蓋 旭 張 健 呂 衡 黃志遠(yuǎn) 李巧玲 鐘哲科 卞方圓 張小平

（1.國(guó)家林業(yè)和草原局竹子研究開發(fā)中心 竹林生態(tài)與資源利用國(guó)家林業(yè)和草原局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 杭州 310012；2.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所 杭州311400；3.安吉縣林業(yè)局 杭州 313399）

竹子作為一種廣泛分布在東南亞、非洲和美洲的高度木質(zhì)化草本植物，其覆蓋面積達(dá)3 150 萬(wàn)hm2，約占全球森林總面積的0.8%（FAO，2010）。我國(guó)是世界上竹資源最豐富的國(guó)家，共有竹類植物39 屬530 余種（Songet al.，2011；Zhouet al.，2011），竹種資源、竹林面積、竹材蓄積和產(chǎn)量均居全球首位，有“竹子王國(guó)”之美譽(yù)。雷竹（Phyllostachys praecox）是我國(guó)竹資源種質(zhì)庫(kù)中的關(guān)鍵竹種之一，具有生長(zhǎng)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)、出筍早、產(chǎn)量高等特點(diǎn)（郭子武等，2015），再加上20世紀(jì)80 年代以來(lái)以地表冬季增溫覆蓋和施肥為核心的竹筍早出高效覆蓋技術(shù)的大范圍推廣（陳珊等,2015），使其成為我國(guó)重要的筍用竹種。但目前，對(duì)雷竹林的長(zhǎng)期集約經(jīng)營(yíng)，致使竹林生態(tài)結(jié)構(gòu)單一，地上和地下部分生態(tài)系統(tǒng)失調(diào)，生產(chǎn)力下降，水土流失嚴(yán)重，竹林退化現(xiàn)象嚴(yán)重（劉麗等，2010；葉莉莎等，2015；翟婉璐等，2018）?；诳沙掷m(xù)發(fā)展理論，林下養(yǎng)殖被認(rèn)為是解決上述問(wèn)題的有效方案之一（Gaiet al.，2021a；2021b），其不僅可以提高竹林土地資源利用率，還能夠改善畜禽肉質(zhì)，并將動(dòng)物體內(nèi)養(yǎng)分返還至土壤中，從而達(dá)到可持續(xù)性經(jīng)營(yíng)、最大效益經(jīng)營(yíng)的目的（Beattieet al.，2000；?lenderet al.，2000；Wanget al.，2011）。

全球土壤有機(jī)碳總量高于大氣與生物體碳量總和，森林土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量約占全球土壤有機(jī)碳總量的70%以上（Batjes，1996；Jandlet al.，2007）。研究發(fā)現(xiàn)，我國(guó)竹林有機(jī)碳儲(chǔ)量約占全國(guó)森林生態(tài)系統(tǒng)總儲(chǔ)量的11%以上（Chenet al.，2009），竹林碳庫(kù)的微小變化可能會(huì)對(duì)大氣CO2濃度產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響（Penget al.，2008）。林下養(yǎng)殖過(guò)程中畜禽的活動(dòng)頻率被認(rèn)為是影響林地土壤碳儲(chǔ)量的重要因素之一，其干擾程度很大程度上取決于植被、土壤和動(dòng)物之間的相互作用（Bondiet al.，2015）。畜禽頻繁活動(dòng)會(huì)降低地表凋落物覆蓋，這可能減少土壤有機(jī)碳庫(kù)，增加地表受雨水沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致土壤結(jié)皮產(chǎn)生，并降低土壤水分的可滲透性和水分含量（Wanget al.，2005；Govaertset al.，2007；Paulet al.，2013；Duet al.，2014）；此外，畜禽頻繁活動(dòng)還可能導(dǎo)致土壤被壓實(shí)，降低土壤孔隙度，這會(huì)進(jìn)一步破壞土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)，并增加表層土壤受風(fēng)蝕和雨水侵蝕的風(fēng)險(xiǎn)（Radfordet al.，2008）。有研究表明，畜禽頻繁活動(dòng)會(huì)提高土壤有機(jī)質(zhì)礦化速率，降低土壤固碳能力和土壤肥力（Avondoet al.，2013；Pulido-Fernándezet al.，2013）。隨著時(shí)間推移，畜禽頻繁活動(dòng)造成的林地表層土壤流失可能最終會(huì)導(dǎo)致林地產(chǎn)量下滑、經(jīng)濟(jì)收入下降以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能缺失。雖然林下養(yǎng)殖與森林之間巨大的生態(tài)位分化可能意味著二者存在積極的互作效應(yīng)（Wuet al.，2013），但是畜禽活動(dòng)頻率差異對(duì)林地土壤質(zhì)量和生態(tài)可持續(xù)性的影響尚未見(jiàn)報(bào)道。

