前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的邊坡防護林對土壤有機碳的作用，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
農田防護林作為一種再生資源性林種，可以降低風速、控制土壤侵蝕、塑造農田景觀、創建生物棲息環境，對保護農田生態系統以及維護農業生態平衡具有重要意義［1］。目前，中國已經成為世界上規模最大的林業生態工程建設國家［2］，其中包括著名的“三北”防護林和長江中上游防護林建設。川中丘陵區為典型淺狀丘陵地貌，該區的防護林是長江中上游防護林的組成部分，主要以柏木(Cupressusfunebris)為主體。已有研究表明，防護林對風沙的控制作用顯著，并且能改善農田微環境［3］。目前，國內對防護林研究的主要目的已經從防風固沙轉變為改良土壤和改善農業生態系統［2，4］。防護林在增加農田生態系統生態效益的同時，也具有一定的脅迫作用［5－6］。由于受土壤生物生命活動和人類生產活動的影響，土壤有機碳(SOC)數量處于不斷變化中，是陸地生態系統中最活躍的部分之一［7］。目前關于防護林的研究多集中在干旱和沿海地區，討論重點集中在防護林建設、防護效應及其對小氣候的影響等方面［8－9］，對于林下農田土壤有機碳的研究相對較少。筆者就川中丘陵區典型農田土壤有機碳及其分布特征進行研究，探討柏木防護林對農田土壤有機碳的影響，為川中丘陵區農田邊坡防護林的建設和改造提供理論依據。 1材料與方法 1.1研究區概況 研究區位于四川盆地中北部的鹽亭縣(北緯30°58'31″～31°29'40″，東經105°12'17″～105°43'20″)。該縣地貌以丘陵和低山為主，海拔400～600m，氣候類型屬亞熱帶季風氣候，年均氣溫17.3℃，極端最高氣溫40℃，極端最低氣溫－5.1℃，多年平均降水量825.5mm。土壤以紫色土和水稻土為主，分別占全縣耕地面積的72.8%和23.26%［10］。農作物以水稻、玉米、小麥和油菜為主，其中旱地多實行油菜－玉米輪作。鹽亭縣于1970年代大規模滅荒造林，并采用初植密度6000～12000株•hm－2的高密度方式，以解決用材燒柴問題。最初營造的林分為榿柏混交林，后期由于各種環境因素和柏木生長的絕對優勢，混交樹種中榿木大部分死亡，全縣90%以上為純柏木林。 1.2試驗設計 在鹽亭縣林山鄉金線村小流域內選擇有柏木防護林和無柏木防護林的旱地為試驗樣地，在2種樣地中同時選擇2種不同種植制度(油菜－玉米輪作和玉米單作)進行區組配對試驗，共計4種處理:有邊坡防護林的油菜－玉米地(A)、有邊坡防護林的玉米地(B)、無邊坡防護林的油菜-玉米地(C)和無邊坡防護林的玉米地(D)。樣地采用同樣的施肥制度，即在每年春季種植時施肥，施肥量折合為N150.0kg•hm－2，P2O590.0kg•hm－2，K2O54.1kg•hm－2，前茬留田。農田土壤平均pH值8.83，全氮0.62g•kg－1，全磷0.64g•kg－1，全鉀18.42g•kg－1，堿解氮42.29mg•kg－1，有效磷4.16mg•kg－1，速效鉀71.39mg•kg－1。于2011年4月20日，在樣地A和B中，從防護林到農田中央0、2和5m處進行樣點布設;在樣地C和D中，從農田邊緣到農田中央0、2和5m處進行樣點布設。每塊樣地不同距離樣點設3個重復，每個樣點分別采集0～10和＞10～20cm深度土樣。2011年9月20日再次以同樣的方式采集土樣，此時樣地A和C在油菜收獲后改種玉米，樣地B和D進行玉米留茬。對所采集的土壤樣品分別測定有機碳和微生物量碳(Cmic)含量。土壤有機碳含量采用重鉻酸鉀容量法(外加熱法)測定［11］，微生物量碳含量采用熏蒸提取(容量分析法)測定［12］。 1.3數據處理 采用單因素方差分析(ANOVA)對不同處理、不同距離樣點土壤有機碳和微生物量碳含量進行比較，采用多因素方差分析比較防護林和輪作措施對土壤有機碳和微生物量碳含量的影響。所有數據采用SPSS13.0軟件處理，采用Excel2003軟件作圖。 2結果與分析 2．1土壤有機碳含量的分布特征 圖1為2011年4月20日4種樣地土壤有機碳含量的分布情況。從圖1可以看出，樣地A和B土壤有機碳含量高于樣地C和D。土壤有機碳含量的垂直變化明顯，總體上0～10cm土層有機碳含量高于＞10～20cm土層。水平方向上，輪作之前(4月20日)，樣地A和B土壤表層(0～10cm)有機碳含量隨著與防護林距離的縮短而減小，距柏木防護林0m處土壤有機碳含量顯著低于5m處(P＜0.05)。