本文是一篇职称论文，笔者认为未来研究应进一步探索连栽对土壤碳循环的微观机制及其与土壤生态效应的相互关系，为桉树人工林的可持续经营和管理提供更加全面的科学依据。
桉树（Eucalyptus spp.）人工林作为全球范围内广泛种植的重要森林资源［1］，因其生长迅速、适应性强和经济效益显著，被广泛种植用于木材生产、纸浆造纸、生物质能源等领域，对于保障木材供应、减缓全球气候变化和增加碳汇储量等方面具有重要作用［2］。我国自1980年引入桉树并进行大规模种植［3］，然而，随着连栽代次的增加，土壤质量及生态功能存在不同程度的下降［4-5］。土壤有机碳是土壤肥力的重要指标，对土壤结构、水分保持、养分循环等具有重要影响［6］，同时又受到经营管理措施、土壤理化性质等反向作用，其中，活性碳组分的变化更为敏感［7］，因此，探讨不同连栽代次桉树人工林土壤活性有机碳特征及其影响因素，对于理解桉树人工林的土壤生态效应，以提供合理的森林管理措施和实现减少碳排放的目标具有重要意义。
土壤有机碳（Soil Organic Carbon， SOC）作为陆地生态系统中最大的碳库，是评价土壤质量的关键指标之一，同时，不同生态系统的有机碳储量及组分变化，反映生态系统截留SOC的能力［8］，其主要受到有机质的输入与凋落物的分解-迁移速率的动态变化影响。在土壤有机碳库中，活性有机碳的活性较高、周转速率较快，直接参与土壤生物、化学的转化过程，如易氧化有机碳（Easily Oxidizable Organic Carbon， EOC）、可溶性有机碳（Dissolved Organic Carbon， DOC）等，可快速表征环境变化引起的土壤碳库变化，并对土壤碳库的变化有着强烈的响应。孔令迁等［9］调查了云南哀牢山的阔叶原生林生态系统，探讨了同一个森林生态系统不同样地中多个树种根际范围内DOC变化规律和影响有机碳储量的环境因子，认为环境因子与植被类型会显著影响DOC以及TOC含量。游巍斌等［10］为研究土地利用/覆盖变化对土壤碳含量的影响，采集了林缘周边不同林距的土壤样品，分析TOC，DOC和微生物生物量碳（Microbial Biomass Carbon， MBC）含量变化及影响因素，认为土地利用方式的转变会显著影响土壤碳含量（TOC和DOC最为明显）。罗娜娜等［11］以中国西南喀斯特石漠化植被恢复区为研究对象，探讨了植被恢复对于土壤有机碳的影响因素，发现植被恢复明显改善了研究区土壤总有机碳的分布和积累，同时对于活性有机碳的占比提升有促进作用。目前的研究表明，土壤碳各组分含量及其变化过程受土壤理化性质、植被类型［12］及利用方式［13］和林龄等［14］多因素的综合影响，同时EOC，DOC是土壤中较易氧化分解的有机碳组分，可以有效反映土壤有机碳早期变化特征。
1 材料与方法
1.1 研究区域与样地选择
本研究在广西高峰林场进行，该林场是我国重要的桉树人工林种植基地之一，林地主要分布在桂中、桂东南区域。研究区域位于北纬22°32′—22°57′，东经108°14′—108°49′，属于亚热带季风气候区，年均气温约21.6 ℃，年均降水量约1 600 mm，地貌类型以丘陵为主，海拔普遍在200 m以下，土壤类型以第四纪红土母质、砂页岩发育而来的红壤为主。研究以同一纬度为划分依据，采用时空替换法选择3个连栽代次（各代次间的时间间隔均为6 a），一代（T1，2022年造林）、二代（T2，2016年造林）、三代（T3，2010年造林）的桉树人工林以及作为对照的马尾松林（CK），共计203个采样点，如图1所示。林下植被类型主要有飞机草（Chromolaena odorata）、鬼针草（Bidens pilosa L.）、铁芒箕（Dicranopteris dichotoma）、刺茄（Solanum virginianum L.）、牛白藤（Hedyotis hedyotidea）。
代写职称论文采样区分布情况图
1.2 样品采集与处理
土壤样品采集时间为2023年10月—2024年2月，结合林场林班图，采用GIS网格化布点的方式进行采样点布设，结合实际情况，在方圆500 m范围内选择合适的区域进行样品采集，在采样区域内，按照“S”形5点取样法采集0—20，20—40 cm土层的土壤样品，混合、做好标记后装入自封袋带回，到实验室后，去除根系、石块等杂质，自然风干后过2 mm筛备用。
1.3 测定指标与方法
