肖甸湖湿地农田转变为森林对土壤有机碳及土壤微生物量碳的影响

的江南水乡周庄，西与千年古镇同里毗邻，北依澄湖千倾碧水。肖甸湖森林公园约近4000亩（含南北两头水面2000多亩），是长三角最大的平原森林。自1969年启动植树造林，经过30年的栽植管护，目前，已形成以水杉、池杉、毛竹为主林的成片林地近500亩。近几年，又逐步开发引种了早园竹、银杏、白沙枇杷、花卉、苗木等经济林、果、花近200亩，还种有桑田、粮田近500亩，鱼塘近500亩。林地内茂密葱笼、古朴幽静自然，吸引了黄鹂、白鹭、野兔等多种野生动物来林地憩息。园内地势平坦，渠塘纵横，小道密布，呈方格网状，对外交通便利，周围湖泊农田环绕，自然环境优雅。

为进一步管护好肖甸湖森林资源，更好地发挥其社会、生态和经济效益，一九九八年五月，被江苏省农林厅批准为江苏省吴江肖甸湖森林公园。并且，对其发展方向、开发布局作了规划。规划中的肖甸湖森林公园，将充分利用现有植物和水体资源，适当改造地形，增加观赏林木和花卉，突出地方特色，安排与环境适应的旅游项目，将公园建成融森林景观，将在保留原有林木的前提下，在水边增加些耐水植物，如：池杉、乌桕等；田园景观，将结合地方特色，发展观光农业，形式上以缫丝和蔺草加工作坊为主题，附近配套野味馆、农家小居、水上船家、临水观，则主要用一大片芦苇构筑成迷宫。

本项试验的研究地点，肖甸湖森林公园是在围湖造田后的土地上人工种植林木形成的。围湖造田是指湖泊的浅水草滩由人工围垦成为农田的活动。过度围垦往往会损害湖泊自然资源，破坏湖泊生态环境和调蓄功能。目前对于围湖造田造成的生态影响多集中在对湖泊的水环境功能的破坏方面；我们从碳循环的角度出发，探讨围湖造田后不同土地利用方式下土壤有机碳和土壤微生物量碳的含量，试图来分析湖泊底泥变为陆地土壤后是成为碳源还是碳汇的问题。

2.2 研究方法 2.2.1 样品的采集

在肖甸湖的平缓地带，选择土壤类型基本相同的香樟林、毛竹林、水杉林、农田作为研究对象。在每个土地利用类型中选择典型的4个样点，分0～10㎝、10～20㎝、20～40㎝三层采集，然后分层混合，去除石砾、根系和土壤动物等，用四分法采集样品，带回实验室内马上过2 mm钢筛，再分成2份.。一份作为鲜样，供土壤微生物量碳和水溶性碳的分析；另一份风干后，进一步处理，供土壤

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易氧化碳含量的分析。

2.2.2 土壤基本理化性质的测定

土壤总有机碳用重铬酸钾外加热法测定。

2.2.3 土壤微生物量的测定

土壤微生物量的测定采用氯仿熏蒸K2SO4 提取法[62]。称取过筛湿土25g于50 ml烧杯中，将烧杯放入盛有无醇氯仿、底部用水湿润并加入适量NaOH溶液的真空干燥器中。抽真空后25℃下遮光保持24 h。移出氯仿，用真空泵抽至无氯仿气味后，将土壤移至250 ml三角瓶中。加入100ml 0.5 mol?L - 1 K2SO4，振荡30 min (25℃，185 r ?min- 1 )，whatman滤纸过滤，将浸提液上TOC分析仪测定含碳量。土壤微生物量计算公式为：

SMBC=[(CFE-CCK)×100 / 25×(1-w)] / 0.45

其中，SMBC——土壤微生物量碳含量，mg/g； CFE——熏蒸土样浸提液含碳量，mg/L； CCK——对照土样浸提液含碳量，mg/L； w——土壤含水量，%； 0.45——转换系数。

