云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝、铁含量的影响

太岳山油松林土壤酶活性对模拟氮沉降及改变碳输入的响应太岳山油松林土壤酶活性对模拟氮沉降及改变碳输入的响应 云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝、铁含量的影响摘要摘要：滇中地区内蕴藏着丰富的磷矿资源，是中国著名的富磷区域，是中国第二大的磷矿产区，是我国最大的磷矿开采区和磷化工基地之一。磷是造成滇池水体富营养化的重要元素之一。磷主要以沉积磷灰石的形式存在,主要以磷酸盐溶液的形式被植物吸收。滇池流域南部的柴河小流域存在着大面积的富磷区。由于人类生产生活的影响，滇池流域土壤中的富磷区大量的磷素从陆地生态系统中向外输出，磷素会通过地表径流、侵烛和淋溶(泄漏或地下径流)等方式进入地表水体和地下水中，再加上此区域磷矿的开采，促使这片区域成为滇池流域面源污染输出的最主要来源，导致滇池水体富营养化，这对滇池水体安全的构成了严重的威胁。滇池水体中磷素的偏高导致富营养化的加重，水体中磷素过高导致一系列的环境问题。因此，磷素的控制就显得尤为重要。为了遏制磷素导致的水体富营养化问题，需要源头上控制土壤中磷素的流失，对于控制磷素流失最好的方法就是植树造林，通过建立优势植物群落，在富磷基地选择优势群落云南松，联合修复矿区生态环境。为研究云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝、铁含量的影响，选取了云南松群落作为研究对象，通过凋落物去除以及灌木去除的方法人为改变云南松林的林下土壤碳输入量，探究云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝铁含量的影响，对土壤有机质、游离氧化铁、游离氧化铝、非晶质铁、非晶质铝的含量进行了测定，并分析了碳输入变化对土壤铝、铁含量的影响。结果表明：（1）碳输入变化对土壤游离态铁含量影响呈负相关（2）碳输入变化与非晶质铁的含量呈负相关性（3）碳输入变化与游离态铝的含量呈负相关（4）碳输入变化与非晶质铝含量呈负相关关键词：云南松群落、输入碳变化、富磷区、有机碳、络合物AbstractAbstract:ThereareabundantphosphaterockresourcesincentralYunnan,whichisafamousphosphate-richregioninChina,thesecondlargestphosphaterockproductionareainChina,andoneofthelargestphosphaterockminingareasandphosphatechemicalbasesinChina.PhosphorusisoneoftheimportantelementscausingeutrophicationinDianchiLake.Phosphorusmainlyexistsintheformofdepositedapatiteandismainlyabsorbedbyplantsintheformofphosphatesolution.Thereisalargeareaofphosphorus-richareainthesmallwatershedofChaiheRiverinthesouthofDianchiLakeBasin.Duetotheinfluenceofhumanproductionandliving,alargeamountofphosphorusinthephosphorus-richareaofsoilinDianchiLakebasinisexportedfromtheterrestrialecosystem.Phosphoruswillenterthesurfacewaterandgroundwaterthroughsurfacerunoff,candleinvasionandleaching(leakageorundergroundrunoff),andtheexploitationofphosphaterockinthisareawillmakethisareathemainsourceofnon-pointsourcepollutionoutputinDianchiLakebasin,leadingtoeutrophicationofDianchiLakewater,whichposesaseriousthreattothesafetyofDianchiLakewater.ThehighphosphoruscontentinDianchiLakeleadstotheaggravationofeutrophication,andthehighphosphoruscontentinthewaterleadstoaseriesofenvironmentalproblems.Therefore,thecontrolofphosphorusisparticularlyimportant.Inordertocurbtheeutrophicationofwatercausedbyphosphorus,itisnecessarytocontrolthelossofphosphorusinsoilatthesource.Thebestwaytocontrolthelossofphosphorusistoplanttrees,establishdominantplantcommunities,selectdominantcommunitiesinthephosphorus-richbase,andjointlyrepairtheecologicalenvironmentoftheminingarea.InordertostudytheeffectofcarboninputchangeofPinusyunnanensiscommunityonsoilaluminumandironcontentinphosphorus-richareas,thePinusyunnanensiscommunitywasselectedastheresearchobject,andthecarboninputofsoilunderPinusyunnanensisforestwasartificiallychangedbymeansoflitterremovalandshrubremovaltoexploretheeffectofcarboninputchangeofPinusyunnanensiscommunityonsoilaluminumandironcontentinphosphorus-richareas,andthecontentsofsoilorganicmatter,freeironoxide,freealumina,amorphousironandamorphousaluminumweremeasured,andtheeffectofcarboninputonsoilaluminumandironcontentwasanalyzed.Theresultsshowthat:(1)Thechangeofcarboninputhasanegativecorrelationwiththecontentoffreeironinsoil.