不同杉阔混交对退化杉木人工林土壤团聚体分布及其稳定性的影响

Effects of different Chinese fir-broadleaf mixed forests on soil aggregate distribution and stability in degraded Chinese fir plantations

摘要

目的 探析不同杉阔混交林土壤团聚体的分布情况及其稳定性特征，为衰退林地土壤稳定性提升和混交阔叶树种选择提供理论依据。 方法 以广东省乐昌林场营造20年的10个不同阔叶树种与杉木混交林分为研究对象，通过干、湿筛分法，探究杉阔混交对退化人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响，解析林地土壤理化性质与土壤稳定性之间的关系。 结果 （1） 所有杉阔混交林地土壤大团聚体（粒径>0.25 mm）均占有较大比重，范围为67%~98%，说明杉阔混交后林下土壤的稳定性较好。（2） 总体上看，不同的林分类型间土壤团聚体分布有显著差异；其中，观光木、乐昌含笑和阴香的大团聚体（粒径>0.25 mm）占比更高，而黄樟和木荷的微团聚体（粒径<0.25 mm）占比相对较高。（3） 除阴香外，其余混交林分土壤团聚体稳定性均表现出随土层深度的增加而增加的趋势。（4） 土壤稳定性与TP，pH，WMC，BD显著正相关，而与PAD，D_m，TN，SOC呈显著负相关，其中TP，TN，SOC，pH是影响土壤稳定性的关键因子。 结论 杉阔混交有利于改善杉木纯林土壤的稳定性，尤其是观光木、乐昌含笑和阴香与杉木混交后对林地土壤稳定性的改善效果较好。

Abstract

Objective To investigate the distribution and stability characteristics of soil aggregates in different Chinese fir-broadleaf mixed forests， providing a theoretical basis for improving soil stability in degraded plantations and selecting suitable broadleaf tree species for mixed planting. Methods Ten mixed stands of Chinese fir with different broadleaf species， established 20 years ago in Lechang Forest Farm， Guangdong Province， were selected as study sites. The dry and wet sieving methods were used to analyze the effects of Chinese fir-broadleaf mixed forests on particle size distribution and stability of soil aggregates in degraded plantations. The relationships between soil physicochemical properties and soil stability were explored. Results （1） In all mixed forests， soil macroaggregates （particle size>0.25 mm） accounted for a large proportion， ranging from 67% to 98%， indicating good soil stability after mixed planting. （2） Overall， significant differences in soil aggregate distribution were observed among different stand types. Specifically， Michelia odora， Michelia chapensis， and Cinnamomum burmanni had a higher proportion of macroaggregates （particle size>0.25 mm）， whereas Cinnamomum porrectum and Schima superba had a relatively higher proportion of microaggregates （particle size<0.25 mm）. （3） Except for Cinnamomum burmanni， soil aggregate stability in all mixed forest stands tended to increase with soil depth. （4） Soil stability showed significantly positive correlations with total phosphorus （TP）， pH， water mass content （WMC）， and bulk density （BD）， while it was negatively correlated with percentage of aggregate destruction （PAD）， mass fractal dimension （D_m）， total nitrogen （TN）， and soil organic carbon （SOC）. Among these， TP， TN， SOC， and pH were key factors affecting soil stability. Conclusion Chinese fir-broadleaf mixed forests help improve soil stability in pure Chinese fir forests， with Michelia odora， Michelia chapensis， and Cinnamomum burmanni showing particularly positive effects on soil stability when mixed with Chinese fir.

Graphical abstract

关键词

退化杉木人工林 / 杉阔混交 / 土壤团聚体 / 土壤结构稳定性

Key words

degraded Chinese fir plantation / Chinese fir-broadleaf mixed forests / soil aggregates / soil structural stability

土壤团聚体是组成土壤结构的基础，在土壤养分的储存与转化过程中发挥着关键作用，对维持土壤结构、植被生长以及土壤生态功能至关重要^［1］，其稳定性是评价土壤质量的有效方法^［2］。土壤团聚体的稳定性受植被根系、土壤矿物、土壤微生物、有机质等多种因素影响^［3］，不同植被类型因自身形态特征、地表凋落物和根系返还不同，导致土壤有机质输入、微生物活性和理化性质存在差异，进而影响土壤团聚体形成和稳定^［4］。团聚体不同组成粒径的数量和比例在维持土壤稳定及改善土壤结构中所发挥的作用不同^［3］，通过对林下土壤团聚体粒径组成与稳定性的研究，可以为改善土壤退化、提升土壤肥力及稳定性等方面提供一定的科学依据。

