机碳含量的影响最为显著，森林土壤＞2 mm团聚体有机碳的含量为12.32～39.88 g∙kg-1，在0～100 cm各层均显著高于灌丛和果园，并且灌丛土壤＞2 mm团聚体有机碳的含量在0～30 cm和40～90 cm土层也显著高于果园（P＜0.05）。另外，果园土壤＜0.25 mm微团聚体内有机碳的含量明显高于＞0.25 mm大团聚体，然而森林0～100 cm土层和灌丛0～30 cm土层各粒级团聚体有机碳含量没有显著差异（P＜0.05）。（3）3种土地覆被方式，＞0.25 mm大团聚体对土壤有机碳的贡献均高于＜0.25 mm微团聚体；森林、灌丛和果园0.25～2 mm团聚体对有机碳的贡献率分别为40.31%～67.76%，41.99%～59.38%和48.72%～68.18%，是贡献率最高的团聚体；不同土地覆被方式之间＞2 mm团聚体对有机碳的贡献差异最为显著，森林土壤明显高于灌丛和果园；3种土地覆被方式中果园土壤＜0.25 mm微团聚体对有机碳贡献率相对较高，其0.053～0.25 mm微团聚体对有机碳的贡献率为13.08%～26.98%，仅次于0.25～2 mm大团聚体。

岩溶区；土地覆被；土壤有机碳；团聚体

全球碳循环是影响气候变化的重要因子，土壤碳库由于其储量巨大，已是目前全球碳循环研究的热点之一（Smith et al.，2007；方精云等，2010）。在岩溶区，土壤有机碳是岩溶地区碳-水-钙动力系统的重要组成部分，它作为岩溶系统中碳转移的动力学媒介，是岩溶系统中碳流通的主要途径（潘根兴等，1999）。同时，土壤有机碳是岩溶区生态系统的重要组成部分，它为植物生存提供必须的肥力，直接参与生态系统的物质循环（朴世龙等，2010）。因此，土壤有机碳是研究岩溶区土壤碳循环的重要因子。

土壤团聚体是土壤结构的基本单元，也是土壤有机碳的主要赋存场所，团聚体对有机碳的吸附、包裹等保护作用降低了有机碳的分解速率，有利于土壤碳的保存（Oades et al.，1991）。而土壤有机碳的胶结作用是促进团聚体形成及保持稳定性的关键因素，土壤的团聚过程也被认为是土壤固碳的重要途径之一（Feller et al.，1997）。土地覆被、利用方式变化是影响土壤团聚体和有机碳关系的原因之一。土地覆被、利用方式变化改变了地表植被类型，从而改变了有机质进入土壤的途径、数量和形态（Six et al.，2000；Denef et al.，2007）；同时还可能破坏了土壤团聚体的组成，改变了土壤理化性质，使得有机碳在土壤中的吸附、固定、分解等迁移转化规律发生变化，从而改变土壤的固碳能力。

岩溶区是典型的生态脆弱区，环境容量小，抗干扰能力差，不同土地覆被、利用方式对土壤有机碳有明显的影响（郭纯青等，2002）。目前，针对西南岩溶区的研究主要集中于0～40 cm近地表土层不同土地覆被方式土壤有机碳的变化规律（莫彬等，2006；沈艳等，2012；Xiao et al.，2017）。研究发现，自然生态系统（如森林、灌丛）土壤有机碳含量高于人工生态系统（如耕地、果园等）（陈高起等，2015；黄芬等，2016）。各土地覆被方式土壤不同粒级团聚体内有机碳的含量存在差异，但其内有机碳占全有机碳的比例却没有明显的规律；自然生态系统各粒级团聚体内有机碳含量均高于人工生态系统，但不同粒级团聚体有机碳含量差异的规律性有时不显著，还需进一步研究（段正锋等，2009；李娟等，2013；杨慧等，2016）。目前，对西南岩溶区不同土地覆被方式土壤有机碳变化的研究主要针对于近地表土层，而对40 cm以下土壤碳的变化规律鲜见报道。

