（环境科学专业论文）侵蚀褐土有机碳特性和氮素转化及环境效应.pdf

大连交通大学t 学硕十学位论文 a b s t r a c t c h a n g e so fl a b i l eo r g a n i cc a r b o nw e r ei n v e s t i g a t e di ns e r i o u s l ye r o d e db r o w ns o i l su n d e r d i f f e r e n tu s i n gm e t h o d so rd i f f e r e n te r o s i o np o s i t i o n si nn o r t h w e s to fl i a o n i n gp r o v i n c e ，a n d t h ep r o c e s so fn i t r o g e nt r a n s f o r m a t i o na n di t sc o n t r i b u t i o nt ot h eg r e e n h o u s ee f f e c tw e r ea l s o s t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h es o c cc o n t e n to fy o u n gp i n es o i lw a so n l y5 0 o fo t h e r v e g e t a t i o ns o i l ，a n dt h el o w e s tl a b i l eo r g a n i cc a r b o ns u g g e s t e dt h el o w e s ta b i l i t yt oi m p r o v e s o i lf e r t i l i t yo fy o u n gp i n es o i l a n dm o r e o v e r , m a c r o a g g r e g a t ec o n t e n ti no t h e rk i n d so fs o i l w a s3 4 6 5 4 6t i m e sm o r et h a ny o u n gp i n es o i l ，w h i l ep a r t i c u l a t eo r g a n i cc a r b o nc o n t e n tw a s 2 0 1 - 3 5 6t i m e s ，e x c e p tt h a tf a r m l a n dm a i z ew a sm o r eo rl e s s ，t h u sa g g r e g a t e so fy o u n gp i n e s o i lh a dt h el o w e s ts t a b i l i t y i na d d i t i o n ，r e s p i r a t i o na n dm i n e r a l i z a t i o no fy o u n gp i n es o i l w e r es i g n i f i c a n t l yg r e a t e rt h a no t h e rv e g e t a t i o nt y p e so fs o i l ，s oi n d o l e n tc a r b o nc o n t e n tw a s l i t t l ew h i c hw a sd i s a d v a n t a g et ot h ef o r m a t i o no fc a r b o ns i n k f o rt h es a m er e a s o n s ，s o i l so f n a t u r a lw e e da n da l f a l f ac a nf o r map o t e n t i a lc a r b o ns i n k f r o mt h ep e r s p e c t i v eo fs o i la n d w a t e rc o n s e r v a t i o n ，y o u n gp i n e ss h o u l db ec a u t i o u st ot a k ei n t oa c c o u n t , a n dp r i o r i