土壤酸碱度采用pH计测定，水土体积（L）质量（kg）比为2.5∶1。全氮（Total Nitrogen， TN）、碱解氮（Alkali-hydrolyzable Nitrogen， AN）采用凯式定氮法测定；全磷（Total Phosphorus， TP）采用碱熔-钼锑抗分光光度法；全钾（Total Potassium， TK）及速效钾（Available Potassium， AK）含量采用火焰光度计法测定；有效磷（Available Phosphorus， AP）采用全自动间断分析仪测定；中、微量元素采用元素分析仪测定；土壤总有机碳（Total Organic Carbon， TOC）采用元素分析仪（Vario isotope cube，德国）测定；采用333 mol/L KMnO₄氧化法测定土壤易氧化碳含量（EOC）；可溶性有机碳（DOC）含量的测定采用去离子水浸提，碳氮分析仪测定。
2 结果与分析
2.1 土壤pH值、有机质及养分指标特征
在本研究中，采用时空替换法选择不同代次的桉树人工林，以及一个对照组（CK），对这些森林的土壤性质0—20 cm进行全面分析，结果见表1。各处理的pH值范围为4.38~4.44，波动较小，各处理组间无显著差异（p>0.05），而在有机质方面变化范围在19.06~23.15 g/kg， CK处理显著高于连栽处理组（p<0.05），T3处理全氮含量显著高于其他处理（p<0.05），可能是由于长期施肥增加林地土壤全量养分的储备。速效养分中，AN，AP，AK含量最高的均为T1，分别是157.28，0.94，72.91 mg/kg，同时CK组显著低于连栽林分（p<0.05）。在微量元素中，除有效铜外，大部分微量金属元素在不同区组间并未表现出显著差异性，同时有效硼含量差异也不显著（p>0.05），CK组的土壤有效铜含量显著高于连栽林分（p<0.05），可能是由于土壤扰动较少，在一定程度上促进了铜含量的累积。
代写职称论文不同代次桉树指标特征图
2.2 不同连栽代次桉树林土壤有机碳组分含量特征
不同连栽代次桉树林土壤有机碳组分含量特征如图2所示，不同连栽代次桉树人工林0—20 cm土壤TOC，EOC，DOC含量范围分别为10.17~14.43，3.11~3.32，0.24~0.44 g/kg。CK处理的TOC，EOC含量均显著高于连栽处理（p<0.05），随连栽代次增加，TOC，EOC含量呈现一定的下降趋势。连栽处理的DOC含量显著高于CK组（p<0.05），其中T2处理的DOC含量为0.44 g/kg，为最大值。20—40 cm土层中，TOC，ROC，DOC含量范围分别是5.37~7.01，1.22~1.89，0.26~0.42 g/kg，与表层土类似，随连栽代次增加，T1处理的TOC含量显著高于其余处理（p<0.05），且呈现一定的下降趋势，但ROC，DOC含量在不同代次间差异并不显著（p>0.05），可能是由于连栽的影响主要集中于表层，对于深层次土壤的影响程度较小。
2.3 不同连栽代次桉树林土壤碳库管理指数分布特征势
在本研究中，不同代次桉树人工林以及作为对照组的马尾松林（CK）的0—20 cm，20—40 cm土层碳库活度指数（Lability Index， LI）、碳库指数（Carbon Pool Index， CPI）和碳库管理指数（CPMI）进行量化分析，结果见表3。0—20 cm土层中，碳库活度指数（LI），T1的平均值为0.936，与T2的0.955和T3的0.95无显著差异（p>0.05），但均略低于作为对照的马尾松林（CK）的1.000，说明连栽代次对于LI有一定的负面影响。在碳库指数（CPMI）方面，T1（0.832）、T2（0.726）、T3（0.766），这三者之间虽无显著差异（p>0.05），但显著低于对照马尾松林（CK）的1.000（p<0.05）。连栽林分CPMI变化范围为69.33~77.87，这三者之间同样无显著差异（p>0.05），但显著低于对照马尾松林（CK）的100.0（p<0.05）。20—40 cm土层中，不同代次桉树人工林土壤LI，CPMI显著高于CK，但CK组的CPI处于中等水平，显著高于T2，T3处理（p<0.05），其中LI最高的为T2（1.70），T1，T3处理组间LI并未表现出显著差异性（p>0.05）。从CPMI来看，T1处理最高，为1.10，显著高于CK处理组（p<0.05）。CPMI中，各处理间差异较为显著（p<0.05），但T1，T2，T3的CPMI呈现逐渐下降的趋势。