因此，本文以西南岩溶区3种土地覆被方式：森林、灌丛和果园为研究对象，分析0～100 cm土层土壤团聚体有机碳的特点和变化规律，探讨土地覆被方式对土壤有机碳的影响，为进一步了解岩溶区土壤碳循环的特点和规律提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 样地概况

研究区位于广西省桂林市朝田乡的毛村（25°10'11″～25°12'30″N，110°30'00″～110°33'45″E），距离桂林市区约30 km。该地属于中亚热带湿润季风气候，气候温和，四季分明，年均气温为18.8 ℃。降雨量年内分配不均，主要受季风活动影响，通常夏季湿热多雨，秋季干旱少雨；雨季一般从每年 3月持续至8月，年均降雨量为1915 mm（曹建华等，2011）。

本研究选择了邻近的森林、灌丛和果园样地，样地总面积1.3 km2，其中林地约0.4 km2，灌丛约0.5 km2，果园约0.4 km2。样地所在区域地貌类型为典型的峰丛洼地，地层岩性为泥盆系融县组（D3r）灰岩。3种土地覆被方式土壤类型均为棕色石灰土，成土母质为石灰岩，土壤基本理化性质见表1。灌丛样地为20世纪90年代中期原有常绿阔叶林乔木被破坏后恢复的自然生态系统，主要植被为黄荆（Vitex negundo）、檵木（Loropetalum chinense）、九龙藤（Bauhinia championii）等；森林样地为次生的常绿阔叶林，主要乔木物种为青冈（Cyclobalanopsis glauca）和栲树（Castanopsis fargesii），林龄为10～15 a；果园种植柚子（Citrus maxima），林龄为 10～15 a。

1.2 样品采集与分析

本研究在林地、灌丛、果园的样地分别设置 3个20 m×20 m的样方，在每个样方随机挖取3个100 cm深土壤剖面；采用分层采样法，分0～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70、70～80、80～90、90～100 cm等10层，自下而上分别采集2 kg原状土，用硬质塑料盒封装，避免运输途中挤压变形，带回实验室以备分析。

土样留出100 g左右进行基本理化性质分析，其余样品在通风透气处摊开，沿土壤自然结构轻轻剥开，分成直径为1 cm左右的小土块，剔除粗根和石砾后自然风干。

根据岩溶地区的土壤特点和本研究的内容，团聚体分离采用干湿筛结合的方法（张万儒等，1999；杨慧等，2016），先将全部风干土过2、0.25、0.053 mm组成的套筛进行分离，得到4个粒级干筛团聚体样品。再根据干筛各粒级团聚体比例，配成100 g土样，浸泡过夜，然后再过2、0.25、0.053 mm组成的套筛进行分离，分别将截留在每级筛子上的样品转移至铝盒中，在50 ℃烘箱内烘干至恒重后待测。

土壤样品分析参照《土壤农业化学分析方法》：pH采用电位法，全土及团聚体有机碳采用重铬酸钾外加热法（鲁如坤，2000）。

1.3 数据分析

采用 SPSS 18.0软件对数据进行一般统计分析、单因素方差分析（One-way，ANOVA）、差异显著性分析（Duncan法，统计显著性的评价为P＜0.05的水平）和相关性分析。数据整理和作图在Excel 2010中进行。

表1 土壤基本理化性质Table 1 Physical and chemical properties of soil

2 结果与分析

2.1 土壤总有机碳和团聚体特征

3种土地覆被方式不同土层的土壤总有机碳含量如图1所示，土壤总有机碳的含量均随剖面深度增加呈降低趋势，其中森林土壤总有机碳含量最高，灌丛次之，果园最低；森林、灌丛和果园土壤总有机碳的含量范围分别为 12.53～39.33、8.48～27.99 和 8.40～18.61 g∙kg-1。森林土壤总有机碳在0～100 cm各层均显著高于灌丛和果园，而灌丛土壤总有机碳在0～20 cm和40～70 cm土层也显著高于果园（P＜0.05）。