t ys h o u l d b eg i v e nt og r a s s e sv e g e t a t i o n c o m p a r e dt of a r m l a n dm a i z e ，t e r r a c em a i z es o i lw a sb e t t e rf o r s o i la n dw a t e rc o n s e r v a t i o nf o rt h a t 2 r a mm a c r o - a g g r e g a t ec o n t e n to ft e r r a c em a i z ew a s h i g h e r s o c ，l f o c ，h w c ，c w ca n dm b ci ns l o p i n gl a n ds o i lm i g r a t e dv e r t i c a l l ya l o n g w i t he r o s i o n ，r e m o v a la n da c c u m u l a t i o nb yw a t e ro nt h es l o p e t h es i z eo fa g g r e g a t e si n e r o d e ds o i lw a sm a i n l yb e l o w2 5 0m m m o r e o v e r ，t h ec o n t e n to fp o ci nm a c r o a g g r e g a t e s n e a r b ys e d i m e n tz o n ea tf o o t s l o p er e a c h e dt o9 7 7m gk g 。1w h i c hw a s1 7 5t i m e sm o r et h a n t h o s eo fs u m m i ta n d1 6 2t i m e sm o r et h a ns h o u l d e r - s l o p e h w c ，c w c ，a n dm b ci nss o i l s u n d e rd i f f e r e n tu s i n gm e t h o d so rd i f f e r e n te r o s i o np o s i t i o n sc o r r e l a t e ds i g n i f i c a n t l yl i n e a rt o s o c ( p 2 0 0 0 9 m ：小颗粒大团聚体库，粒径为2 0 0 0 - 2 5 0 9 m ；微团聚体库，粒径为 2 5 0 - , 5 3 1 , t m ；粉粒+ 黏粒级团聚体库，粒径为 耕地 幼年 林地，与土壤有机质的变化基本一致。在相同施肥条件下，自然草地和紫花苜蓿对土壤 微生物量的累积作用明显超过玉米地和幼年林地，这是由于苜蓿发达的根系，为微生物 提供了碳源，使微生物大量繁殖所致。结合图2 1 和表2 2 ，m b c 与总有机碳含量的变化 趋势相同。 表2 2 不同植被覆盖下土壤热水提取态有机碳、冷水提取态有机碳和微生物量有机碳的变化 t a b l e2 2h w c ，c w ca n dm b ci ns o i lu n d e rd i f f e r e n tv e g e t a t i o n 土壤活性碳占总有机碳的比率比活性碳总量更能反映植被对土壤碳行为的影响结 果。从图2 1 和表2 2 来看，不同植被恢复下，h w c 占s o c 的份额与s o c 含量的变化 趋势相同，而c w c 和m b c 占s o c 的份额则与s o c 的变化趋势不同。幼年油松林地 的c w c s o c 比值最大，陶澍等( 2 0 0 3 ) 1 7 2 1 认为森林土壤水溶性有机质主要是以富啡酸 和分子量较小的有机酸，碳水化合物为主，并且溶于水的有机碳除了富啡酸外还有胡敏 第二章不同利用方式下侵蚀十壤滑| 生有机碳、氮变化及环境效应 酸的一价阳离子盐和其它多种有机成分，而这些物质的富集和积累对微生物活动不利， 这也导致幼年油松林地的m b c 含量比其他两种植被下的土壤低。杂草地土壤中的 m b c s o c 比值最大，说明杂草地土壤中微生物的活性较强，故种草改善土壤肥力的能 力最明显，相反农田玉米地土壤中m b c s o c 比值最小，说明其改善土壤肥力的能力最 差。 