生物炭施用对桂北桉树人工林土壤碳库管理指数及有机碳化学结构的影响

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：褚俊智,沈育伊,牟芝熠,毛馨月,黄科朝,张德楠,滕秋梅,孙英杰,吕仕洪,徐广平

单位：桂林理工大学环境科学与工程学院, 广西环境污染控制理论与技术重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西植物功能物质与资源持续利用重点实验室, 桂林 541006,天府新区通用航空职业学院智慧产业学院, 眉山 620564,广西师范大学生命科学学院, 广西漓江流域景观资源保育与可持续利用重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006,广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西喀斯特植物保育与恢复生态学重点实验室, 桂林 541006

摘要：基于2017年建立的桉树人工林生物炭长期定位试验，将桉树人工林废弃枝条经高温（500℃）无氧条件下裂解制备为生物炭，设置CK（0%）、T1（0.5%）、T2（1.0%）、T3（2%）、T4（4%）和T5（6%） 这6个处理，探究一次性施用不同量生物炭5 a后土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数和有机碳化学结构的变化特征及其影响因素，可为桉树林业废弃物生物炭的土壤改良和固碳效应提供科学依据. 结果表明：①与对照相比，生物炭施用显著提高了土壤有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、非活性有机碳及矿物结合态有机碳的含量（P<0.05），在高施用量下（T4和T5处理）的增幅较大. 土壤碳库管理指数随着生物炭施用量增加呈显著增大的趋势. ②生物炭施用增加了土壤中烷基碳和芳香碳的相对含量，降低了烷氧碳和羧基碳的相对含量（P<0.05）. 高施用量下显著提升了烷基碳/烷氧碳比值、疏水碳/亲水碳比值和芳香碳/烷氧碳比值，降低了脂肪碳/芳香碳比值（P<0.05），芳香度趋于增大. ③相关性和主成分分析表明，土壤碳库管理指数与土壤有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、烷基碳、芳香碳、pH值、土壤含水量、全氮、全磷、全钾、速效氮、速效磷、速效钾、微生物量碳和微生物量氮呈极显著正相关（P<0.01）；与矿物结合态有机碳呈显著正相关（P<0.05），与烷氧碳、羧基碳和土壤容重呈极显著负相关（P<0.01）. 冗余分析表明，土壤容重、活性有机碳、有机碳、全钾、颗粒有机碳、微生物生物量碳和速效钾是影响土壤碳库管理指数与有机碳化学结构的关键环境因子. 总之，桉树人工林施用生物炭5 a后提高了土壤质量，有利于提升土壤固碳能力和增加土壤有机碳稳定性.

关键词：生物炭,土壤有机碳（SOC）,碳库管理指数,有机碳化学结构,桉树人工林,