图1 不同土地覆被方式土壤总有机碳含量Fig. 1 Soil organic carbon content of different land cover typesn=9，不同大写字母表示土地覆被方式之间的差异达到显著水平（P＜0.05）n=9, Different capital letters indicate significant differences among three land cover types (P＜0.05)

本研究森林、灌丛和果园各土层团聚体结构均以＞0.25 mm的水稳性大团聚体为主，其质量分数总体随剖面深度的增加呈降低趋势，且不同土地覆被方式之间＞2 mm大团聚体质量分数的差异较为明显（图2）。森林和灌丛土壤＞0.25 mm水稳性大团聚体的质量分数在各土层差异不大，质量分数分别为65.29%～89.23%和64.65%～91.90%，其中＞2 mm大团聚体质量分数分别为 3.14%～46.30%和6.58～43.15%。果园＞0.25 mm水稳性大团聚体相对较少，质量分数为63.84%～77.01%；且其＞2 mm团聚体的质量分数仅为5.95%～20.79%，其在0～90 cm各土层的含量均明显低于森林和果园。

图2 不同土地覆被方式土壤团聚体的质量分数Fig. 2 Soil aggregates content of different land cover types

2.2 团聚体内有机碳的含量

土地覆被方式影响团聚体内有机碳的含量，且对＞2 mm大团聚体的影响最为显著，其次为0.25～2 mm团聚体（图3）。森林土壤＞2 mm团聚体内有机碳的含量范围为 12.32～39.88 g∙kg-1，其在 0～100 cm 各土层的含量均显著高于灌丛（8.92～28.15 g∙kg-1）和果园（8.30～18.03 g∙kg-1）(P＜0.05)；而在灌丛0～100 cm各土层中，除30～40 cm和90～100 cm之外，其余土层＞2 mm大团聚体内有机碳的含量也显著高于果园（P＜0.05）。同时，森林土壤0.25～2 mm团聚体内有机碳含量在 0～100 cm各土层均显著高于灌丛和果园（P＜0.05），而灌丛土壤0.25～2 mm团聚体内有机碳的含量在0～20 cm和40～70 cm土层显著高于果园（P＜0.05）。0.053～0.25 mm 和＜0.053 mm微团聚体内有机碳含量受不同土地覆被方式的影响相对较小，森林土壤两种粒级微团聚体内有机碳含量在0～100 cm各土层均显著高于灌丛和果园（P＜0.05），而灌丛土壤两种粒级微团聚体内有机碳的含量仅在0～10 cm和40～60 cm土层显著高于果园（P＜0.05）。

图3 不同土地覆被方式团聚体结合有机碳的含量Fig. 3 Content of organic carbon associated with aggregate of different land cover typesn=9，不同大写字母表示土地覆被方式之间的差异达到显著水平（P＜0.05），不同小写字母表示团聚体粒级之间的差异达到显著水平（P＜0.05）n=9, Different capital letters indicate significant differences among three land cover types (P＜0.05). Different small letters indicate significant differences among the aggregates (P＜0.05)

3种土地覆被方式团聚体内有机碳的含量随粒径级的变化规律也存在明显差异。果园土壤在0～100 cm各土层中，＜0.25 mm微团聚体有机碳含量显著高于＞0.25 mm大团聚体（P＜0.05）。与之不同的是，森林土壤团聚体内有机碳的含量随粒级变化的趋势不明显，在0～100 cm各土层中，不同粒级的团聚体内有机碳的含量差异不大，均未达到显著水平（P＜0.05）。灌丛土壤在0～30 cm土层中，各粒级团聚体有机碳的含量呈随粒级降低而增加的趋势，但其差异未达到显著水平；而在30～100 cm土层中，团聚体有机碳的变化规律则与果园类似，各土层＜0.25 mm土壤微团聚体有机碳的含量均显著高于＞0.25 mm水稳性大团聚体（P＜0.05）。