如表2 3 显示，土壤中的h w c 、c w c 和m b c 都与s o c 有很好的相关关系，其中 h w c 与s o c ( r 2 = 0 9 9 6 1 ) 相关程度最高，这说明了土壤有机碳总贮量在很大程度上决 定了土壤各类活性碳含量，h w c 含量变化最能代表土壤s o c 含量变化，h w c 很大程 度上反映土壤有机碳的总活性强度。 m b c 、c w c 和h w c 两两之间存在着极显著相关性( p 2 m m 水稳性团 聚体含量：天然杂草 梯田玉米 紫花苜蓿 幼年松林、农田玉米。幼年松林含量最小为 5 2 ，农田玉米相差不大，天然杂草、梯田玉米和紫花苜蓿分别是幼年林地的5 4 6 、7 5 5 和3 6 4 倍。这说明植被恢复对土壤水稳性大团聚体有重要影响，不同植被对土壤水稳性 大团聚体影响不同。自然杂草通过根系的挤压、穿插和分割作用，促进土块的碎裂。同 时，根系的分泌物及其死亡分解后所形成的多糖和腐殖质又能团聚土粒，使其形成稳定 1 9 大连交通大学丁学硕士学位论文 的团粒结构，所以，草地对团聚体含量的影响最大。紫花苜蓿也属草本植物，但其植株 较高，地面覆盖相对少，通过根系、枯枝落叶对土壤团聚体的形成起作用，但就表层 ( o - 2 0 c m ) 而言，影响程度较草地要小。较农田玉米，梯田玉米大团聚体颗粒组分多， 2 m m 水稳性大团聚体含量是农田玉米的4 7 8 倍，表明梯田种植方式更利于水土保持。 幼年松林由于根系不发达，土壤侵蚀严重大团聚体优先被侵蚀，加之输入土壤的有机质 少不利于大团聚体的形成，大团聚体含量少。农田玉米地在人为活动过程中，发生了大 水稳性团聚体向小水稳性团聚体的转化，同时有机质分解加快也是导致团聚体稳定性下 降和大团聚体减少的主要原因。幼年松林和农田玉米的2 0 2 5 m m 团聚体组分增长至 4 7 6 和5 2 4 ，成为含量最多的粒级组分。说明大团聚体优先被侵蚀，形成了更小粒级 的团聚体。 0 2 5m m 水稳定团聚体的含量越高，土壤结构越稳定，土壤抗蚀性越好。不 同植被恢复下，自然杂草的 o 2 5m m 水稳定团聚体含量最高，所以从水土保持方面来讲， 应该优先种植草地。 ，、 誉 、 求 g 黛 醛 长 粼 困 粒径分布 图2 2 不同植被覆盖下土壤团聚体颗粒组分的粒级分布直径 f i g 2 2d i s t r i b u t i o no f d i f f e r e n ts i z e so f a g g r e g a t e si ns o i lu n d e rd i f f e r e n tv e g e m t i o n 不同植被恢复下，有机碳在不同粒级团聚体的分布如图2 - 3 。总的来说，各个粒级团 聚体的颗粒有机碳( p o c ) 含量中，幼年林地最低，自然草地最高，苜蓿地次之，两种 玉米地相差不大。梯田玉米、自然杂草、紫花苜蓿和农f f l 玉米的 2 m m 团聚体有机碳含 2 0 第二章不同利用方式下侵蚀土壤活性有机碳、氢变化及环境效应 量分别是幼年松林的2 0 1 、2 3 0 、2 0 2 和2 2 4 倍；梯田玉米、自然杂草、紫花苜蓿和农田 玉米的2 o 2 5 m m 团聚体有机碳含量分别是幼年松林的2 7 8 、3 5 6 、3 4 9 、和2 8 7 倍。其 它植被类型土壤的 o 2 5 m m ) 中的有机碳含量高于微团聚体中有机碳的含 量。幼年林地、梯田玉米、自然杂草、紫花苜蓿和农田玉米的 o 2 5 m m 团聚体有机碳含 量是相应的 幼年林地 玉米地，紫花苜蓿最大，自然杂草其次为5 3 8g gn 2 0 nk g 。1h ，梯田玉 米的反硝化酶活性最低，农田玉米地和幼年林地相差不大，为4 9 4g gn 2 0 - nk g 1h - i 和 5 0 9 昭n 2 0 - nk g 。h 一。这说明草地的反硝化细菌的活性最强，林地居中，玉米地反硝化 细菌的活性最弱。 。 t 加 - 譬 军 o z 望 v o 譬 蜒 黯 s c 日 谜 幼年林地梯田玉米 自然杂草 紫花菖蓿 农田玉米 图2 8 不同植被覆盖下十壤的反硝化酶活性 f i g 2 8d e n i t r i f y i n ge n z y m ea c t i v i t yi ns o i lu n d e rd i f f e r e n tv e g e t a t i o n 2 3 6 矿化作用差异 矿化作用是供给作物生长所需n 素和其他养分的重要过程。