杉木（Cunninghamia lanceolata）是我国主要造林树种，在我国人工林中占有重要地位^［5］。目前，杉木经营主要采取大面积纯林的造林模式，虽然这样的模式能够带来巨大的经济效益，但缺乏生态效益的考量，不利于保护生物多样性，容易导致地力衰退、林分生产力下降等问题^［6］。目前，通过营造混交林改善纯林土壤退化问题受到广泛关注，如Huuskonen等^［7］在研究中发现将针叶林单一栽培转变为混交林，不仅提升了森林生态系统产品和生态服务功能，还大大改善了生物多样性和土壤特性。Pan等^［8］也表明，混交林改善了森林生态系统中的土壤养分循环，混交林比纯杉种植具有更高的初级生产力。Gao等^［9］在研究中指出，杉木人工纯林转变为多层混交林可通过调节微生物群落增强中国亚热带地区土壤团聚体稳定性。但也有学者指出，混交林并不一定比单一人工林提供更高的生态系统多功能^［10］。由此可见，关于营建混交林改善纯林土壤退化问题尚待进一步深入研究。目前，多数研究主要集中于生态系统服务、土壤微生物及土壤养分循环等方面，但在土壤团聚体稳定性方面关注较少，且多数基于短期试验为主，选用的阔叶树种种类也较少，对实际林业生产指导有局限性。

粤北地区是广东省杉木人工林主要分布区，杉木林地退化严重，亟需对退化人工林进行改造，提升林地生产力，保护森林生态系统，维持其生态系统多功能性。但杉阔混交的树种最优选择缺乏长期影响的研究，且不同混交模式对土壤退化地区土壤团聚体稳定性的影响也尚不清楚。因此，本研究以广东省乐昌林场已改造20 a的10种杉阔混交林为研究对象，基于干、湿筛分的方法探究不同阔叶树种与杉木混交对退化杉木人工林土壤团聚体粒径分布及稳定性的影响，分析林分土壤理化性质与土壤稳定性之间的关系，旨在为南亚热带人工林退化地区选出最优的杉阔混交树种，以期为该地区退化杉木人工林混交改造及提升土壤稳定性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究区和林分概况

研究区位于广东省乐昌林场（25°06′—25°19′N，113°11′—113°23′E），面积5 398.3 hm²，海拔374 m，气候为典型的亚热带季风气候，夏热冬温，雨热同期，年均降水量1 522 mm，年均温度19.6 ℃，年均相对湿度76%，全年无霜期270 d，具体研究区概况见表1。

研究区的杉木人工林至2003年时已历经4代纯林栽植。2004年采取皆伐的林地整治措施，伐后保留杉木萌芽株，并于次年在原有林营造米老排（Mytilaria laosensis，MLP）、火力楠（Michelia macclurei，HLN）、深山含笑（Michelia maudiae， SSHX）、黄樟（Cinnam-omum porrectum， ZS）、红锥（Castanopsis hystrix， HZ）、阴香（Cinnamomum burmanni，YX）、枫香（Liquida-mbar formosana，FX）、乐昌含笑（Michelia chapensis，LCHX）、木荷（Schima superba，MH）和观光木（Mich-elia odora，GGM）10种针阔混交林分，栽植方式是在每相邻4棵杉木所围成方形区域的中心位置栽植1株阔叶树种。混交林营造后，前3 a进行除草抚育，2008年、2011年、2019年分别进行透光伐清除杂灌，之后自然生长形成了不同阔叶树种与杉木人工林组成的混交林分（初始密度为3 975株/hm²），样地概况见表1。

1.2 样地设置和采样

于2023年7月在上述10个林分中分别设置3个20 m×30 m的固定样地，每个样地间隔10 m以上。按“品”字型在每个样地中布置3个采样点，除去地表的枯落物层后，按0—10 cm，10—30 cm，30—50 cm 3个土层分别采样，并将同一土层的土壤样品混合均匀成一个土样，共计90份样品。剔除土样中的植物根系、石砾和动植物残体等杂物后，混合均匀自然风干，一部分用于土壤团聚体的分析，另一部分用于土壤理化性质测定。同时，每个样方使用土壤环刀在每个土层各取一份土样，测定其土壤容重和土壤含水量。

