亚热带森林转为农田后土壤有机碳各组分的变化及再分配

土壤有机碳（SOC）及其组分（PDC、MNC、FNC、BNC）在森林到农田转变中显著下降，PDC流失占比最大（62.7%）。降幅与土壤肥力（C/N、C/P、N/P降低）和微生物群落结构变化（pH升高、磷增加）相关。

　　

摘要

背景与目的

将森林转变为农田会导致土壤有机碳（SOC）大幅减少，土壤有机碳主要由植物残体碳（PDC）和微生物残体碳（MNC）组成，后者又包括真菌残体碳（FNC）和细菌残体碳（BNC）。然而，这些SOC组分对土地利用变化的响应差异仍不明确。本研究量化了森林转变为农田后SOC组分的变化，并探讨了其中的影响因素，研究背景为亚热带地区。

方法

我们采用空间-时间替代法，在中国亚热带地区选取了27个样点（12个森林、15个农田）进行采样。测量了SOC及其各组分（PDC、MNC、FNC和BNC）的含量，同时还检测了土壤肥力指标和微生物群落特征。

结果

与森林土壤相比，农业土壤中的SOC、PDC、MNC、FNC和BNC分别减少了51.4%、55.3%、46.0%、48.1%和38.0%。PDC、FNC和BNC对总SOC损失的相对贡献分别为62.7%、30.7%和6.6%，表明PDC是碳损失的主要来源，而FNC则导致了MNC的大部分减少。这些减少与土壤肥力和微生物组成的变化密切相关，包括SOC、总氮含量以及养分化学计量比（C/N、C/P、N/P）的下降，同时pH值和有效磷含量上升，伴随着微生物丰度和群落结构的变化。

结论

我们的研究结果表明，不同SOC组分对土地利用变化的响应存在显著差异。这些结果为SOC消耗机制提供了机制上的见解，并为亚热带农业系统的可持续碳管理提供了参考策略。