土壤n 素矿化是微生物 驱动的生物化学过程，n 素矿化量是土壤有机n 的含量、生物分解性、矿化的水热条件 和时问等的函数1 8 3 】。不同植被恢复土壤的土壤矿化氮量随培养时间延长的变化情况如图 2 9 所示。在培养2 8 天期间，自然草地的矿化氮量始终最少，其次为幼年林地，农田玉米 2 6 第二章不同利用方式下侵蚀_ 十壤活性有机碳、氮变化及环境效应 前1 4 天含量居中，后两周时间矿化速率较其他土壤强，培养结束后其矿化氮量达到最大 值。而紫花苜蓿地和梯田玉米地的矿化氮量在整个培养期间都最高。其可能原因是凋落 物质量不同，影响了土壤中硝化菌、氨化细菌和其它微生物的活性，从而使土壤中氮变 化不一致。可见土壤氮含量随林地物种的变化而变化。图2 9 还显示出，不同植被恢复土 壤氮矿化量差异主要表现在培养的前期。培养后期，土壤矿化量趋于平稳，不同植被恢 复土壤之间矿化量和矿化速率差异则主要与总有机质含量有关。土壤的氮矿化受多种因 素的影响包括有机物质的化学组成和土壤环境条件如土壤结构、土壤温度、湿度、p h 、 土壤中微有机体及微生物群落特性等瞰】。 一、 曲 _ z 0 0 e 、- ， 减 s j犀 培养时间( 天) 图2 9 土壤氮素矿化进程 f i g 2 9p r o c e s so f n i t r o g e nm i n e r a l i z a t i o ni ns o i l 表2 4 为不同植被恢复土壤n 素的矿化速率情况。由表得出，土壤的矿化作用最主要 发生在培养的第二周，两周以后土壤的矿化速率很慢，有时候达到零矿化。这可能是因 为在凋落物分解初期，易分解物质含量( 包括单糖、多糖、氨基酸、淀粉和部分低分子 质量的纤维素和半纤维素等) 较容易被微生物利用，而木质素类物质较难被微生物利用 或需要较高的生物分解能量，随着培养时间的增加，土壤有机氮的含量减少，其他营养 元素含量也减少，微生物种类减少，活性降低，而导致矿化态氮的减少。土壤的矿化高 峰出现在第二周，说明这时候微生物的数量最多，微生物的活性也最强。 2 7 大连交通大学t 学硕士学位论文 表2 4 土壤n 素的矿化速率( m gnk 9 1d - i ) t a b l e2 4m i n e r a l i z a t i o nr a t eo f n i t r o g e ni ns o i l 2 3 7 重金属含量变化 重金属对环境造成了严重污染，本章测定了不同植被恢复下土壤的重金属含量。结 果显示，c r 的含量最高，其次为z n ，约为c u 的4 倍，p b 的2 倍，c d 的2 0 倍。不同 植被类型土壤中p b 和z n 的含量并无太大差异。农田玉米地中c u 的含量最高，紫花苜 蓿地次之，其他三种土壤差别不大。但c d 的含量正好相反，农田玉米地和紫花苜蓿地 最低，其他土壤差别很小。梯田玉米地的c r 含量最高，其他土地没有太大差异。 二、 工 b 0 e 、- ， 坷 把 塞 删 刨 幼年松林梯田玉米自然杂草紫花菖蓿农田玉米 图2 1 0 不同植被类型土壤的重金属含量 f i g 2 10c o n t e n to fh e a v ym e t a l si ns o i lu n d e rd i f f e r e n tv e g e t a t i o n 2 8 第二章不同利用方式下侵蚀士壤活性有机碳、氮变化及环境效应 本章小结 本章探索了不同利用方式土壤的团聚体颗粒碳在侵蚀土壤中的变化及其对土壤氮 素转化过程的影响。不同植被恢复下，土壤的总有机碳和活性有机碳有明显差异。本章 实验结果表明，草地的总有机碳和各类活性有机碳的含量最高，其次为玉米地，幼年林 地的含量最少。造成不同植被恢复土壤碳差异的主要原因有：1 ) 植被覆盖度和林下灌 草植被的生长不同，导致了表层土壤的结构不同，受土壤侵蚀的影响不同；2 ) 输入土 壤的有机物质数量不同，使得微生物量和微生物活性不同；3 ) 受人为干扰的程度不同。 自然杂草和紫花苜蓿生长迅速，根系发达，植被覆盖度大，土壤表层结构良好，不易被 侵蚀，加之每年向土壤输入的有机质较多，为微生物提供了充足的养料，总有机碳和各 类活性有机碳的含量也高。幼年林地则相反，其改善土壤肥力的能力最差。玉米地地面 覆盖率较草地差，受人为干扰严重，有机碳含量居中。据此，对于保持水土来说，应优 先种草植灌，而长期不能闭郁、林下缺乏枯枝落叶层的人工林应谨慎考虑。