1.3 样品处理与测定方法

土壤容重采用环刀法；土壤含水量采用烘干法（105 ℃，48 h）测定；土壤pH值用土水比1∶2.5 pH计法；土壤有机碳（SOC）含量用重铬酸钾氧化外加热法测定；土壤全氮（TN）含量用半微量凯氏定氮法；全磷（TP）含量通过钼酸蓝比色法测定。目前，干筛法和湿筛法被广泛应用于土壤团聚体试验，干筛法主要用于分析自然状态下团聚体分布，湿筛法主要用于模拟田间降雨等对团聚体的影响，两者结果差异可以反映土壤团聚体在不同水分条件下的稳定性和敏感性，可以更好理解土壤生态系统的响应机制和适应策略。由于亚热带降水集中，土壤极易受水力侵蚀作用的影响，综合考量下，土壤团聚体的测定同时采用干筛和湿筛两种方法，更能清晰地揭示当地土壤团聚体的粒径分布情况。土壤团聚体粒径的筛分参考杨洪炳^［11］、张钦弟^［12］等采取人工干筛法，为减小误差对试验结果的影响，待土样风干后将其铺开，用镊子挑除石块、细根等杂质，再沿其自然裂痕掰开过8 mm筛，每份样品用“四分法”取200 g，使其通过孔径依次为5，2，1，0.5，0.25 mm的套筛组，用0.01 g精度电子秤称量各个粒级团聚体质量，计算各粒径所占的质量百分比。水稳性团聚体测定时，按照干筛土壤各粒径占比配成50 g土样，并置于孔径依次为5，2，1，0.5，0.25，0.053 mm的套筛中静置5 min进行土样快速湿润，然后沿上下方向振荡5 min，频率为30次/min，振幅5 cm。随后将每层筛子上的土样转入铝盒，105 ℃烘干称重，计算各粒径所占的质量百分比。以上试验每种林分类型及每个土层的土样重复3次。

D_m=\mathrm{3}-S｛〔\mathrm{l}\mathrm{n}(m_{x\mathrm{1}}),\mathrm{l}\mathrm{n}(m_{x\mathrm{2}}),\cdots ,\mathrm{l}\mathrm{n}(m_{xn})〕,〔\mathrm{l}\mathrm{n}(y_{\mathrm{1}}),\mathrm{l}\mathrm{n}(y_{\mathrm{2}}),\cdots ,\mathrm{l}\mathrm{n}(y_n)〕｝

1.4 数据处理

土壤团聚体稳定性相关指标包括平均质量直径（MWD）、几何平均直径（GMD）和R_>0.25（> 0.25 mm的大团聚体百分含量），其数值越大，土壤稳定性越好；团聚体破坏率（PAD）和质量分形维数（D_m ）则与之相反^［11-12］，其计算公式如下：

\mathrm{M}\mathrm{W}\mathrm{D}={\displaystyle \sum _{i=\mathrm{0}}^n}{X}_i{W}_i（1）

\mathrm{G}\mathrm{M}\mathrm{D}=\mathrm{e}\mathrm{x}\mathrm{p}\left(\sum \frac{X_i{W}_i}{M}\right)（2）

R_{>\mathrm{0.25}}=\frac{M_{r>\mathrm{0.25}}}{M}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（3）

\mathrm{P}\mathrm{A}\mathrm{D}=\frac{W_a-W_b}{W_a}\times \mathrm{100}\mathrm{\%}（4）

（5）

式中：X_i 为i粒径范围内团聚体的平均直径（mm）；W_i 为第i粒径的团聚体占团聚体总量的百分数（%）；M为土壤样品的总重量（g）；M_r>0.25为>0.25 mm粒径团聚体重量（g）；W_a 和W_b 分别干、湿筛分下粒径>0.25 mm的团聚体含量；m_xn 表示团聚体各粒径按从小到大的质量累加的累计值；y_n 是团聚体各粒级的平均粒径，S表示斜率计算。

利用SPSS 26.0，Origin 2019b和Canoco 5软件对处理后数据进行统计分析和图表绘制。采取单因素方差分析（One-way ANOVA）检验干、湿筛分析下土壤团聚体粒径分布和稳定性特征数据的差异；不同杉阔混交类型、土层深度及其交互作用对土壤稳定性相关指标的影响用双因素方差分析方法（Two-way ANOVA）分析；利用冗余分析来探究土壤团聚体稳定性与土壤理化性质的关系。

2 结果与分析

2.1 不同杉阔混交模式下的土壤机械性团聚体粒径组成

不同杉阔混交模式下土壤机械性团聚体粒径分布特征存在显著差异（p<0.05）。所有混交模式3个土层土壤机械性团聚体均主要以>1 mm粒径团聚体为主，其数值范围为45%~87%。其中，粒径>2 mm的团聚体在0—10 cm和10—30 cm土层中均是观光木（66%~77%）所占比例最大，阴香（63%~64%）、深山含笑（63%~64%）和乐昌含笑（54%~71%）也占有较大比例，且占比均显著高于除米老排和枫香外的其他混交模式（p<0.05）；而在30—50 cm土层中，则是阴香（77%）占比最高，乐昌含笑（73%）和观光木（71%）次之，三者均显著高于除深山含笑和米老排以外的其他混交模式（p<0.05）。粒径为0.25~2 mm和粒径<0.25 mm的团聚体在3个土层中均是黄樟和木荷占有较大比例，且除30—50 cm土层外，二者显著高于其他混交模式（p<0.05）。随着土层深度增加，所有混交模式中粒径>2 mm团聚体含量有增加趋势，而0.25~2 mm粒径的团聚体则呈现出减少的趋势，黄樟、木荷、红锥、枫香及火力楠粒径>0.25 mm的团聚体含量有增加趋势（图1）。