3. 研究结果与结论

3.1 农田转变为森林对土壤有机碳与含水量的影响

土壤有机碳含量是指单位土壤质量中的有机碳,代表土壤中有机碳的比例或贮量大小,土壤有机碳含量大小决定于土壤有机碳的输入、输出及土壤性质和过程,土地利用变化后,由于植被和经营土地过程改变,将引起这些过程和性质发生变化,进而使土壤有机碳含量也发生变化。从图1中可以看出，毛竹林土壤总有机碳含量最高，香樟、水杉次之，农田土壤总有机碳含量最低，其中毛竹林土壤有机碳含量在0～10cm、10～20㎝及20～40㎝土层与农田土壤有机碳含量均具有显著性差异（P ＜0.05），而香樟林与水杉林土壤有机碳含量仅在0～10cm土层与农田土壤有机碳含量具有显著性差异（P ＜0.05）。此外从图1中还可以看出，不同土地利用类型土壤有机碳含量均表现为，在0～10cm土层土壤有机碳

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含量最高，10～20㎝土层次之，20～40㎝土层最低。由图2可以看出，四种不同土地利用类型土壤含水量在0～10cm土层最高。其中毛竹的含水量最高，香樟、水杉次之，农田的含水量最低。土壤含水量随着土壤深度的加深而逐渐递减。这可能是因为树林中土壤植被覆盖度高，每年植被枯落物全部回归土壤，土壤表层枯落物、腐殖质含量高，因而导致总有机碳含量高。而农田则受到人为干扰影响最大，地上部分多被移走，有机质输入减少，同时农地土壤结构发生变化，土壤温度高，有机质分解速度快，并且农田中有机质可能容易分解，从而导致土壤有机碳含量相对较低。 农田转变为森林土壤有机碳(%) 0～10㎝3.532.521.510.50香樟毛竹10～20㎝ 图1农田转变为森林土壤有机碳的变化

20～40㎝水杉农田 农田转变为森林土壤含水量(%) 0～10㎝10～20㎝20～40㎝ 35 30252015105香樟 图2 农田转变为森林土壤含水量的变化 03.2 农田转变为森林对土壤微生物量碳的影响 毛竹水杉 15 农田土壤微生物量碳是土壤有机碳中活性最高的部分，其所占比例虽然较低，但对土壤有机碳的动态过程具有重要影响。从图3中可以看出，在0～10㎝土层中，农田中的土壤微生物量碳的含量最高，毛竹林中的土壤微生物量碳的含量最低；在10～20㎝土层中，农田中的土壤微生物量碳的含量最高，香樟林中的土壤微生物量碳的含量最低；在20～40㎝土层中，农田中的土壤微生物量碳的含量最高，香樟林中的土壤微生物量碳的含量最低。在0～10㎝土层和10～20㎝土层，香樟、毛竹和水杉林土壤微生物量碳含量与农田土壤微生物量碳含量均具有显著性差异（P ＜0.05），而在20～40㎝土层中，这种显著性差异消失。在四种土地利用类型中，土壤微生物量碳的含量在0～10㎝的土层中最高，并且随着土层深度的增加而递减，其变化趋势基本与土壤总有机碳含量变化一致。在0～10 cm土层，农田的土壤微生物量碳的含量最高，说明农地由于改变了土壤的结构、温度和湿度等，仍然具有较高的土壤微生物活性。

农田转变为森林土壤微生物量碳(mg/g) 0～10㎝10～20㎝20～40㎝4.543.532.521.510.50香樟 毛竹 水杉农田图3农田转变为森林土壤微生物量碳的变化

3.3 农田转变为森林对土壤微生物熵的影响

土壤微生物熵是指土壤微生物量碳与土壤总有机碳量的比值，即土壤微生物熵＝土壤微生物量碳÷土壤有机碳。微生物熵的变化反映了土壤中输入的有机质向微生物量碳转化的效率、土壤碳的损失和土壤矿物对有机质的固定[63]。不同土层的微生物商因土地利用类型不同而不同，其分布情况见表。由表可以看出，农田中的土壤微生物熵最高，毛竹中的土壤微生物熵最低，说明农田中土壤微生

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