(2)Thechangeofcarboninputhasanegativecorrelationwiththecontentofamorphousiron.(3)Thechangeofcarboninputisnegativelyrelatedtothecontentoffreealuminum.(4)Thechangeofcarboninputisnegativelyrelatedtothecontentofamorphousaluminum.Keywords:Pinusyunnanensiscommunity,inputcarbonchange,phosphorus-richarea,organiccarbon,complex.

目录第一章引言 61.1问题提出 61.2国内外研究动态 71.2.1有机质的输入途径及其意义 7土壤有机质的意义 81.2.2土壤铁的形态、影响因素及其意义 91.2.3土壤铝的形态、影响因素及其意义 111.2.4土壤磷的形态、影响因素及其意义 121.2.5碳输入变化对土壤铝铁含量的影响 141.2.6研究目的及重要研究内容 15第二章研究区域与方法 162.1研究区域概况 162.2样地设定与样品采集 162.2.1样地设定 162.2.2样品采集 162.3试验方法 172.3.1土壤待测液的制作 172.3.2铁的测定 172.3.3游离氧化铝的测定 182.3.4有机质的测定 192.3.5无定型氧化铁的测定 202.3.6无定型氧化铝的测定 21第三章结果与分析 233.1数据分析 23第四章结论与讨论 314.1讨论 314.1.1碳输入变化对游离态铁的影响 314.1.2碳输入变化对非晶质铁的影响 324.2云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝含量的影响 324.2.1碳输入变化对游离态铝的影响 324.2.3碳输入变化对非晶质铝的影响 334.2结论 34参考文献 35谢辞 37第一章引言1.1问题提出滇中地区内蕴藏着丰富的磷矿资源,是中国著名的富磷区域，富磷区面积占流域面积的10.3％[1]，是中国第二大的磷矿产区，是我国最大的磷矿开采区和磷化工基地之一。磷是造成滇池水体富营养化的重要元素之一。面向滇池的山地富磷区，是供给水体污染物质的主要来源，而流域水体则是磷素流失迁移的主要受纳区域[2]。磷是生命活动所必需的因素，并且控制和参与了生物地球化学循环的许多过程，属于沉积型循环。磷主要以沉积磷灰石的形式存在,主要以磷酸盐溶液的形式被植物吸收，而能被植物吸收的磷素比较少，为了满足作物生长需求，富磷区农业生产需要向土地施入大量磷肥。那些没有被植物利用到的过多磷素会通过地表径流、侵烛和淋溶(泄漏或地下径流)等方式进入地表水体和地下水中[3]，再加上此区域磷矿的开采，促使这片区域成为滇池流域面源污染输出的最主要来源，导致滇池水体富营养化严重。滇池流域南部的柴河小流域存在着大面积的富磷区。由于人类生产生活的影响，滇池流域土壤中大量的磷素从陆地生态系统中向外输出，这对滇池水体安全构成了严重的威胁。滇池水体中磷素的偏高导致富营养化的加重，水体中磷素过高就会导致一系列的环境问题，如水葫芦等外来物种的入侵，水体动植物的死亡和喜磷植物的大量生长等等，为了解决滇池水体富营养化，磷素的控制就显得尤为重要。为了遏制磷素偏高导致的水体富营养化问题，最好的解决方法就是从水体污染的源头出发，在源头上控制土壤中磷素的流失。对于控制磷素流失，最好的方法就是植树造林，在富磷基地选择优势群落，通过建立优势植物群落，自发性恢复辅以引进物种，联合修复矿区生态环境[4]。其中云南松就是最优势的植物群落。柴河流域地处滇池北岸，是典型的山地富磷区，磷矿和铁矿高度富集。该区域乔木以云南松为主，其他乔木分布较少，属于典型的云南松群落。云南松（Pinusyunnanensis）具有生长快、耐干旱瘠薄、适应性强等特点，有涵养水源、改善生态环境等作用。云南松群落中，森林土壤类型以棕红壤为主。土壤有机质来源丰富，但分解快，流失多，土壤中腐殖质较少，土壤粘性较强，因淋溶作用较强，钾、钙、钠、镁等元素积存较少，而铝铁含量较多，土壤呈均匀的红色。作为富磷区域的优势群落，云南松到底对群落植物、土壤、土壤磷有什么影响，在各类研究报道中，有关云南松群落土壤成分、土壤元素、土壤微生物、生态水纹的研究的报道较多，而关于云南松群落不同组分、不同碳输入对土壤磷素、土壤铝、铁的影响报道较少。碳输入是指植物通过光合作用合成有机物质或土壤微生物分解凋落物和植物根系分泌各种物质从而使土壤中碳的含量增加一个过程。森林作为陆地生态系统的主要组成部分，具有巨大的生物量和碳储量，是地球碳循环过程中重要的库和汇。森林作为陆地生态系统中最大的有机库，在陆地生态系统循环中起着重要的作用。土壤中的碳源是微生物新陈代谢所必须的营养物质和能量来源。森林土壤中的碳输入变化主要受到植物凋落物与根系分泌物的影响，其中凋落物是森林土壤有机质的重要来源，是森林生态系统能量流动和物质循环的重要载体[5]，也是森林生态系统营养周转的基础[6]，凋落物数量的改变会导致土壤微生物量、群落组成乃至代谢方式改变，进而影响土壤中各种元素的含量，而根系分泌物不仅是土壤有机质的重要来源，而且地下根系和菌根的周转和分解对土壤低分子有机物含量有重要影响，所以可以通过控制根系分泌物的输入改变碳输入的变化。因此，本文以昆明晋宁云南松（Pinusyunnanensis）林为研究对象，通过凋落物去除以及灌木去除的方法人为改变云南松林的林下土壤碳输入量，探究云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝铁含量的影响对研究滇池流域水污染和森林土壤成分具有重大意义。