2.2 不同杉阔混交模式下的土壤水稳性团聚体粒径组成

如图2所示，不同混交模式下土壤水稳性团聚体粒径分布特征存在显著差异（p<0.05）。所有混交模式各土层土壤水稳性团聚体均主要以>0.25 mm粒径团聚体为主，其数值范围为67%~86%。其中，粒径>0.25 mm的团聚体在0—10 cm和30—50 cm土层中均是观光木（71%~86%）、阴香（82%~84%）和乐昌含笑（80%~84%）所占比例较大，且三者均显著大于米老排、黄樟、枫香（p<0.05）；而在10—30 cm土层中，则是乐昌含笑（80%）和阴香（76%）占比较大，而红锥（68%）显著低于其他混交模式（p<0.05）。粒径为0.053~0.25 mm的团聚体在0—10 cm和30—50 cm土层中，均是黄樟（18%~20%）占比最大，10—30 cm土层中，红锥（18%）占比最大，黄樟（13%）次之，且两者均显著高于除枫香、米老排及木荷外的其他混交模式（p<0.05）。粒径<0.053 mm的团聚体，在0—10 cm，10—30 cm和30—50 cm土层中，所占比例最大的分别是米老排（19%）、枫香（17%）和红锥（18%）。随着土层深度的加深，各混交模式的粒径组成均呈现出显著性变化（p<0.05）。

2.3 不同杉阔混交模式下的土壤稳定性特征

2.3.1 不同杉阔混交模式下的土壤机械性团聚体稳定特征

单因素方差分析结果表明：不同杉阔混交模式显著影响土壤的稳定性（p<0.05）。干筛方式下，10种混交模式MWD， GMD， R_>0.25和D_m 的数值范围分别为2.07~4.61 mm，0.98~1.73 mm，82.36%~97.87%和2.02~2.58。整体上看，MWD， GMD和R_>0.25指标均是阴香和观光木数值最大，木荷和黄樟数值最小，而D_m 指标数值最大和最小的林分类型与之相反，说明整体上阴香和观光木土壤团聚体机械稳定性最好。从土壤剖面来看，MWD和GMD指标整体上随着土层深度的增加而增加，且达到显著水平（p<0.05），R_>0.25和D_m 则没有表现出明显的规律（图3）。

2.3.2 不同杉阔混交模式下的土壤水稳性团聚体稳定特征

如图4所示，与干筛相比，湿筛方式下10种混交模式MWD，GMD，R_>0.25的数值均有不同程度的下降，分别为1.49~3.47 mm，0.75~1.19 mm，67.60%~85.70%，而D_m 的数值则有提升，为2.53~2.67。整体上看，MWD，GMD和R_>0.25指标均是阴香和乐昌含笑数值最大，黄樟和红锥数值最小，D_m指标则不同，乐昌含笑、黄樟和观光木数值较大，米老排、枫香和红锥数值较小。从土壤剖面来看，MWD和GMD均随土层深度的增加而呈现出先增加后减小的趋势，且达到显著水平（p<0.05），而R_>0.25和D_m 则没有呈现出明显的规律（p>0.05）。

2.3.3 不同杉阔混交模式下的土壤团聚体破坏率

10种混交模式土壤PAD数值范围为5.67%~27.09%（图5），整体上看，米老排、红锥和枫香的数值最大，木荷数值最小。各混交模式的PAD数值均随着土层深度的加深呈现出不同的变化，除火力楠、乐昌含笑、木荷及观光木外，其余混交模式达到显著水平（p<0.05）。

2.4 杉阔混交类型、土层深度及其交互作用与土壤团聚体稳定性指标之间的关系

由表2可知：混交类型、土层深度及其二者交互作用对机械稳定性团聚体的MWD， GMD和R_>0.25产生了极显著的影响（p≤0.001），混交类型对土壤质量分形维数D_m也有极显著影响（p=0.001）。此外，水稳性团聚体的MWD和GMD也受混交类型、土层深度以及两者的交互影响，且影响极显著（p≤0.001），R_>0.25受到混交类型及其与土层深度的交互作用的影响，且达到极显著水平（p<0.001）。而PAD主要受混交类型及其与土层深度二者的交互作用的影响，且达显著水平（p<0.05）。

2.5 土壤团聚体稳定性特征与土壤理化性质的关系

冗余分析（图6）显示，干筛和湿筛两种方式下，0—10 cm土层土壤全磷（TP）对土壤稳定性具有较高的解释量，而在10—30 cm与30—50 cm土层，土壤全氮（TN）和土壤有机碳（SOC）对土壤稳定性具有较高的解释量。干筛的综合分析表明，TP，pH，BD与MWD，GMD正相关，而与PAD，D_m 负相关；TN， SOC主要与MWD，GMD，PAD负相关，而与D_m 正相关。湿筛的综合分析表明，TN，SOC与MWD， GMD，PAD，D_m 负相关；TP，pH与MWD，GMD正相关，而与PAD，D_m 负相关。