2.3 团聚体对有机碳的贡献

3种土地覆被方式，＞0.25 mm大团聚体对土壤有机碳的贡献均高于＜0.25 mm 微团聚体，并均以0.25～2 mm团聚体对有机碳的贡献最高（图4、图5）。单位面积森林土壤0.25～2 mm团聚体内有机碳储量的范围为1.11～2.09 kg∙m-2，对有机碳的贡献率为40.31%～67.76%，0～100 cm土层的总贡献率为48.81%；单位面积灌丛和果园土壤0.25～2 mm团聚体内有机碳的储量低于森林，分别为 0.71～1.70 kg∙m-2和 0.70～1.32 kg∙m-2，但对有机碳的贡献率可达41.99%～59.38%和48.72%～68.18%，对0～100 cm土层的总贡献率分别为51.44%和55.39%。

图4 不同土地覆被方式团聚体对有机碳的贡献率Fig. 4 Contribution rates of aggregate to soil organic carbon of different land cover types

图5 不同土地覆被方式单位面积土壤团聚体内有机碳的储量Fig. 5 Soil organic carbon density associated with aggregate of different land cover types

各土地覆被方式，不同粒级团聚体对有机碳的贡献以＞2 mm团聚体的差异最为显著。单位面积森林土壤＞2 mm团聚体内有机碳储量在0～100 cm各土层的范围为 0.06～2.44 kg∙m-2，0～100 cm 土层的总储量为11.88 kg∙m-2；灌丛和果园0～100 cm土壤＞2 mm 团聚体内有机碳总储量分别为 6.81 kg∙m-2和2.22 kg∙m-2，仅为森林土壤的57.3%和18.7%。同时，森林土壤0～100 cm各土层＞2 mm团聚体对有机碳的贡献率仅次于 0.25～2 mm 团聚体，其范围为3.09%～46.95%，0～100 cm 土层的总贡献率为34.60%；而灌丛和果园＞2 mm团聚体对有机碳的贡献率相对较低，0～100 cm 各土层的范围分别为6.93%～43.39%和5.59%～19.12%，对0～100 cm土层的总贡献率分别为30.75%和11.65%。

果园土壤＜0.25 mm两种粒径微团聚体对有机碳的贡献率均相对较高，其中0.053～0.25 mm微团聚体内有机碳的储量范围为0.22～0.56 kg∙m-2，对有机碳的贡献率范围为13.08%～26.98%，0～100 cm土层的总贡献率为19.06%，仅次于0.25～2 mm团聚体对有机碳的贡献率；＜0.053 mm 微团聚体内有机碳的储量范围为0.12～0.39 kg∙m-2，对有机碳的贡献率范围为7.97%～20.06%，总贡献率为13.89%。森林和灌丛＜0.25 mm 微团聚体对有机碳的贡献率较低，均低于＞2 mm团聚体的贡献率，其中0.053～0.25 mm微团聚体的贡献率分别为 5.02%～29.80%和4.35%～23.73%，总贡献率为10.05%和9.66%；＜0.053 mm 微团聚体的贡献率分别为 2.49%～10.58%和4.99%～13.95%，总贡献率为6.54%和8.15%。