1.2国内外研究动态1.2.1有机质的输入途径及其意义有机质的输入途径在动植物的残体及其分解或合成的各种有机质残留在土壤中，我们将这一系列含碳有机物质统称为土壤有机质[7]。土壤有机质（SOM）是表征土壤肥力和质量的重要因子，也是陆地生态系统中碳循环的重要源与汇[8]，是土壤的重要组成部分。土壤有机碳是土壤有机质的一个重要组成部分，有机碳含量的多少可以由土壤有机质的含量进一步体现。在整个碳输入过程中，土壤中碳源的输入主要来自三种途径：途径一是地上凋落物的输入；途径二是地下根系分泌物和根系残体的输入；途径三是植物光合作用同化产生的碳输入。(1)地上凋落物的输入即为植物（此处多为云南松）凋落的枝、叶、果实、花等残体落入地面，经过土壤微生物和土壤动物等的各种分解代谢作用产生低分子有机物进入土壤。凋落物是森林生态系统内各种植物落到地表的叶、枝条、茎、花、果实以及树皮的总称[9]，其生产和分解过程是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节之一。森林凋落物不仅具有涵养水源，保持水土，为树木生长提供矿物质营养的功能，而且其分解产生的大量二氧化碳等温室气体又对全球背景下森林生态系统碳循环具有重要影响，凋落物的分解补充和积累是森林土壤中有机碳的主要来源[10]。土壤有机质的输入与输出间的净平衡决定了土壤有机碳的积累，凋落物在分解过程中将其含有的营养物质释放到土壤中，间接提高了土壤有机碳的含量。胡宁等[11]在研究石漠化脆弱生态区植被恢复时，发现凋落物分解对有机碳的提高有促进作用。(2)地下输入途径地下输入包括根系残体的分解产生的低分子有机物、根系直接分泌的低分子有机物和土壤有机质分解转化产生的低分子有机碳。地下根系和菌根的周转和分解对土壤低分子有机物含量有重要影响[12]。(3)植物光合作用。林木光合作用合成的有机物通过韧皮部向地下运输，在通过根系的新陈代谢和根系分泌物进入土壤中。植物光合作用同化的碳大约33%被分配到地下细根[13]，其中植物细根和菌根的周转和分解会产生相当数量的有机物，这些有机物直接进入土壤。理论上，光合作用固定的碳均可以通过根系来释放[14]。土壤有机质的意义土壤有机质含量是衡量土壤肥力高低的重要指标之一，它能促使土壤形成结构，改变土壤物理性、化学和生物学过程的条件，提高土壤的吸收性能和缓冲性能，有机质的分解向土壤释放了各种养分，为土壤动物、微生物的生长生活提供了各种养分。同时，有机质的分解还会影响土壤中各种元素的含量及其分布状态。（1）土壤有机质是植物养分的主要来源。有机质含有植物生长所需的各种营养元素，特别是土壤中氮，有95%以上氮素是以有机态存在于土壤中的。土壤有机质分解向土壤中释放了氮、硫、磷、钙、镁以及各种微量元素，同时为植物进行光合作用提供了二氧化碳。（2）促进植物的生长发育。有机质中含有的胡明酸[15]，可以增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，增强对营养物质的吸收，同时有机质中的维生素和一些激素能促进植物的生长发育。（3）有机质分解过程中的中间产物以及微生物代谢和自溶的物质，与土壤中的多价金属离子可形成比较稳定的络合物，从而加强土壤中难溶物质的溶化作用。（4）有机质分解过程中合成的有机胶体，与土壤中黏土矿物复合成胶体，可改变土壤的结构和理化性质，使水稳性团聚体和空隙度增加，容量下降，提高土壤保水保肥性能，降低土壤中活性铝和游离铁的危害。1.2.2土壤铁的形态、影响因素及其意义土壤中铁的形态非常复杂，根据溶解状态来分，分为可溶性铁和不可溶性铁。可溶性铁包括离子铁、无机络合铁、有机络合铁和胶体态铁；不可溶性铁包括悬浮铁、表面吸附铁和单核膜铁等。根据存在状态分为矿物态、有机态、溶液态和交换态。其中，各种氧化铁是土壤中的重要存在形式[16]。氧化铁的分类土壤中氧化铁的分类是多样的，按照矿物质学来划分，可分为氢氧化铁、水铁矿、纤铁矿、针铁矿、磁赤铁矿等，除前两种分为无定型和微晶之外，其他几种都是以晶质形态存在，但其颗粒大小和比表面积却有很大的差异。按化学方法划分，氧化铁可分为无定型氧化铁和游离型氧化铁。无定型氧化铁（又叫做活性铁）是指比表面积较大和活性较高的氧化铁，它在一定条件下能够被活化，主要包括了水溶态、交换态和部分有机态及少部分的无机态铁[17]。由于氧化铁的分类较多，现挑几种比较有代表性的讨论。游离氧化铁氧化铁及其水合物统称为游离铁或者游离氧化铁。游离氧化铁在土壤中具有重要的意义，它是土壤中可变正电荷和负电荷的主要载体，对某些重金属离子和某些多价的含氧酸根有专属吸附，制约着他们在土壤中的活性。游离氧化铁还是土壤中重要的矿质胶结物质，对土壤结构的形成起桥接或联结作用。此外，它还是决定土壤颜色的一个重要因素。无定型氧化铁无定型氧化铁又称为活性铁，是土壤中活性较高的那部分氧化铁。氧化铁具有较高的活性，易随环境条件的变化而变化，土壤氧化铁活化后，对磷酸根（H2PO4-）、亚硒酸根和氟离子有较强的吸附作用[18]。无定型氧化铁因为受到土壤干湿交替和有机质等的影响而变化频繁，具有一定的连续性。无定型氧化铁与游离氧化铁的比值称为活化度，是作为氧化铁活化度的指标。氧化铁活化后巨大的比表面积及其表面的化学活性使其能吸附众多的重金属、非金属离子及含氧阴离子（如磷酸盐），极大程度上控制了这些元素在土壤中的浓度、形态和迁移转化，决定着植物有效性、环境毒性，影响着作物的产量和质量，关系到人类的健康。络合铁土壤中的络合物是金属离子与电子给与体以配位键方式结合而成的氧化物。土壤中元素的有机络合态系指与投入腐殖质形成的络合物，络合态铁是部分活性铁与土壤固相有机质络合而成。络合铁普遍存在于土壤中的锈纹、绣斑和某些成土过程具特征性或诊断性的层次中，土壤铁发生络合作用与还原作用不同，还原作用需要一定的条件（如氧化还原电位、PH等），而络合作用经常发生，因此络合铁也是引起土壤铁迁移、转化的重要原因[19]。由于有机质可作为电子供体，其分解使氧化铁被还原，Fe3+变为Fe2+，所以络合铁可以看做是亚铁的一个重要来源。土壤铁的影响因素土壤中铁的存在形式多种多样，影响铁的形态的因素也多种多样，主要包括PH、有机质、有效磷、Eh等。有机质对土壤铁的影响何群[20]报道土壤中氧化铁的活化度与土壤有机质含量之间呈显著的正相关。有机质分解时部分氧化铁被还原，由高价铁还原为低价铁。有机质是有效地络合剂，能显著提高土壤络合铁的含量，因为有效土壤中铁的化学和移动的因素很多，但是其中起决定性的是高价铁还原为亚铁的还原作用和腐殖质对铁的络合作用，所以有机质与络合铁含量密切相关[21]。