3 讨 论

3.1 不同混交对土壤团聚体分布的影响

作为评价土壤质量的重要指标，土壤团聚体在调控植物生长、土壤碳氮固持和转化及抗侵蚀等方面起着重要作用^［13］。其中，大团聚体含量可以反映土壤抗侵蚀能力的强弱，其含量与土壤结构稳定性呈正相关^［14］。10种杉阔混交林土壤中团聚体>0.25 mm的粒径均占有较大比例（67%~98%），说明在退化杉木人工纯林引进阔叶树种改造后，林分的稳定性整体较好。对比干筛试验，在湿筛试验中，10种混交林分粒径>0.25 mm的团聚体均出现了不同程度的下降，这与董天富等^［14］、童晨晖等^［13］的研究结果一致，究其原因，可能是与筛分方法不同有关，干筛所得的土壤团聚体中含有部分非水稳性团聚体，其结构稳定性容易受到水力侵蚀的影响，在湿筛中破碎分解为粒径更小的团聚体^［15］。其中，木荷混交类型土壤团聚体的水稳性最好，数值下降了5%~10%，可能是由于木荷混交林林下植被退化，其根系对土壤的疏松作用减弱，导致土壤容重较大，土壤较为紧实，所以抗雨水侵蚀力较好。同时，本研究还表明，不同的类型的林分显著影响了团聚体的分布情况，总体上看，观光木、乐昌含笑和阴香的大团聚体（粒径>0.25 mm）占比较高，黄樟和木荷的微团聚体（粒径<0.25 mm）所占比例相对较高。这一结果与部分研究的结论有所不同，例如，赵友朋等^［16］发现，不同混交林及杉木林水稳性团聚体粒径组成以>2 mm粒径为主，范围为33.32%~45.23%；王冰等^［17］发现除近熟林外，粒径范围在0.25~2 mm的团聚体是不同林龄的兴安落叶松林土壤团聚体的主要组成部分，其数值范围为44.13%~50.34%。

结果差异的原因可能是由不同的林分结构、凋落物归还量、林下侵蚀强度的差异导致的^［18］，森林凋落物生产在一定程度上受到林分结构的影响^［19］，经过20 a的杉阔混交改造，观光木、乐昌含笑和阴香林冠的郁闭度与林分的光辐射状况和光环境得到改善，从而提升了林木的光合能力，使其具备更高的凋落物生物量，凋落物是微生物养分来源之一，能够有效提升微生物活性，产生多种分泌物和多糖等胶结物质，从而促进土壤结构稳定^［20］。

同时，林分结构改善也改善了林下小环境，促进林下植被的生长，良好的群落层次结构和地被层有助于减小雨滴的溅蚀和坡面片流的侵蚀，从而为大团聚体的形成提供了良好环境，有助于提升团聚体的稳定性^［18］。

3.2 不同杉阔混交林土壤团聚体的影响因素

稳定性是土壤团聚体结构的核心要素，通常用平均质量直径、几何平均直径和粒径>0.25 mm的团聚体含量来评估土壤团聚体的稳定性^［21］。本研究表明，除阴香外，其余混交林土壤团聚体稳定性表现出随土层深度的增加而逐渐提升的趋势，这与庄正^［5］、陈帅^［22］等的研究结果不同，而与李林芝^［23］、王平^［18］等的研究结果相似，其原因可能有以下几方面：（1） 研究区人工林退化问题较为严重，凋落物及林下植被较少，植被盖度低，造成表层土壤裸露；南亚热带地区水热资源丰富，加之夏季气温较高且降雨较多，这些因素共同导致坡面冲蚀现象更加明显，进而引发水土流失问题^［2］，最终造成表层土壤侵蚀严重。（2） 随着人工林退化加剧，地表植被多样性下降，一方面，影响到凋落物的归还与分解，使其无法为土壤提供充足的黏合剂、养分等，对土壤稳定性具有直接负影响；另一方面，植物根系生物量减少，根系对表层大团聚体的穿插与缠绕作用减弱，导致团聚体易分散，不利于保持土壤的稳定性^［2］。（3） 在土壤团聚体形成和稳定过程中，微生物是重要的生物驱动因子^［24］，林下植被退化可能减弱微生物活性，使其菌丝缠绕能力及菌丝分泌物下降，从而影响到土壤稳定性。冗余分析显示，土壤稳定性与土壤容重、含水率及分形维数之间具有显著相关关系，说明土壤含水率越高，土壤越紧实，其颗粒的分散度越小，土壤的稳定性越好，这与王平等^［18］研究结果相似，究其原因可能是与当地雨热同期的气候条件及植被的生长状况有关。

