植被覆盖和土地利用方式的变化影响到土壤碳含量。大量研究发现农地转化为林地
后土壤碳贮量也随之发生变化。然而，森林生长序列中土壤碳的变化并不保持一致的增
长趋势。森林生态系统中土壤有机碳的动态变化机制的研究颇显重要。
研究通过对纸坊沟流域四种年限刺槐林的土壤有机质各组分的调查，在总结其特点
的基础上，分别设置野外培养试验和室内培养试验，旨在探索造成有机质变化的影响因
素。主要结论如下：
（1）对1975 年柠条林N75、1974 年耕地H74 和1978 年刺槐林C78 土壤剖面有机
碳、全N、土壤机械组成、碳酸钙、容重、pH 值等指标进行分析，发现各样地土壤有机
碳的积累与<0.02mm 粒径的土壤颗粒有较高的相关；土壤剖面各指标在不同深度存在异
常变化，<0.002mm 粘粒物质大幅度增加，表现出古土壤层的特征；1m 深度有机碳储量
C78>N75>H74，但差异主要表现在30cm 深度以上土层，特征层的存在可能导致H74 剖面
16.684g/m3 的有机碳评价误差，以及C78 剖面36.926g/m2 的误差。
(2)分析了类似立地条件下10 年、25 年、31 年、35 年四个刺槐林和一个对照农地
土壤有机碳SOC 各组分的变化。三深度平均SOC 含量、活性有机碳AOC 含量、水溶性有
机碳DOC 含量随刺槐林年限增加而增加；与农地相比，所有刺槐林样地AOC/SOC、惰性
有机碳ROC/SOC 呈高值表现，惰性有机碳LOC/SOC 值较低，DOC/水溶性有机氮DON 较低
而280nm 的UV 吸收值较高；随退耕年限的增加，25 年刺槐林表现出一个以深度分异为
代表的退耕特殊阶段。在刺槐林生长过程中，（i）AOC 和缓性有机碳ROC 都出现累积趋
势，刺槐林有助于土壤碳的储存；（ii）土壤碳的累积过程中有组分差异表现，DOC，
DOC/DON 以及UV 吸收值出现与SOC 不同的变化；（iii）各深度AOC 及SOC 并未表现出一
致的增长趋势，有深度分异。刺槐林生长发育过程中SOC 的积累有组分和深度的差异，
其相关机理需进一步研究。
（3）对1975 年柠条林N75、1974 年农地H74 和1978 年刺槐林C78 在100cm 深度
土壤剖面有机碳、全N、土壤机械组成、碳酸钙进行差异度分析和线性相关性分析，发
现退耕后两种林地SOC 及全N 含量虽然都有明显变化，但是C78 的差异主要表现在0-20cm 深度，而N75 则主要表现在20-100cm。相关度分析表明，H74 在20cm 以下SOC、
C/N 值都与0.002-0.02mm 粒径极显著相关，C78 在40cm 以下SOC 含量与<0.002mm 粒径
含量显著相关，C/N 值与<0.02mm 粒径由0-100cm 的负相关，变为正相关。结果证明柠
条林和刺槐林对SOC 和全N 的影响存在深度的差异，分别表现在深层和浅层。农地和刺
槐林土壤深层SOC 与细颗粒土壤显著相关，性质稳定。
（4）对C78样地均匀添加枯落物碎屑的土壤培养坑分3月、7月和11月进行一年期的
培养和观测，发现SOC各组分有季节性变化，20cm和40cm深度在7月SOC，活性有机碳POC
及总氮TN值最高，可溶性有机碳DOC和可溶性有机氮DON呈相反变化趋势；培养过程中各
指标出现深度分异，与20cm不同，在60cm深度，SOC随培养过程而递减，POC及全氮递增，
而DOC在7月出现高值。SOC在初始积累过程中先增后减，体现出自我调节。SOC各组分的
深度分异，反映出培养坑60 cm深度SOC来源出现多元化，枯落物腐解产物影响程度减弱。
（5）采集安塞纸坊沟31年刺槐林土样及林下混合枯落物，通过碱液吸收法测定
100%、20%和2%含水量条件下3深度土样20 cm，40 cm，60 cm、去除DOC土样（仅100%含
水量条件下）、三种处理枯落物混合土样（林下混合枯落物、刺槐枯落物和草本类枯落
物）培养过程中CO2的累计释放量。结果表明，100%和20%含水量条件下各深度土壤CO2
释放量为20 cm>60 cm>40 cm；20 cm土样去除DOC后CO2释放量明显减少，40 cm明显增加，
60 cm没有明显变化；混合枯落物土样在100%含水量条件下CO2释放量最高； 20%和2%含
水量条件下刺槐枯落物CO2释放量明显大于草类，而100%含水量条件下草类枯落物略大于
刺槐枯落物。研究证明土壤含水量对SOC组分含量和枯落物种类不同的土壤层呼吸强度
存在差异性影响，强降水对DOC的淋失可造成表层土壤呼吸的减弱。
（6）设置野外培养坑，将混合枯落物的土样和未混合枯落物的土样用致密的尼龙
布隔开，LDOM（难以自由迁移的那部分WEOM）的含量用两者同时培养后WEOM 含量的差
值来计算。野外培养两年并分段采样，在7 月份，样坑表层被吸附的WEOC（LDOC）和
WEOC 比率较其他时段低，并随样坑深度增加，比率升高；UV280nm 吸收值及LDON/WDON
较高，LDOC/WDOC 较低。 7 月20 cm LDOC/LDON 与WEOC/WEON 相当，但3 月和11 月前
者高于后者，说明7 月份LDOC/LDON 值与RDOC/RDON 没有明显差异，但在其他时间前者
呈高值表现。研究证明LDOM 有季节性和深度分异，当比较WEOM 和DOM 的研究结果时，
应当注意到这个问题。
关键词：土壤有机质；水溶性有机质；刺槐林；UV 吸收值