土壤有机质的分解，高价铁被还原为低价铁，导致土壤中游离氧化铁的含量减少，络合铁的含量增加。PH对土壤铁的影响土壤PH与各形态铁密切相关，土壤PH是制约土壤铁氧化的溶解性，决定土壤铁氧化还原的的难易程度的主要因素[22]。PH值可以通过影响微生物的种类和数量来制约铁的还原是否能发生，从而影响土壤活性铁的含量。土壤呈酸性时，沉积铁的溶解度提高，有利于还原，土壤处于还原状态时活性铁含量降低。土壤中强还原性的低PH环境促进不溶性Fe3+向可溶性Fe2+转化。有效磷对土壤铁的影响土壤中氧化铁形态的转化是制约磷有效性的一个重要机制。活性铁的增加为磷的释放增加了表面积，有利于提高有效磷的含量。有效磷与铁形成耦合物，导致土壤铁和磷的流失，造成水体富营养化加剧。土壤铁形态的研究意义铁是土壤中最基本的氧化还原活性金属元素，在土壤中的含量仅次于氧、硅、铝，对土壤的理化性质产生着深刻影响。土壤中铁的形态复杂，各种氧化铁是土壤环境中铁的重要存在形态，铁氧化物的溶解、沉淀、氧化还原、络合、离解等过程是最为重要的生物地球化学反应之一，特别是铁氧化物较大的比表面特征导致其具有较强的吸附功能，能影响土壤中氮磷等营养元素，以及有机污染物的吸收与转化[14]，从而影响动植物和人类的健康。所以研究土壤中铁的形态对于人类健康、植物和动物都具有重要的意义。1.2.3土壤铝的形态、影响因素及其意义土壤铝的形态及其分类铝是地壳和土壤中最丰富的金属元素，占地壳重量的7.1%，通常以难溶性硅酸盐或氧化铝的形式存在。土壤中的铝主要存在于层状铝硅酸矿物的晶格中，如长石、云母、蒙脱石等，其余的铝以各种化学形态存在，如水溶性铝、交换态铝、羟基铝及其聚合物（包括表面覆盖及层间铝）、有机配合态铝、铝的氧化物及氢氧化物以及非晶态铝硅酸盐等[23]。交换态铝交换态铝主要指通过静电引力吸附于土壤表面的交换性铝离子，包括Al3+和羟基化铝离子[24]。吸附态羟基铝土壤吸附态羟基铝主要是指以无机胶膜吸附于矿物表面和边缘的羟基铝和氢氧化铝，以及某些非晶形铝硅酸盐，通常由交换性铝聚合或矿物中铝在H+作用下转化而来，是铝形态转化的产物［25］。有机络合态铝土壤有机络合态铝是由土壤交换态铝或无机吸附态羟基铝与有机配体结合形成的[26］络合物。土壤铝的意义土壤中铝的形态直接影响土壤的结构和性质，影响人类和生物生存的生态环境。土壤中的铝在酸性条件下，能导致土壤酸化。1.2.4土壤磷的形态、影响因素及其意义土壤磷的形态及其分类土壤中的磷按其存在形式可分为有机磷和无机磷。其中无机磷是主体，占有重要比例[27]，含量一般占土壤全磷含量的60%～80%，包括无机磷、吸附磷和土壤溶液中的磷。在大多数土壤中，磷以无机形态为主，主要以正磷酸盐的形式存在，焦磷酸盐的数量很少，有机形态的磷含量较低,而且变幅比较大。无机磷可细分为不同的形态，Chang等[28]将土壤无机磷形态分为5种形态:水溶性磷(WS-P)、铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、闭蓄态磷(O-P)和钙结合态磷(Ca-P)。（1）无机磷矿物态磷矿物态磷包括含磷的原生矿物、次生矿物及其他含磷化合物。另外,矿物态磷还包括闭蓄态磷,是指被更难溶解的非晶态的铁、铝、钙等胶膜包裹的磷酸盐或者其它含磷化合物。吸附态磷土壤中吸附态磷包括以配位吸附(又称专性吸附)和阴离子交换吸附等形式保存在土壤固相表面的磷。其中,磷的专性吸附是指发生在土壤固相表面以配位键形式结合的磷，其化学实质是磷酸根取代其它配位体，主要是OH-,并与固相物质表面的金属离子配位。阴离子交换吸附则是以静电引力为基础的磷酸根与土壤胶体吸附反应，其基本原理与阳离子交换吸附类似。土壤中吸附态磷以专性吸附态为主，包括铝结合态磷(Al-P)、铁结合态磷(Fe-P)、和钙结合态磷(Ca-P)。水溶态磷土壤溶液中磷含量很低，磷在土壤溶液中主要以正磷酸盐的形式存在，由于正磷酸盐是三元酸,随着氢离子逐步解离形成三种不同形式的磷酸根:H2PO-4、HPO42-、PO3-4，这三种磷酸根的浓度受溶液中氢离子解离程度的控制。（2）有机磷土壤有机含磷化合物主要来自于植物,也有相当一部分来自于土壤生物、特别是微生物。绝大多土壤有机磷以单脂键或双脂键与土壤腐殖质结合。土壤有机磷含量与土壤有机质含量成正相关，并且与土壤有机质分布的变化比C/N要大，其原因是N是腐殖质基本结构内的元素，而P则是以脂键形式与腐殖质结构的外部组份结合。由于与磷结合的有机分子多样性，有机磷的化合物也有许多种，其中相当一部分是未知组分，已知组分的有机磷化合物主要有三类:植素类(肌醇类)、核酸类、磷脂类。土壤磷的影响因素有机质的影响氧化化铁的活化度与土壤有机质含量之间呈显著的正相关。有机质分解时部分氧化铁被还原，由高价铁还原为低价铁，导致土壤中游离氧化铁的含量减少，进而影响土壤磷的存在形式。微生物的影响许多常见的微生物能溶解存在于土壤中的难溶性无机磷，微生物的溶磷作用是通过酸化其生长环境，产生螯合或交换过程来实现的。在土壤中，能够矿化有机磷酸盐的微生物所占比例也很高，极端情况下高达70%～80％，一般稍低于50％，这些微生物产生各种酸，能降解相应的有机磷。如根瘤菌Leguminosarumbiovarviceae在以有机磷作为磷源时，能产生活性很强的磷酸酶[29]。土壤铁的影响土壤中氧化铁形态的转化是制约磷有效性的一个重要机制。活性铁的增加为磷的释放增加了表面积，有利于提高有效磷的含量。有效磷与铁形成耦合物，导致土壤铁和磷的流失，造成水体富营养化加剧。土壤铝的影响土壤中游离态的铝离子与土壤中磷酸根结合形成磷酸铝复合物。而游离态铝的含量受有机质的影响，进而影响土壤中磷素的含量。意义磷素在自然界中主要以5+价的形态存在,而植物从土壤中吸收的磷主要是初级磷酸(H2PO-4),其次是次级磷酸(HPO2-4)的形态,因而土壤“缺磷”(缺乏植物可利用的磷)成为一个植物生长的主要问题土。植物吸收的磷主要来自土壤溶液中的磷。有机磷是土壤磷库中最重要的部分，但大部分有机磷不能直接被植物吸收，而只能通过矿化分解为植物提供磷。1.2.5碳输入变化对土壤铝铁含量的影响土壤有机质是土壤肥力的物质基础，是土壤的重要组成部分，王晖等人报道，土壤有机质含量与土壤微量元素之间有密切的关系[30]。土壤碳与土壤铝、铁的联系主要是通过形成络合物的结构产生。土壤中的络合物是金属离子与电子给与体以配位键方式结合而成的氧化物。土壤中元素的有机络合态系指与投入腐殖质形成的络合物，腐殖质是有机质的一部分，土壤有机质含量的多少影响着土壤碳的含量，在间接的影响着土壤中络合铁和络合铝的含量。