土壤中的全氮（TN）、全磷（TP）和有机碳（SOC）含量是评估土壤养分状况的重要指标，同时它们也会对土壤团聚体的粒径组成产生影响^［11］，与土壤稳定性有着密切的联系。本研究结果发现：TP对森林土壤0—10 cm土层团聚体稳定性影响解释更强，这与吴傲淼^［1］、李林芝等^［23］的研究结果相似，究其原因可能与森林土壤养分限制有关。研究区土壤pH值总体偏低，土壤中的铁、铝、锰等离子在酸性环境中对磷的固定作用较强，使土壤磷的有效性下降^［25］，从而加剧土壤磷限制，不利于维持土壤团聚体稳定性。冗余分析显示TN，SOC对10—50 cm土层团聚体稳定性的影响解释更强，这与杨洪炳^［11］、Tang^［26］等研究结果相似，究其原因可能是研究区处于氮沉降环境下，氮富集降低土壤pH值，从而影响到微生物活性，Wang等^［27］在最新的综述中表明，在土壤pH低于4.5时，往往会产生负激发效应，使得土壤中有机质分解减少，因此导致有机质对土壤颗粒的胶结作用减弱，不利于维持土壤团聚体的稳定性。同时，氮富集会诱导岩石衍生营养物质固定在植物体内，导致树木进一步生长的营养不平衡，且超过树木需求的氮输入会导致土壤酸化^［28］，土壤中溶出大量的活性铝毒害植物根系^［29］，使植物根系缠绕、分泌胶结物质等作用减弱，最终影响土壤团聚体稳定性。已有研究表明，土壤有机碳与全氮存在协同性^［26］，且SOC具有表聚效应，南亚热带雨热同期，林下植被退化，植物盖度低，地表裸露，土壤团聚体更易受到水力侵蚀的影响^［14］，再加上淋溶作用的影响，使得表层土壤有机碳易流失。此外，深层土壤相较于表层土壤，受水力侵蚀、气温上升及动物扰动等因素的影响较小，且在矿物保护作用下，使之受微生物活动影响较小^［30］，所以，深层土壤SOC更稳定，深层土壤团聚体稳定性也更受SOC的影响。

4 结 论

本研究的10种杉阔混交林土壤团聚体>0.25 mm的粒径均占有较大比例（数值范围为67%~98%），说明在退化杉木人工纯林引进阔叶树种改造后，林分的稳定性整体较好。总体上看，不同的杉阔混交类型对土壤团聚体分布有显著影响，观光木、乐昌含笑和阴香的大团聚体（粒径>0.25 mm）占比较高，占比分别为71%~98%，80%~97%和76%~98%，而黄樟和木荷的微团聚体（粒径<0.25 mm）的团聚体占比相对较高，占比分别为8%~32%和15%~25%。除阴香外，其余混交林分土壤团聚体稳定性随土层深度的增加而增加的趋势，而土壤机械性团聚体与水稳性团聚体的表现规律并不相同。土壤团聚体稳定性与TP，pH，WMC，BD正相关，而与PAD，D_m，TN呈负相关，其中TP，TN，pH是影响土壤团聚体稳定性的关键因子。但本研究仅指出南亚热带地区不同杉阔混交林分土壤团聚体的分布特征，其影响机制还需进一步探究。

参考文献

[1] 吴傲淼，洪宗文，游成铭，等.华西雨屏区不同林龄柳杉人工林土壤团聚体碳氮磷化学计量特征［J］.应用生态学报，2024，35（9）：2518-2526.

[2] Wu A M， Hong Z W， You C M， et al. The stoichiometric characteristics of carbon， nitrogen， and phosphorus in soil aggregates of Cryptomeria japonica plantation with stand ages in the Rainy Area of Western China［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2024，35（9）：2518-2526.

[3] 林立文，邓羽松，王金悦，等.南亚热带人工林种植对赤红壤团聚体分布及稳定性的影响［J］.应用生态学报，2020，31（11）：3647-3656.

[4] Lin L W， Deng Y S， Wang J Y， et al. Effects of plantation on aggregate distribution and stability of lateritic red soil in south subtropical China［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2020，31（11）：3647-3656.

[5] 刘亚龙，王萍，汪景宽.土壤团聚体的形成和稳定机制：研究进展与展望［J］.土壤学报，2023，60（3）：627-643.

[6] Liu Y L， Wang P， Wang J K. Formation and stability mechanism of soil aggregates： progress and prospect［J］. Acta Pedologica Sinica， 2023，60（3）：627-643.

[7] 王磊，刘晴廙，史经攀，等.平原沙土区河岸带不同植被类型对土壤团聚体稳定性的影响［J］.水土保持研究，2024，31（1）：96-104.