3 讨论
3.1 桉树连栽对土壤肥力指标的影响
桉树连栽对土壤肥力的影响主要体现在土壤养分含量的变化上［2］。桉树作为一种速生树种，虽然其生长过程中对土壤养分的吸收和利用效率较高，但由于连栽、全株利用的经营方式，导致回归土壤的养分含量较少，进而引起土壤养分存在不同程度的下降［22］。首先是pH值方面，与CK相比，连栽处理组的0—20 cm，20—40 cm的土壤pH值均有不同程度的下降，桉树根系分泌出的有机酸和其他代谢产物可能是引起土壤pH值下降的原因之一［23］，这种酸化现象不仅影响桉树自身的生长，还可能对其他植物的生长产生不利影响。桉树连栽对土壤有机质的影响同样不容忽视，本研究发现，桉树连栽会对引起土壤有机质含量大幅度下降，这种变化在表层（0—20 cm）的土层尤为显著，地表裸露以及剧烈的土壤扰动可能是导致有机质含量大幅下降的原因。由于大量施用化肥［24］，连栽代次的增加在一定程度上提高了表层0—20 cm土壤中的全量养分（TN，TP，TK等指标）的含量，与CK相比，T3的TN，TP，TK含量分别提高了9.73%，2.14%和147.23%，但这种累积在20—40 cm的土壤中并不显著，由于常规施肥主要作用于表层，深施肥料较少，导致深层土壤养分补充不足。速效养分中，0—20 cm，20—40 cm土壤的AP，AK含量，连栽处理组中也表现出显著高于CK的趋势，但AN在各处理间差异不显著。中、微量元素方面，0—20 cm土壤有效硼含量在各处理间差异并不显著，但在20—40 cm中，CK土壤B含量显著低于连栽处理，可能与桉树根系以及凋落物分解产物的淋溶有关［25］。但0—20 cm的土壤微量金属元素Fe，Ca，Mg等元素在不同处理间差异并不显著，一方面桉树在生长中会吸收大量的微量元素，另一方面，土壤自然演替、桉树单宁淋溶等［26］可能在一定程度上进行了微量元素的补充，实现盈亏平衡。
3.2 桉树连栽对土壤有机碳组分含量及碳库的影响
土壤有机碳及其组分含量的变化反映了土壤有机质的转化和稳定机制［18］。本研究发现，随着桉树连栽代次的增加，0—20 cm的土壤TOC含量显著低于CK，但土壤EOC和DOC均呈现先减小后增加再减小的趋势，这一发现与前人关于森林经营对土壤碳储量的影响研究相一致［27］。连栽导致土壤TOC减少的原因可能包括：一方面，桉树种植过程中频繁的土壤扰动和根系呼吸作用增强，加速了土壤有机质的分解［4］；另一方面，连栽可能导致土壤养分失衡，进而影响植被生长和残体归还，减少了土壤有机碳的输入。在20—40 cm土层中，虽然TOC，EOC，DOC含量随着连栽代次的增加呈现一定的下降趋势，但T3处理的EOC含量相比CK，仍有10.66%的提高，这表明EOC呈现较为明显的表聚特征，对深层土壤的影响相对有限。这可能与土壤剖面的物理、化学性质差异以及根系分布深度有关［28］，同时桉树连栽对土壤有机碳的转化和稳定机制产生了复杂影响。易氧化碳是土壤中最活跃的有机碳组分，植物和微生物利用率较高，但同时易受环境条件变化的影响。
4 结论
（1） 土壤肥力指标的变化：随着桉树连栽代次的增加，0—20 cm和20—40 cm土层的土壤pH值均呈现下降趋势，表明连栽可能导致土壤酸化。土壤有机质含量随连栽代次增加而显著下降，特别是在表层（0—20 cm）土壤中，这种变化尤为显著，表明连栽对土壤有机质有负面影响，全量养分在表层土壤中随连栽代次增加呈现一定累积趋势，但在深层土壤中差异不显著。AN在各处理间差异不显著，而AP，AK在连栽处理组中显著高于对照马尾松林（CK）。
（2） 土壤有机碳组分含量的变化。随着连栽代次增加，0—20 cm土层的TOC和EOC含量显著下降，DOC含量则呈现先减小后增加再减小的趋势，其中T2处理DOC含量最高。在20—40 cm土层中，TOC含量随连栽代次增加呈下降趋势，但EOC和DOC含量在不同代次间差异较小，表明连栽对深层土壤有机碳组分的影响较小。
（3） 土壤碳库管理指数的变化。0—20 cm土层中，连栽处理的LI，CPI和CMI均显著低于CK处理，表明连栽对土壤碳库质量有负面影响。20—40 cm土层中，虽然连栽处理的LI和CMI显著高于CK处理，但CPI显著低于CK处理，且随连栽代次增加，CMI呈现逐渐下降的趋势。
参考文献（略）