3 讨论

土壤有机碳的含量受众多因素的影响，例如土壤类型、气候、地形、植被等。不同的植被或作物类型，其土壤有机碳的来源量和矿化速率各不相同，使得土壤有机碳含量存在差异。本研究森林土壤总有机碳含量最高，其次为灌丛，二者0～10 cm表层土壤总有机碳的含量分别为 39.33 g∙kg-1和27.99 g∙kg-1，与陈家瑞等（2012）和严毅萍等（2012）在桂林地区的研究结果一致；本研究果园 0～30cm土层土壤有机碳含量（16.26～18.61 g∙kg-1）与重庆中梁山岩溶区的研究结果相似（7.07～17.40 g∙kg-1）（段正锋等，2009）。本研究森林和灌丛为自然生态系统，受人为因素扰动较少；根据本研究调查，森林主要植被为林龄为10～15 a的常绿阔叶树，物种主要为青冈、栲树，森林植被乔木层高度超过10 m，而灌丛植被为黄荆、檵木等灌木和小乔木，高度为3 m左右，植被生物量、生产量显著不同；这可能是影响土壤有机质的输入量，从而引起土壤有机碳含量存在差异的因素之一（潘根兴等，2007）。果园作为人工生态系统，必然受一定程度的人类干扰，特别是为了提高产量和便于管理，果园的林下植被会被定期清理；这不仅减少了土壤有机碳的来源，也会加速土壤有机碳的矿化（Liu et al.，2013），是导致果园土壤有机碳含量较低的原因之一。

土地覆被方式对团聚体内有机碳有明显的影响，并且以两种粒级大团聚体内有机碳含量的差异较为显著（图 3）。大团聚体内有机碳含量的差异能敏感地反映不同土地覆被方式对土壤固碳作用的影响，这主要是由于有机质是促进大团聚体形成的重要胶结物质，而大团聚体的胶结和团聚作用也促使有机质的富集和保存，从而使得进入土壤的有机质首先被大团聚体包裹蓄积（Six et al.，2004；Denef et al.，2005）。表层土壤是接受有机质归还的主要场所，现有研究发现不同土地覆被、利用方式之间表层（0～20 cm）土壤大团聚体有机碳含量存在显著差异（Kou et al.，2012；Wang et al.，2014）；然而本研究中，40 cm之下土层不同土地覆被方式大团聚体有机碳含量仍存在显著差异，这说明岩溶区不同土地覆被方式对大团聚体有机碳的影响并不局限于表层土壤。一方面，森林生态系统大量的凋落物不仅为表层土壤提供了丰富的有机碳来源，而且乔木植物的根系十分发达，根系分泌物和死亡细根显著增加了40 cm之下的深层土壤有机碳的来源（Peng et al.，1995）；因此，本研究森林各层土壤大团聚体有机碳的含量均显著高于灌丛和果园（P＜0.05）。另一方面，岩溶地区形成了以碳-水-钙循环为主的物质和能量的传输与转换的复杂动力系统；土壤有机碳不仅受植被的影响，其迁移、矿化的过程也受水分的影响（刘再华等，2003）；有研究认为土壤有机质随水分迁移而被土壤固持，是深层土壤有机碳的重要来源（袁道先，2001；Sanderman et al.，2009）。本研究区属于中亚热带季风气候区，湿润多雨的气候特点促进土壤有机碳由表层向深层土壤转移，是导致各土地覆被方式深层土壤团聚体有机碳差异的因素之一。

土地覆被方式也显著影响团聚体对有机碳的贡献，本研究中各土地覆被方式＞2 mm团聚体对有机碳的贡献差异最为显著。大团聚体主要通过缠绕、粘黏、包裹等物理作用保护有机质，易受外界环境的干扰而破碎分裂，其内包裹的有机碳在分离后易被分解矿化，而有机碳的损失会进一步降低大团聚体的稳定性及其对碳的保护作用（Oades et al.，1991；Tisdall，1994）。本研究森林生态系统受人为影响较低，大团聚体受外力破碎的几率较低，使得其大团聚体对有机碳的保护作用相对较强，＞2 mm团聚体对有机碳的贡献最大。而另一方面，本研究果园土壤＜0.25 mm 微团聚体对有机碳的贡献率高于森林和灌丛，这是由于果园土壤不仅微团聚体的质量分数较高，而且微团聚体内有机碳的含量也呈现出高于大团聚体的特征，这与李娟等（2013）对不同土地利用方式表层（0～20 cm）土壤团聚体有机碳的研究结果类似。微团聚体颗粒较细，其吸附和结合有机碳的能力较强，因此微团聚体内有机碳的分解和矿化速率相对较低，有机碳在其中能稳定较长时间并得到积累（Six et al.，2002）。人为干扰和影响，可能会加剧果园土壤大团聚体的破碎化，降低大团聚体的稳定性及其对内部有机碳的保护作用，但对微团聚体及其有机碳的影响较小，故大团聚体质量分数及其内有机碳的含量均较低，其对有机碳的贡献也就低于森林和灌丛。