[8] Wang L， Liu Q Y， Shi J P， et al. Effects of different vegetation types on soil aggregate stability in riparian zone of plain sandy area［J］. Research of Soil and Water Conservation， 2024，31（1）：96-104.

[9] 吴梦瑶，陈林，庞丹波，等.贺兰山不同海拔植被下土壤团聚体分布及其稳定性研究［J］.水土保持学报，2021，35（2）：210-216.

[10] Wu M Y， Chen L， Pang D B， et al. Study on distribution and stability of soil aggregate under vegetation at different elevations in Helan Mountains［J］. Journal of Soil and Water Conservation， 2021，35（2）：210-216.

[11] 王家妍，陈亮，莫冰萍，等.杉木人工林套种不同树种对林分生长和植物多样性的影响［J］.桉树科技，2024，41（2）：57-64.

[12] Wang J Y， Chen L， Mo B P， et al. Effects of different interplanted species on growth and plant diversity in Cunninghamia lanceolata plantations［J］. Eucalypt Science & Technology， 2024，41（2）：57-64.

[13] Huuskonen S， Domisch T， Finér L， et al. What is the potential for replacing monocultures with mixed-species stands to enhance ecosystem services in boreal forests in Fennoscandia？［J］. Forest Ecology and Management， 2021，479：118558.

[14] Pan C， Sun C C， Yu W， et al. Mixed planting enhances soil multi-nutrient cycling by homogenizing microbial communities across soil vertical scale［J］. Land Degradation & Development， 2023，34（5）：1477-1490.

[15] Gao G N， Huang X M， Xu H C， et al. Conversion of pure Chinese fir plantation to multi-layered mixed plantation enhances the soil aggregate stability by regulating microbial communities in subtropical China［J］. Forest Ecosystems， 2022，9（1）：100078.

[16] Li X， Liu Y， Wu G P， et al. Mixed plantations do not necessarily provide higher ecosystem multifunctionality than monoculture plantations［J］. Science of the Total Environment， 2024，914：170156.

[17] 杨洪炳，肖以华，许涵，等.城乡梯度下不同林分类型土壤团聚体分布及其稳定性［J］.林业科学研究，2022，35（3）：82-92.

[18] Yang H B， Xiao Y H， Xu H， et al. Distribution and stability of soil aggregates in different forest types under an urban-rural gradient［J］. Forest Research， 2022，35（3）：82-92.

[19] 张钦弟，刘剑荣，杨磊，等.半干旱黄土区植被恢复对土壤团聚体稳定性及抗侵蚀能力的影响［J］.生态学报，2022，42（22）：9057-9068.

[20] Zhang Q D， Liu J R， Yang L， et al. Effect of vegetation restoration on stability and erosion resistance of soil aggregates in semi-arid loess region［J］. Acta Ecologica Sinica， 2022，42（22）：9057-9068.

[21] 童晨晖，王辉，谭帅，等.亚热带丘岗区经果林种植对红壤团聚体稳定性的影响［J］.应用生态学报，2022，33（4）：1012-1020.

[22] Tong C H， Wang H， Tan S， et al. Effects of economic fruit forest planting on the stability of red soil aggregates in the subtropical hilly area［J］. Chinese Journal of Applied Ecology， 2022，33（4）：1012-1020.

[23] 董天富，邓志豪，杨静，等.喀斯特退耕地不同植被恢复阶段土壤团聚体稳定性特征［J］.水土保持研究，2024，31（2）：33-42.

[24] Dong T F， Deng Z H， Yang J， et al. Characteristics of stability of soil aggregates at different vegetation restoration stages in Karst reclaimed land［J］. Research of Soil and Water Conservation， 2024，31（2）：33-42.

[25] 郭子祥，李若南，陈仕东.亚热带森林转换对土壤团聚体稳定性的影响［J］.亚热带资源与环境学报，2023，18（2）：62-69，85.

[26] Guo Z X， Li R N， Chen S D. Effects of subtropical natural forest conversion on soil aggregate stability［J］. Journal of Subtropical Resources and Environment， 2023，18（2）：62-69，85.

[27] 赵友朋，孟苗婧，张金池，等.不同林地类型土壤团聚体稳定性与铁铝氧化物的关系［J］.水土保持通报，2018，38（4）：75-81，86.

[28] Zhao Y P， Meng M J， Zhang J C， et al. Relationship between soil aggregate stability and different forms of Fe and Al oxides in different forest types［J］. Bulletin of Soil and Water Conservation， 2018，38（4）：75-81，86.

[29] 王冰，周扬，张秋良.兴安落叶松林龄对土壤团聚体分布及其有机碳含量的影响［J］.生态学杂志，2021，40（6）：1618-1628.