對于＞10～20cm土層而言，與防護林不同距離土壤有機碳含量無顯著差異(P＞0.05)。對于沒有邊坡防護林的樣地C和D，水平方向上土壤有機碳含量變化趨勢不明顯，除樣地C＞10～20cm土層以外，與農田邊緣不同距離處土壤有機碳含量差異均未達顯著水平(P＞0.05)。由圖2可見，樣地A和B土壤有機碳含量隨著與柏木防護林距離縮短而減少，距防護林5m處0～10cm土層有機碳含量分別為9.85和9.46g•kg－1，顯著高于0和2m處;距防護林0m處＞10～20cm土層有機碳含量顯著低于5m處(P＜0.05)。樣地C和D中，與農田邊緣不同距離處土壤有機碳含量差異均未達顯著水平(P＞0.05)?？傮w來看，邊坡防護林對農田土壤有機碳含量的水平分布具有顯著影響。 2．2土壤微生物量碳含量的分布特征 圖3為4月20日不同處理樣地土壤微生物量碳含量的分布情況。從圖3可以看出，樣地A和B中，0～10cm土層微生物量碳含量隨著與柏木防護林距離的縮短而減小，距防護林5m處土壤微生物量碳含量顯著高于0和2m處(P＜0.05);但對于＞10～20cm土層，與防護林不同距離處土壤微生物量碳含量無顯著差異(P＞0.05)。說明邊坡防護林對表層土壤微生物量碳含量的影響較大。無防護林的樣地C和D中，與農田邊緣不同距離處土壤有機碳含量差異均未達顯著水平(P＞0.05)。由圖4可見，9月20日，由于土壤溫度等因素的影響，各樣地土壤微生物量碳含量均有不同程度增加?？傮w來看，樣地A和B土壤微生物量碳含量高于樣地C和D。樣地A和B中，0～10和＞10～20cm土層微生物量碳含量總體表現為隨與邊坡防護林距離縮短而降低，距防護林5m處土壤微生物量碳含量顯著高于0m處(P＜0.05)。樣地C和D中，與農田邊緣不同距離處土壤有機碳含量差異均未達顯著水平(P＞0.05)。#p#分頁標題#e# 2．3邊坡防護林和輪作措施對土壤有機碳和微生物量碳的影響 通過多因素方差分析(表1)得出，無論是否進行輪作，邊坡防護林對農田土壤有機碳和土壤微生物量碳含量都有顯著影響(P＜0.05);而輪作僅對農田表層(0～10cm)土壤微生物量碳的影響達顯著水平(P＜0.05)，對農田土壤有機碳和＞10～20cm土層微生物量碳的影響均未達顯著水平，這可能是由于輪作措施只對農田表層土壤的微生物活性造成影響。 3討論 可以看出，川中丘陵區柏木防護林對農田土壤有機碳和微生物量碳含量有明顯的增加作用，這主要是因為農田土壤中有機碳主要來源于以各種形式進入土壤的有機物質［13］，防護林產生大量的枯枝落葉進入土壤，從而增加了土壤有機質含量。以往研究也證明，增加地表植被蓋度，如退耕還林［14］和人工造林［15］等措施均能明顯增加土壤有機質含量，筆者的研究結果與其一致。土壤有機碳含量不同會造成土壤微生物群落組成和活性的差異［15］。4種不同類型的樣地中，有防護林農田土壤微生物量碳含量總體高于無防護林農田，這主要是因為防護林導致農田小氣候改變和土壤有機碳含量提高，進而增強土壤微生物活性，提高土壤微生物量碳含量。 有防護林農田土壤有機碳總體表現為隨與防護林距離縮短而降低的變化趨勢，這可能有2個方面的原因:一是喬木對土壤養分的大量吸收［15］。柏木為淺根系物種，其根系主要集中分布于上層土壤中，細根和吸收根較多，粗根較少，根系的吸收面積較大，吸收能力強［16］。二是防護林對近距離農作物的脅迫作用［17］。喬木通過遮擋光照，和農作物競爭水分、養分等途徑對農作物生長造成一定脅迫，導致作物減產，秸稈還田量相對減少。 有防護林農田土壤微生物量碳含量也總體表現為隨與防護林距離縮短而降低的變化趨勢，這與毛瑢等［18］的研究結果相似。這是因為林下土壤有機碳含量降低導致微生物代謝活動減弱;此外，柏木能分泌一種揮發性物質，即植物殺菌素，可能對細菌、真菌及原生動物有較大的殺滅作用，進而影響土壤微生物的數量及其分解能力，導致土壤微生物量碳含量下降?？傊?，柏木邊坡防護林能夠明顯增加農田土壤有機碳含量，但在營建農田防護林的過程中，應該考慮到防護林的種植密度和防護林樹種的多樣性，以減輕對農作物的脅迫作用，增加枯落物，從而達到進一步改善農田土壤的目的。 4結論 (1)總體而言，柏木邊坡防護林對農田土壤有機碳和微生物量碳有明顯的增加作用。(2)隨與防護林的距離縮短，土壤有機碳和微生物量碳含量呈下降趨勢。(3)輪作措施僅對農田表層土壤微生物量碳含量影響顯著，對土壤有機碳影響不明顯。