土壤l f o c 、 h w c 、c w c 和m b c 含量都表现出与总有机碳含量相同的变化趋势，不同形态的活性碳 之间有很好的相关关系，h w c 与s o c 间呈现极显著的线性正相关。 自然杂草由于根系的挤压、穿插和分割作用，对团聚体含量的影响最大，其 2 m m 水稳性团聚体含量最高。紫花苜蓿地覆地面积较草地少，影响程度较草地要小。幼年林 地的 2 m m 水稳性大团聚体含量最少，但它和农田玉米的2 - 4 ) 2 5 r a m 团聚体组分迅速增长 至含量最多的粒级组分，说明大团聚体优先被侵蚀，形成了更小粒级的团聚体。各个粒 级团聚体的颗粒有机碳( p o c ) 含量中，幼年林地最低，自然草地最高，苜蓿地次之， 两种玉米地相差不大。从提高团聚体有机碳含量来提高团聚体稳定性从而达到水土保持 目的方面来讲，应该优先种植草类植被，林地应谨慎考虑，这与之前的研究一致。 幼年林地总有机碳含量最少但其呼吸量最大，说明土壤有机碳中含有较多的简单易 分解的有机化合物，惰效性碳含量少。而自然杂草和紫花苜蓿的凋落物含有较多的难 分解的复杂的有机化合物，表层土壤的惰效性碳含量非常高，减缓了土壤向大气中释放 c 0 2 的量，起到一个碳汇的作用，这对减缓温室效应是非常重要的。土壤矿化氮量随林 地物种的变化而变化。在整个培养期间，自然草地的土壤矿化氮量最少，紫花苜蓿地和 梯田玉米地的矿化氮量最多。在培养的第二周，土壤微生物量达到最大值，微生物的活 性最强，又有充足的养分，这时候土壤的矿化速率最强。土壤中重金属的含量由大到小 为：c r 、z n 、c u 、p b 、c d 。 大连交通大学t 学硕士学位论文 第三章不同侵蚀部位土壤活性有机碳、氮变化及环境效应 3 1 引言 土壤侵蚀所带来的环境问题已经受到社会各界的广泛关注。大量研究表明，坡地水 土流失是导致区域土壤质量退化以及土地生产力下降的重要原因。但是土壤质量退化是 一个渐变过程，而且在不同的尺度和地形部位还存在着空间变异性。土壤侵蚀一方面加 速侵蚀部位土壤有机碳( s o c ) 库的损耗，同时迁移的土壤物质在低洼的景观部位发生 累积，并埋藏富含有机碳的原始土壤，从而截留一定数量的有机碳。与土壤侵蚀过程相 对应，s o c 含量变化通过土壤团聚体的破坏和重新形成来影响土壤侵蚀和温室气体c 0 2 的释放。长期以来土壤侵蚀被认为是一个无益的过程。即土壤侵蚀使大量的营养元素和 有机质流失，如果侵蚀超过一定的阈值，将导致土壤生产力下降。但是从缓解温室效应 角度来看，最近的研究表明轻微的土壤侵蚀有利于提高低洼景观部位土壤的碳汇能力， 这种现象可减缓土壤对大气c 0 2 浓度升高的贡献。因此，探讨土壤再分布过程与景观中 s o c 关系的研究，对于控制土壤退化速度、了解土壤侵蚀的环境效应具有重要的理论价 值与指导意义。我们通过测定坡耕地不同侵蚀部位的表层土壤有机碳、团聚体粒级分布 及其结合碳含量，探讨土壤侵蚀对不同s o c 组分的影响，研究s o c 组分的迁移及累积特 征。 3 2 材料和方法 3 2 1 供试土壤 采集辽宁省阜新县七家子乡旧贝水土保持监测站同一坡耕地不同部位( 坡顶部、坡 背部和坡脚部) 的表层土壤，研究不同侵蚀部位土壤碳氮特性的差异。 3 2 2 实验方法及分析测定 1 ) 湿筛法对供试土壤进行团聚体分级：见第二章。 2 ) 总有机碳、轻组有机碳、微生物量有机碳、热水提取态有机碳和冷水提取态有 机碳的测定：见第二章。 3 ) 培育实验：见第二章。 4 ) n h 4 + - n 和n 0 3 - - n 含量的测定：见第二章。 3 0 第二三章不同侵蚀部位十壤活性有机碳、氮变化及环境效应 3 3 结果与讨论 3 3 1 土壤s o c 和l f o c 变化 坡顶的有机碳含量最低，而坡背和坡脚差异不明显，分别是坡顶的2 1 倍和2 3 倍。 轻组有机碳含量也表现为坡项含量最低，坡背和坡脚差异不明显。但轻组有机碳占总有 机碳的含量，从坡项到坡脚呈现出下降趋势为：2 8 1 、2 5 3 、1 8 6 ( 见图3 1 ) 。此 结果表明：坡面水流的冲刷、搬运及堆积过程使s o c 和l f o c 发生了明显的纵向迁移。 坡顶s o c 和l f o c 含量少的其他可能原因为：坡顶受侵蚀严重，土壤质地变粗，地表温 度增加，进而加速了s o c 矿化速率，导致s o c 含量的下降，土壤微生物活性的丧失。在 坡脚沉积区s o c 含量比坡项含量高的原因为：在排水不良的沉积区，土壤侵蚀导致粘粒、 有机质和可溶性营养元素迁移到沉积区，从而沉积区土壤阳离子交换量( c e c ) 和含水 量增加，进而减弱土壤碳的矿化过程。