[30] Wang B， Zhou Y， Zhang Q L. Effects of Larix gmelinii stand age on composition and organic carbon content of soil aggregates［J］. Chinese Journal of Ecology， 2021，40（6）：1618-1628.

[31] 王平，丁智强，李璐杉，等.滇中主要森林类型土壤团聚体稳定性及其变化机制［J］.水土保持研究，2024，31（5）：232-242.

[32] Wang P， Ding Z Q， Li L S， et al. Stability and mechanisms of soil aggregates in different forest types in central Yunnan［J］. Research of Soil and Water Conservation， 2024，31（5）：232-242.

[33] 余鑫，许崇华，朱永一，等.北亚热带常绿阔叶林凋落物生产量及其与林分因子的关系［J］.浙江农林大学学报，2016，33（6）：991-999.

[34] Yu X， Xu C H， Zhu Y Y， et al. Litterfall production and its relation to stand structural factors in a subtropical evergreen broadleaf forest［J］. Journal of Zhejiang A & F University， 2016，33（6）：991-999.

[35] 高成杰，唐国勇，刘方炎，等.林分结构调整对云南松次生林生长和土壤性质的影响［J］.林业科学研究，2017，30（5）：841-847.

[36] Gao C J， Tang G Y， Liu F Y， et al. Effects of stand structural adjustment on growth and soil properties of Pinus yunnanensis secondary forest［J］. Forest Research， 2017，30（5）：841-847.

[37] 冯嘉仪，储双双，王婧，等.华南地区几种典型人工林土壤有机碳密度及其与土壤物理性质的关系［J］.华南农业大学学报，2018，39（1）：83-90.

[38] Feng J Y， Chu S S， Wang J， et al. Soil organic carbon density and its relationship with soil physical properties of typical plantations in South China［J］. Journal of South China Agricultural University， 2018，39（1）：83-90.

[39] 陈帅，孙涛.松嫩草地不同退化阶段的土壤团聚体稳定性［J］.草业科学，2017，34（2）：217-223.

[40] Chen S， Sun T. Research of soil aggregate stability in different degradation stages of Songnen grassland［J］. Pratacultural Science， 2017，34（2）：217-223.

[41] 李林芝，张德罡，马源，等.不同退化程度高寒草甸土壤团聚体养分及生态化学计量特征研究［J］.草业学报，2023，32（8）：48-60.

[42] Li L Z， Zhang D G， Ma Y， et al. Ecological stoichiometry characteristics of soil aggregates in alpine meadows with differing degrees of degradation［J］. Acta Prataculturae Sinica， 2023，32（8）：48-60.

[43] 谭文峰，许运，史志华，等.胶结物质驱动的土壤团聚体形成过程与稳定机制［J］.土壤学报，2023，60（5）：1297-1308.

[44] Tan W F， Xu Y， Shi Z H， et al. The formation process and stabilization mechanism of soil aggregates driven by binding materials［J］. Acta Pedologica Sinica， 2023，60（5）：1297-1308.

[45] 蔡琳，杨予静，种玉洁，等.亚热带退化森林不同恢复方式对土壤团聚体胶结物质及稳定性的影响［J］.生态学报，2023，43（9）：3689-3698.

[46] Cai L， Yang Y J， Chong Y J， et al. Effects of different restoration approaches of subtropical degraded forests on bonding materials and stability of soil aggregate［J］. Acta Ecologica Sinica， 2023，43（9）：3689-3698.

[47] Tang X， Qiu J C， Xu Y Q， et al. Responses of soil aggregate stability to organic C and total N as controlled by land-use type in a region of south China affected by sheet erosion［J］. Catena， 2022，218：106543.

[48] Wang C Q， Kuzyakov Y. Soil organic matter priming： the pH effects［J］. Global Change Biology， 2024，30（6）：e17349.

[49] Gao M X， Lin G G， Zhu F F， et al. Higher resistance of larch-broadleaf mixed forests than larch forests against soil acidification under experimental nitrogen addition［J］. Plant and Soil， 2024，505（1）：335-349.

[50] 袁珍贵，杨晶，郭莉莉，等.酸化对土壤质量的影响及酸化土壤的主要改良措施研究进展［J］.农学学报，2015，5（7）：51-55.

[51] Yuan Z G， Yang J， Guo L L， et al. Research progress on effect of acidification on soil quality and main improving measures for acidified soil［J］. Journal of Agriculture， 2015，5（7）：51-55.

[52] Keiluweit M， Bougoure J J， Nico P S， et al. Mineral protection of soil carbon counteracted by root exudates［J］. Nature Climate Change， 2015，5（6）：588-595.

基金资助

国家重点研发计划项目(2022YFF1303003-06)

广东珠江三角洲森林生态系统国家定位观测研究站项目(0144135)

林业生态网络监测平台生态监测数据采集（JY270）

广东省林木种质资源调查(SL00102)