碳输入变化对土壤铁的影响土壤中碳与铁的联系主要是通过有机质与铁形成络合物体现。土壤络合态铁是部分活性铁与土壤固相有机质络合而成。活性铁主要指无定型氧化铁，又称为活性铁，是土壤中活性较高的那部分氧化铁。活性氧化铁与有机质络合而形成络合态的铁。有机质分解时部分氧化铁被还原，由高价铁还原为低价铁，能显著提高土壤络合铁的含量，所以有机质与络合铁含量密切相关。由于氧化铁被还原，Fe3+变为Fe2+，游离态的氧化铁含量减少。碳输入变化对土壤铝的影响土壤中碳与铝的联系主要是通过有机质与铝形成络合物体现。土壤有机络合态铝是由土壤交换态铝或无机吸附态羟基铝与有机配体结合形成的。土壤中铝主要以氧化铝的形式存在，特别是红壤中。土壤中各种形态的氧化铝分离出的Al3+与有机质结合形成有机络合态铝。有机质分解后，Al3+与有机质形成络合态铝，土壤氧化铝的含量随有机质的增加而减少，络合铝的含量则增加，进而导致游离氧化铝的含量也随之减少。碳输入变化对有效磷的影响有机质通过影响土壤中铁铝的含量，在进一步影响土壤中磷素的含量和存在形式。1.2.6研究目的及重要研究内容本文主要研究云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝、铁含量的影响。主要研究内容包括：（1）云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铝含量的影响（2）云南松群落碳输入变化对富磷区土壤铁含量的影响第二章研究区域与方法2.1研究区域概况研究样地位于昆明市晋宁县内，属于滇池的柴河小流域。属亚热带湿润季风气候，雨旱分明，年平均降雨量925.4mm，常年气温均为14.6℃，地理位置位于24°36′-37′N，102°41′-42′E，海拔1936-2256米，地貌为山地半山地，土壤主要类型是棕红壤和山地黄红壤两种。土壤含水率为14.29%(SD=5.61)土壤全磷为6.57mg.g-1(SD=12.68)，pH为6.23（SD=1.21）。山腰区域大概1/3至2/3处，是磷矿开采面，所以土壤中磷含量较高，人类生产活动以及磷矿开采，使该域植被受损十分严重，水土流失，导致大量磷进入湖泊。其上方由于人类活动少，植被生长状况良好；磷矿开采的断面处，人为干扰严重，基本没有植被，地表裸露；下方基本是农田和冲沟，污染负荷十分严重。该地区森林覆盖率极低，植被稀疏或以马赛克半点的形式分布，自然的情况下很少有大面积的成林分布。2.2样地设定与样品采集2.2.1样地设定在富磷区云南松群落随机选取三对（共计六块）20×20m样地，每对样地相距30m，其中，每对20×20m样方中随机选取一个样方做环割处理，处理对象为样方内的所有云南松，对样方内所有云南松在距地面约1.5m处环割去除宽约5cm的韧皮部。另一块样方为对照处理，其中的云南松都不做环割处理。在每块20×20m样地内在随机选取四块2×2m的小样方，每个小样方内必须有云南松，小样方与大样方地内的树木的距离不等，随机布置四种处理：对照（CK）-保持自然状态，不对样方做任何处理；去凋落物（QD）-去除凋落物和腐殖层；去灌木（QG）-去除云南松以外的灌木及其杂草；全去（TQ）-去除凋落物、腐殖质层、灌木、杂草。在整个实验期间，对以上的处理应定期进行检查和处理。2.2.2样品采集在云南松林24个样方内，根据随机采用原则，在每个样方内随机采取足够的土样，采样时去出地表凋落物和腐殖层，使用内径2.5cm的土钻采集0-20cm的表层土样并保存于自封袋中，带回实验室。采集的土样过0.5mm的筛子后，采用四分法取土样中四分之一自然晾干，其余的放在冰箱里保存，备用。晾干的土样再过0.25mm筛，用于土壤铝、铁和有机质的测定。2.3试验方法2.3.1土壤待测液的制作称取过0.25mm筛（60目）土壤样品0.5～1.0g（粘粒0.1～0.3g），准确至0.5mg，置于50mL离心管中。加20mL柠檬酸钠溶液和2.5mL重碳酸钠溶液，在水浴锅上热至80。C，用骨勺加入连二亚硫酸钠0.5g（估计量），不断搅动，维持15mln，冷却后离心机分离（4000r/min）5分钟。如果分离不清，可加饱和NaCl溶液5mL，对于含水铝英石的土壤，可在加丙酮5mL。将去清液倾入250mL容量瓶中，如此重复1～2次。此时离心管中的残渣是浅灰色或灰白色。最后用氯化钠溶液洗涤离心管中的残渣2～3次。洗液一并倾入同一容量瓶中。定容，供测铁之用。每批分析时，必须做2～3个空白标定，空白不加土样[31]。2.3.2铁的测定实验方法从上述250mL的容量瓶中，取一定体积的提取液（含铁在0.03mg～0.2mg）移入50mL比色管中，以少许水冲洗瓶颈，加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀，放置数分钟，使高铁全部还原为亚铁。再加5mL乙酸钠溶液，使溶液pH调至3～6。而后加5mL邻啡罗啉显色剂，混匀。室温20℃使放置1.5h，使其充分显色。定容后，在分光光度计上，选用520nm波长比色，读取透光度。每批分析时，必须做2～3个空白标定，空白不加土样[32]。铁标准曲线的制作用铁标准溶液稀释制成0mg/L、0.25mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、1.5mg/L、2.0mg/L，与待测液同样处理显色，然后进行比色，读取透光度，在半对数纸上绘制铁的标准曲线，再以待测液的透光度在标准曲线上查得相应的铁的浓度（mg/L）。计算方法（Fe2O3）=(Vts1.43)/m式中：（Fe2O3）土壤中游离Fe2O3的质量分数，mg.kg-1--从铁标准曲线上查得的铁的浓度，mg.kg-1M—土样的质量，gV—显色定容体积，mlts—分取倍数1.43—由铁换算成三氧化二铁的系数2.3.3游离氧化铝的测定样品待测液的处理吸取一定量的土壤待测液（一般为15ml），置于100ml三角烧杯中，加3ml浓H2SO4和10mlH2O2，进行加热消化，开始温度不宜过高，不能使溶液沸腾，待溶液体积渐渐浓缩后，再取出冷却，补加数次H2O2继续消化，直至使內溶物呈无色或黄绿色后，提高消化温度，使H2SO4冒烟，直到回流为止，取下冷却。用热水溶解内溶物，全部洗入50ml容量瓶中定容，作为游离铝的测定。实验步骤（1）在50mL比色管中，依次加入pH4.2缓冲液10mL，抗坏血酸2mL，蒸馏水15mL，以及铝试剂10mL，混匀，然后吸取一定量的待测液于比色管中，定容混匀（可在沸水浴上加热10min～15min以加速显色反应，冷却后比色）。