本研究 3种土地覆被方式土壤总有机碳与＞2 mm团聚体对有机碳的贡献率有明显的正相关关系（P＜0.05），而与其他粒级团聚体对有机碳的贡献率的相关性未达显著水平（P＜0.05）（图6），这说明＞2 mm团聚体是表征不同土地覆被方式固碳能力差异的重要因子。土壤团聚体随粒径的增加，其本身对有机碳的吸附、结合能力减弱，有机碳周转速率加快，固碳能力降低（Six et al.，2000；Paul et al.，2013），因此大团聚体内有机碳易受土地覆被方式的影响而存在显著差异，而微团聚体对有机碳具有持久的保护作用，对土壤的固碳作用有重要的贡献（Kong et al.，2005；Helfrich et al.，2006）。本研究中，3种土地覆被方式以＞0.25 mm大团聚体对有机碳的贡献为主，贡献率均超过 60%（图4）。这可能是由于本研究对象的土壤类型为富钙棕色石灰土，土壤钙与有机碳可以结合为钙键结合态有机碳（李世朋等，2003；陈家瑞等，2012）；由于钙键结合态有机碳的抗氧化能力较强，相对比较稳定，且它作为土壤重要的胶结物质，可以增强大团聚体的稳定性，促进有机碳在大团聚体内的聚集（Clough et al.，2000），提高了大团聚体的固碳作用。

4 结论

本研究以西南岩溶地区森林、灌丛和果园3种土地覆被方式为研究对象，分析其0～100 cm各层土壤总有机碳及团聚体有机碳的差异和特征，结果表明：

（1）3种土地覆被方式以森林土壤总有机碳含量最高，其次为灌丛，果园最低；不同土地覆被方式土壤总有机碳含量在0～20 cm和40～70 cm土层均有显著差异。各土地覆被方式团聚体结构均以＞0.25 mm 水稳性大团聚体为主，森林和灌丛土壤＞2 mm大团聚体的质量分数相近，明显高于果园土壤。

（2）土地覆被方式对土壤＞2 mm大团聚体内有机碳含量的影响最为显著，森林土壤0～100 cm各层中，＞2 mm团聚体有机碳的含量均显著高于灌丛和果园，并且灌丛土壤＞2 mm团聚体有机碳的含量在0～30 cm和40～90 cm土层也显著高于果园。3种土地覆被方式中，果园土壤＜0.25 mm微团聚体内有机碳的含量明显高于＞0.25 mm 大团聚体，而森林0～100 cm土层和灌丛0～30 cm土层各粒级团聚体有机碳含量没有显著差异。

（3）3种土地覆被方式，＞0.25 mm大团聚体对土壤有机碳的贡献均高于＜0.25 mm微团聚体，并以0.25～2 mm团聚体对有机碳的贡献最高；不同土地覆被方式之间＞2 mm 团聚体对有机碳的贡献差异最为显著，森林土壤明显高于灌丛和果园；3种土地覆被方式中，果园土壤＜0.25 mm微团聚体对有机碳贡献率相对较高，其0.053～0.25 mm微团聚体对有机碳的贡献率仅次于0.25～2 mm大团聚体。

