太行山区不同土地利用方式对土壤团聚体结构、碳库组分与微生物特征的影响

来源：中国土壤与肥料杂志2024年第11期北京时间：

作者：乔文艳，王霞磊，黄绍文，栾好安

单位：(1.河北农业大学林学院，河北 保定 071000;2.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室，北京 100081;3.中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室，北京 100081;4.河北省核桃技术创新中心，河北 邢台 054000)

摘要：针对我国太行山区因不合理土地利用导致土壤质量趋劣等问题，以4种典型的土地利用方式为研究对象，分析不同土地利用方式下土壤碳库、团聚体结构以及微生物特性等指标的变异特征，以期为太行山区土壤质量提升与可持续发展提供理论依据。采用改良Walkley-Black法、改进干筛法、磷脂脂肪酸分析技术和荧光微型版酶检测技术，以撂荒地、农田(花生-玉米轮作)、经济林地(核桃)和防护林地(油松)表层土壤作为研究对象，分析4种土地利用方式下土壤有机碳(SOC)及碳库组分、团聚体稳定性、微生物群落和胞外酶活性的差异。结果表明:(1)与撂荒地相比，其他3种土地利用方式(尤其是防护林)促进大粒径(2～8 mm)团聚体形成，从而增加团聚体平均重量直径(增幅为8.4%～18.8%)；(2)不同土地利用方式下SOC及其碳库构成存在显著差异，SOC与活性碳库(高度、低度和中度活性碳库)含量均表现为防护林>经济林和农田>撂荒地，而惰性碳库在各处理间则无显著差异；同时，防护林地SOC活度系数显著高于其他土地利用方式，增幅为11.7%～27.5%；(3)土地利用方式对土壤微生物数量及其群落结构影响较大，以防护林地中微生物量最丰富(65.2 nmol/g)，经济林(46.8 nmol/g)和农田(46.3 nmol/g)次之，撂荒地最低(34.0 nmol/g)，而真菌/细菌值则表现出相反趋势(撂荒地>经济林和农田>防护林)；冗余分析结果显示，SOC和碳氮比是影响土壤微生物群落结构的主要环境因子；(4)土壤水解酶(如葡萄糖苷酶、几丁质酶等)活性在防护林中最高，经济林和农田次之，撂荒地最低；氧化酶(酚氧化酶、过氧化物酶)活性则表现出相反趋势(撂荒地、经济林和农田>防护林)。综上，与撂荒和种植农作物相比，林业用地方式可改善土壤结构，促进SOC积累并提高其活性，增加微生物数量，表明其在改善太行山区土壤质量等方面具有较大潜力。

关键词：不同土地利用方式;土壤团聚体;碳库;微生物;胞外酶活性

基金资助：基金项目:河北省自然科学基金项目(C2021204160)；河北省高