25min后用530nm波长比色。每批分析时，必须做2～3个空白标定，空白不加土样[27]。（2）用铝标准溶液稀释制成0mg/L、1mg/L、2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L，10mg/L与待测液同样处理显色，然后进行比色，读取透光度，在半对数纸上绘制铝的标准曲线，再以待测液的透光度在标准曲线上查得相应的铁的浓度（mg/L）。计算方法（Al2O3）=(Vts1.8895)/m式中：（Al2O3）土壤中游离Al2O3的质量分数，mg.kg-1--从铝标准曲线上查得的铁的浓度，mg.kg-1M—土样的质量，gV—显色定容体积，mlts—分取倍数1.8895—由铝换算成氧化铝的系数2.3.4有机质的测定实验步骤（1）取样用减量法称取0.1-0.5g（精确到0.0001g）通过0.25mm筛的风干土样于大试管中，用吸管加入5ml0.8000mol/L1/6K2Cr2O7标准溶液，然后在用注射器注入5ml的浓硫酸，并小心旋转摇匀[28]。（2）消煮先将油浴锅加热至185～195℃，将盛土样的大试管插入铁丝笼中，然后将其放入油锅中加热，此时应控制锅内温度为170～180℃，并使溶液保持沸腾5min，然后取出铁丝笼，待试管冷却后，用干净纸擦净试管外部的油液，如沸腾后溶液呈绿色，表示重铬酸钾溶液用量不足，应再称取较少的土样重做。（3）滴定如溶液呈橙黄色或黄绿色，则冷却后，将试管内混合物洗入250ml锥形瓶中，使瓶内体积在60～80ml左右，加邻啡罗啉指示剂3～4滴，用0.2mol/L硫酸亚铁滴定，溶液由橙黄经蓝绿到橙红色为滴定终点，记录硫酸亚铁用量。每批分析时，必须做2～3个空白标定，空白不加土样。（4）计算公式有机质（%）=[0.8000×5.0×(V1-V)×0.003×1.1]×100/m1×k1有机质（%）=有机碳（%）×1.7242.3.5无定型氧化铁的测定非晶质氧化铁的提取称取过0.25mm筛(60目)的土样2g~5g(准至0.01g)，置于三角瓶中，将瓶装人里红外黑的双层布袋，按土液比为1:5，加人草酸铵缓冲液(试剂1)，加塞，包扎好袋口，以便遮光，防止光化学效应，振荡2h后(恒温在25℃左右)，立即倾人离心管分离，将澄清液倾人另一三角瓶，加塞备用。提取液中铁的测定吸取一定量提取液使稀释倍数在10倍以上，取一定体积的提取液（含铁在0.03mg～0.2mg）移入50mL比色管中，以少许水冲洗瓶颈，加入1mL盐酸羟胺溶液，摇匀，放置数分钟，使高铁全部还原为亚铁。再加5mL乙酸钠溶液，使溶液pH调至3～6。而后加5mL邻啡罗啉显色剂，混匀。室温20℃使放置24h，使其充分显色。定容后，在分光光度计上，选用520nm波长比色，读取透光度。每批分析时，必须做2～3个空白标定，空白不加土样[33]。计算方法（Fe2O3）=(Vts1.43)/m式中：（Fe2O3）土壤中游离Fe2O3的质量分数，mg.kg-1--从铁标准曲线上查得的铁的浓度，mg.kg-1M—土样的质量，gV—显色定容体积，mlts—分取倍数1.43—由铁换算成三氧化二铁的系数2.3.6无定型氧化铝的测定非晶质氧化铝的提取提取方法与用草酸钱缓冲液提取非晶质氧化铁一样(参见节)。样品待测液的预处理吸取样品待测液10ml置于100ml三角烧瓶中，加入3ml浓H2SO4和10mlH2O2,继续加热消化，开始温度不宜过高，不能使溶液沸腾，使C2O2-4充分氧化，有机物同时氧化成无色或黄绿色状，中间可适当补加适量H2O2，便于氧化彻底，最后适当提高消化温度，使H2SO4冒烟，直至回流为止，最后用1:9H2SO4加热溶解，将內溶物全部移入50ml容量瓶定容。无定型氧化铝的测定—铝试剂比色法吸取经消化预处理的待测液5～10ml（使含Al2O312.5～100g），置于50ml比色管中，加入2滴对硝基酚指示剂，滴加1:4NH4OH溶液中和至微黄色，再用稀硫酸溶液调至无色（PH为5.6），再加入0.5ml抗坏血酸溶液，放在105℃烘箱中保温30min，取出后再用水稀释至35ml左右，准确加入10ml铝试剂进行显色，用水定容，放置2小时后在分光光度计上用530nm波长（用1cm比色皿）比色，读取透光率，并在标准曲线上查得Al2O3浓度，同时用预处理后的空白溶液做空白试验。计算方法W（Al2O3）=(c50ts1000)/m106)Wal=W（Al2O3）0.529式中：W（Al2O3）土壤中游离Al2O3的含量，g.kg-1C—待测液中--从铝标准曲线上查得的铁的浓度，mg.kg-1M—土样的质量，gV—显色定容体积，mlts—分取倍数1.8895—由铝换算成氧化铝的系数第三章结果与分析3.1数据分析采用Excel及SPSS进行作图，及进行方差分析，并对土壤游离态铁、土壤游离态铝、非晶质铝、非晶质铁、有机碳等数据进行相关分析，实验结果如下图：图1游离态铁含量注：QD--去凋落物QG--去灌木及其他杂草TQ--去除凋落物、灌木及其杂草CK--空白对照以上为游离态铁含量图。由图1可知，8月份：四种处理条件下游离态铁的含量变化不是太大，其中QD、TQ处理条件下游离态铁的含量差不多，QG和CK处理条件下游离态铁的含量差不多。9月份：四种处理条件下游离态铁的含量变化不是太大，总体处于平稳，其中CK处理条件下游离态铁的含量相对较低。10月份：四种处理条件下游离态铁的含量呈现一个先下后上在平稳的趋势，其中QG处理条件下游离态铁的含量较低。11月份：四种处理条件下游离态铁的含量呈现一个先上后下的趋势，其中QD和CK处理条件下游离态铁的含量最低，QG最高。8月份到11月份：QD处理条件下，游离态铁含量先上升后下降，变化不是很明显，总体处于平稳状态；QG处理条件下，游离态铁含量一直处于上升状态，其中11月份最大，8月份到10月份相对平稳；TQ处理条件下，游离态铁的含量相对比较平稳；CK处理条件下，游离态铁的含量相对平稳。总的来说，8月份到11月份四种处理条件下游离态铁的含量变化总体处于平稳。图2游离态铁含量（环割处理）注：QSPQD—去树皮去凋落物QSPQG—去树皮去灌木及其他杂草QSPTQ—去树皮去除凋落物、灌木及其杂草QSPCK—去树皮空白对照以上为云南松环割处理条件下游离态铁含量图。由图2可知，8月份：四种处理条件下游离态铁的含量变化不是太大，其中QSPQD、QSPTQ、QSPQG处理条件下游离态铁的含量差不多，QSPCK处理条件下游离态铁的含量最高。