图6 土壤总有机碳与团聚体对有机碳贡献率的相互关系Fig. 6 Relationships of soil organic carbon and contribution rates of aggregate to soil organic carbon

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Abstract: Under the global climate change, land cover types, as one of the most important indicators that influencing the sequestration of soil organic carbon and the distribution of soil organic carbon in aggregates, have been increasingly focused on.Therefore, analysis of the effects of land cover on soil organic carbon is useful to study characteristics of the carbon cycle in Karst area. In this paper, content of soil organic carbon and the distribution of soil organic carbon in aggregates under the three land cover types (forest, shrub, and orchard field) were studied. Results showed that: (1) soil organic carbon content was obviously influenced by land cover types. The content of soil organic carbon was highest in forest (12.53～39.33 g∙kg-1), second in shrub (8.48～27.99 g∙kg-1), and the lowest in orchard field (8.40～18.61 g∙kg-1), with the significant difference in the 0～20 cm layers and 40～70 cm layers among the three land cover types (P＜0.05). The content of macro-aggregate (＞0.25 mm) was higher than micro-aggregate (＜0.25 mm)in every layer of the whole soil profile (0～100 cm). Stability of soil aggregates in forest and shrub was greater than that in orchard field. The content of macro-aggregate (＞2 mm) in 0～90 cm layers of orchard field soil was obviously lower than that of forest and shrub soil (P＜0.05). (2) Soil organic carbon associated with aggregate also influenced by land cover types. The content of organic carbon associated with macro-aggregate (＞2 mm) under forest (12.32～39.88 g∙kg-1) was obviously higher than that of shrub and orchard field in every soil layer (P＜0.05). And the content of organic carbon associated with macro-aggregate (＞2 mm) under shrub soil in 0～30 cm and 40～90 cm layers was significantly higher than that of orchard field. In addition, organic carbon content associated with macro-aggregate (＞0.25 mm) was lower than that of micro-aggregate (＜0.25 mm) under orchard field. However,there was no significant difference of the organic carbon content associated with aggregate among the different aggregate fractions of forest (0～100 cm layer) and shrub soil (0～30 cm layer) (P＜0.05). (3) The distribution of soil organic carbon in macro-aggregate(＞0.25 mm) was more than that of micro-aggregate (＜0.25 mm). The contribution rate of macro-aggregate (0.25～2 mm) to soil organic carbon was highest, which were 40.31%～67.76%, 41.99%～59.38% and 48.72%～68.18% of forest, shrub and orchard field respectively. And the most significant difference of contribution rate to soil organic carbon appeared in macro-aggregate (＞2 mm)among three land cover types. The contribution rates of micro-aggregates (0.053～0.25 mm and ＜0.053 mm) to soil organic carbon were respectively 13.08%～26.98% and 7.97%～20.06% under orchard field.

Key words: Karst area; land cover; soil organic carbon; aggregate

Effects of Different Land Cover Types in Karst Area on Soil Aggregates and Organic Carbon

WANG Hao1,2, YAO Xin1,2, YANG Hui2, HE Zhen1, LI Dunjie1, DING Lingyu1

1. School of Environment and Planning, Liaocheng University, Liaocheng 252059, China;2. Karst Dynamics Laboratory, MLR and GZAR (Institute of Karst Geology, CAGS), Guilin 541004, China

10.16258/j.cnki.1674-5906.2017.09.008

S152; X144

A

1674-5906（2017）09-1506-08

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国家自然科学基金青年基金项目（41402326）；岩溶动力学重点实验室开放基金课题（KDL201506）；聊城大学博士科研基金项目

王浩（1984年生），男，讲师，博士，主要从事环境生态学和生态系统碳循环等方面的教学和科研工作。E-mail: wanghao@lcu.edu.cn*通信作者：杨慧（1981年生），女，副研究员，博士，主要研究方向为岩溶生态学。E-mail: yanghui_kdl@163.com

2017-07-03