同时，这些条件促进团聚体的形成，团聚体吸附 和包裹s o c 产生的物理保护作用将减缓沉积区土壤有机碳的周转，沉积区埋藏的有机碳 可能也约束其矿化，从而形成为碳汇。轻组有机碳从坡顶到坡脚呈现出下降趋势也说明， 发生迁移的活性有机碳在沉积区的难氧化环境中累积，并形成了惰性碳库，使沉积区成 为可能碳汇。 图3 1 不同侵蚀部位十壤的总有机碳和轻组有机碳含量 f i g 3 1s o ca n dl f o ci ns o i la td i f f e r e n ts l o p ep o s i t i o n s 大连交通大学t 学硕士学位论文 3 3 2 土壤i r w c 、c w c 和m b c 的变化 水溶性有机碳w s o c 在土壤中移动性高，不稳定，易分解，易矿化，对植物和微生 物来说活性较高，对土地利用方式变化比较敏感。从坡顶到坡脚c w c 和h w c 含量逐渐 增加( 图3 2 ) ，说明三个侵蚀部位土壤水溶性有机碳含量沿坡向下迁移。水溶性有机碳是 有机碳分解的中间产物，其含量大小及其在土壤中存在的时间长短与土壤氧化物、粘粒 矿物对其吸附显著相关。方华军等( 2 0 0 5 ) 博5 j 用稳定性碳同位素研究坡耕地土壤碳矿化 时发现，侵蚀越严重的地形部位土壤碳矿化速率越大，因为土壤侵蚀使土壤质地变粗， 增加地表温度，进而增力h s o c 矿化速率。坡顶w s o c 含量较低，说明土壤侵蚀加速s o c 周转和w s o c 的损失。坡脚w s o c 含量最高，一方面说明微生物量转换较快，有机碳分 解促进了中间产物的增多；另一方面，w s o c 的侧向迁移可能起着主导作用。在沉积部 位，w s o c 含量比坡顶部位高，可能是由于粘粒迁移至坡脚和坡趾部位富集，而w s o c 主要吸附在粘粒上，使得碳从易溶态向复杂或固持态转化，从而不利于微生物呼吸利用。 从拟合方程的决定系数来看，c w c 与s o c ( r 2 = 1 ) 、h w c 与s o c ( r 2 = 0 9 9 9 ) 的 相关程度极高，土壤h w c 、c w c 与s o c 呈很好的指数关系。故通过测定w s o c 含量可 以更好地评估s o c 含量。图3 2 还得出坡顶、坡背和坡脚的h w c 为相应侵蚀部位c w c 的 1 6 8 倍、1 9 0 倍和2 1 1 倍。再次说明溶解出的有机碳随着浸提液温度升高而增多。 f 锄 j o e 、 田唧 缸 u u s o c 含量( gck g 。) 图3 2 不同侵蚀部位十壤的冷水提取态有机碳和热水提取态有机碳含量 f i g 3 2c w ca n dh w ci ns o i la td i f f e r e n ts l o p ep o s i t i o n s 3 2 f 卫 u e 、一一 皿皿| 缸 u 工 o o o 0 o 0 o o 拍 m 控 加 体 m m 他 第三章不同侵蚀部位十壤活性有机碳、氮变化及环境效应 m b c 在土壤中的含量较大程度上代表着土壤活性有机碳储量，其周转期为1 - - - 2 年， 比总s o c 周转更快，对土壤管理方式反应敏剧硒】。土壤微生物商( q m b ) 是m b c 与 总s o c 含量的比值，反映了输入有机质向m b c 的转化效率，土壤中碳损失和土壤矿物 对有机质的固定m l 。q m b 变化比s o c 和m b c 更稳定，表现出更平滑的变化趋势。据 图3 3 显示，坡顶到坡脚的m b c 含量为：11 6m gck g - 1 、2 1 8m gck 9 1 、l1 7m gck g ， q m b 为0 3 7 、0 3 3 、1 6 3 。研究区坡顶和坡背的q m b 最小值都小于1 ，而含量最 多的坡脚也只有1 6 3 ，反映了辽西北土壤侵蚀比较严重，土壤有机碳含量低的特点。数 据显示的坡脚m b c 和q m b 显著大于坡顶和坡背是由土壤沉积过程所致。由图3 2 可知， 坡脚沉积区含有更多以被微生物利用的可溶性有机碳，加之土壤水分和营养元素的输 入，促进了生物量的形成。m b c ，q m b 与w s o c 具有较好的相关关系，这说明w s o c 是微生物最有效的底物，w s o c 周转速率较快而难以在土壤中长期存在。沉积区表层土 壤各活性碳之间相关性不显著，这是因为沉积区土壤来自上坡侵蚀搬运而