9月份：四种处理条件下游离态铁的含量呈现先平稳后下降在上升的状态，其中QSPTQ处理条件下游离态铁的含量相对较低，QSPCK处理条件下游离态铁的含量最高。10月份：四种处理条件下游离态铁的含量呈现一个平稳上升的趋势，其中QSPQD处理条件下游离态铁的含量相对较低。11月份：四种处理条件下游离态铁的含量呈现一个先下后上的趋势，其中QSPTQ处理条件下游离态铁的含量最低，QSPCK最高。8月份到11月份：QSPQD处理条件下，游离态铁含量变化不是很明显，总体处于平稳状态；QSPQG处理条件下，游离态铁含量变化不是很明显，总体处于平稳状态；QSPTQ处理条件下，游离态铁的含量相对比较平稳；QSPCK处理条件下，游离态铁的含量呈现一个上升的状态，其中11月份的最高。总的来说，8月份到11月份四种处理条件下游离态铁的含量变化总体处于平稳，除了11月份QSPCK处理条件下的。图3游离态铝含量以上为未做环割处理条件下的游离态铝含量图。由图3可知，8月份：四种处理条件下游离态铝的含量变化相对平稳。9月份：四种处理条件下游离态铝的含量呈现一个先上后下的趋势，其中CK处理条件下游离态铝的含量最低。10月份：四种处理条件下游离态铝的含量呈现一个平稳下降的趋势，其中CK处理条件下游离态铝的含量较低。11月份：四种处理条件下游离态铝的含量呈现一个先上后下的趋势，其中QD处理条件下游离态铝的含量最低，QG最高。8月份到11月份：QD处理条件下，游离态铝含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高；QG处理条件下，游离态铝含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高；TQ处理条件下，游离态铝的含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高；CK处理条件下，游离态铝的含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高。总的来说，8月份到11月份四种处理条件下游离态铝的先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高，每月份四种处理条件下游离态铝的含量相差不是太大。图4游离态铝含量（环割处理）以上为环割处理条件下的游离态铝含量图。由图4可知，8月份：四种处理条件下游离态铝的含量变化相对平稳。9月份：四种处理条件下游离态铝的含量呈现一个先下后上的趋势，其中QSPQG处理条件下游离态铝的含量最低。10月份：四种处理条件下游离态铝的含量呈现一个先下后上的趋势，其中QSPQG处理条件下游离态铝的含量较低，。11月份：四种处理条件下游离态铝的含量呈现一个平稳上升的趋势，其中QSPQD处理条件下游离态铝的含量最低。8月份到11月份：QSPQD处理条件下，游离态铝含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高；QSPQG处理条件下，游离态铝含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高；QSPTQ处理条件下，游离态铝的含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高；QSPCK处理条件下，游离态铝的含量先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高。总的来说，8月份到11月份四种处理条件下游离态铝的先上升后下降，其中8月和11月最低，9月份最高，每月份四种处理条件下游离态铝的含量相差不是太大。图5非晶质铁含量以上为未做环割处理的非晶质铁含量图。由图5可知，8月份：四种处理条件非晶质铁的含量呈缓慢下降的趋势，其中CK处理条件下最低。9月份：四种处理条件非晶质铁的含量相对比较平稳。10月份：四种处理条件非晶质铁的含量呈先上升后下降的趋势。11月份：四种处理条件非晶质铁的含量相对比较平稳。8月份到11月份：QD处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多；QG处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多；TQ处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多；CK处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多。总的来说，四种处理条件非晶质铁的含量呈先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多。图6非晶质铁含量（环割处理）以上为环割处理的非晶质铁含量图。由图6可知，8月份：四种处理条件非晶质铁的含量呈先上升后下降的趋势，其中QSPQD和QSPCK处理条件下最低。9月份：四种处理条件非晶质铁的含量相对比较平稳。10月份：四种处理条件非晶质铁的含量呈先上升后下降的趋势。11月份：四种处理条件非晶质铁的含量相对比较平稳。8月份到11月份：QSPQD处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多；QSPQG处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多；QSPTQ处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多；QSPCK处理条件下，非晶质铁的含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多。总的来说，四种处理条件非晶质铁的含量呈先下降后上升的趋势，其中9月份的最低，11月最多。图7非晶质铝含量以上为未做环割处理的非晶质铝含量图。由图7可知，8月份：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降的趋势，其中QG处理条件下最高。9月份：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降的趋势。10月份：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势，其中，TQ处理条件下最低。11月：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降的趋势。8月份到11月份：QD处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势；QG处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势；TQ处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势；CK处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势。总的来说，四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势。图8非晶质铝含量（环割处理）以上为环割处理的非晶质铝含量图。由图8可知，8月份：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先下降后上升的趋势，其中QSPQG处理条件下最低。9月份：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个平稳下降的趋势，其中，QSPCK处理条件下最低。10月份：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降的趋势，其中，TQ处理条件下最低。11月：四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先下降后上升的趋势。8月份到11月份：QD处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势；QG处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势；TQ处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降的趋势；CK处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先下降后上升的趋势。总的来说，四种处理条件下，非晶质铝含量呈现一个先上升后下降再上升的趋势。图9有机碳含量以上为未做环割处理的有机碳含量图。由图9可知，8月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升在下降的趋势。9月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先上升后下降的趋势。10月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先上升后下降的趋势，其中QD处理条件下最低。11月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升在下降的趋势。8月份到11月份：QD处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势；QG处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势；TQ处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势；CK处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势。总的来说，四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势。图10有机碳含量（环割处理）以上为环割处理的有机碳含量图。由图9可知，8月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升在下降的趋势。9月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先平稳后下降的趋势。10月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先平稳后上升的趋势。11月份：四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先上升后下降在下降的趋势。8月份到11月份：QSPQD处理条件下，有机碳含量呈现一个持续下降的趋势；QSPQG处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势；QSPTQ处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势；QSPCK处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势。总的来说，四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势。第四章结论与讨论4.1讨论4.1.1碳输入变化对游离态铁的影响由图1可知，在为进行环割处理条件下，8月份到11月份四种处理条件下游离态铁的含量变化总体处于平稳状态，四种处理条件下游离态铁的含量差异不是特别明显。由图2可知，在进行环割处理条件下，8月份到11月份四种处理条件下游离态铁的含量变化总体处于平稳状态，四种处理条件下游离态铁的含量差异不是特别明显。由图9可知，在未做环割处理的条件下，8月份到11月份四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势。由图10可知，在进行环割处理的条件下，8月份到11月份四种处理条件下，有机碳含量呈现一个先下降后上升的趋势。由图1与图2相比可得出：处理方式与土壤中游离态铁含量相关性不是特别明显，环割处理条件下的游离态铁含量明显比未做环割处理条件下的高，环割处理对土壤中游离态铁的含量影响较明显。将图1与图9，图2与图10可看出，碳输入变化对土壤游离态铁含量影响呈负相关。环割处理条件下的游离态铁含量明显比未做环割处理条件下的高的原因有：有机质对游离态铁的影响环割处理阻断了有机质的输入途径，有机质输入减少，高价铁离子还原为低价铁的能力降低，土壤中游离态铁的含量增多。PH对游离态铁的影响土壤PH是制约土壤铁氧化的溶解性，决定土壤铁氧化还原的的难易程度的主要因素。PH值可以通过影响微生物的种类和数量来制约铁的还原是否能发生，从而影响土壤活性铁的含量。土壤呈酸性时，沉积铁的溶解度提高，有利于还原，土壤处于还原状态时活性铁含量降低。