土壤有機(jī)碳影響土壤的物理、化學(xué)和生物特性，是決定土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力的關(guān)鍵因素（Lovelandet al.，2003；Liuet al.，2014）。土壤有機(jī)碳輸入和分解速率之間的平衡關(guān)系決定土壤有機(jī)碳含量，但其并不能反映出土壤有機(jī)碳的質(zhì)量變化（Yanget al.，2018）。此外，土壤中含有大量不同生物可利用性碳，其在環(huán)境變化過(guò)程的相互轉(zhuǎn)化可能會(huì)改變土壤質(zhì)量（Yanget al.，2005）?；钚杂袡C(jī)碳被認(rèn)為是具有高活性、高周轉(zhuǎn)速率的有機(jī)碳組分（Gaiet al.，2021b），研究表明，不同方法提取的活性有機(jī)碳組分相較其他碳組分對(duì)土壤環(huán)境的變化更敏感，已成為評(píng)估土壤質(zhì)量和生產(chǎn)力的代表性指標(biāo)之一（Díaz-Ravi?aet al.，1993；Holt，1997；Sunet al.，2014）。為進(jìn)一步評(píng)估土壤有機(jī)碳活性水平，Blair 等（2006）提出土壤碳庫(kù)管理指數(shù)的概念，其被認(rèn)為是評(píng)估土壤環(huán)境變化過(guò)程中有機(jī)碳變化特征的一個(gè)重要參數(shù)，能夠反映不同程度的外界干擾對(duì)土壤質(zhì)量的影響（Yanget al.，2018）。董雪等（2013）研究認(rèn)為，土壤有機(jī)碳氧化穩(wěn)定性與有機(jī)碳分解和養(yǎng)分釋放的難易程度密切相關(guān)。鑒于此，本研究引入氧化穩(wěn)定系數(shù)的概念（袁可能, 1963），探究雷竹林下養(yǎng)雞對(duì)表層土壤活性有機(jī)碳及碳庫(kù)管理指數(shù)的影響，明確不同養(yǎng)殖密度下竹林養(yǎng)雞（bamboo chicken farming，BCF）對(duì)土壤質(zhì)量和竹林生態(tài)系統(tǒng)碳素穩(wěn)定的擾動(dòng)程度，以期為制定可持續(xù)性、生態(tài)友好性的林下養(yǎng)殖策略提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)樣地位于浙江省杭州市余杭區(qū)徑山鎮(zhèn)（30°24′ N, 119°52′ E），平均海拔125 m。土壤類型為紅壤，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫17.8 ℃，年均降水量1 454 mm，年日照時(shí)數(shù)1 765 h。試驗(yàn)區(qū)地處山坡向陽(yáng)面，坡度10°～15°，雷竹林齡約9 年，密度約1 900 株·hm-2。竹林養(yǎng)雞總面積約15 hm2，總養(yǎng)殖密度1 500～1 800 只·hm-2。自2011 年起，該區(qū)域前期已進(jìn)行3 年的竹林集約經(jīng)營(yíng)管理，后續(xù)6 年持續(xù)以林下養(yǎng)雞為主要經(jīng)營(yíng)模式，其間只進(jìn)行選擇性采伐以維持林分密度，雞飼料以自由捕食昆蟲、植物根系、周邊雜草為主，并輔以一定量的玉米。除雷竹外，地表無(wú)其他植物覆蓋。

1.2 調(diào)查方法

采用樣線調(diào)查法（Burnhamet al.，1980；Suet al.，2018），以距雞舍（位于試驗(yàn)場(chǎng)地一側(cè)）的距離表征養(yǎng)殖密度。以雞舍周邊雷竹純林為對(duì)照（距雞舍60 m以上，其立地條件與竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)類似），沿等高線距雞舍5、15、25、35 m 分別布設(shè)4 m×10 m 樣方，每個(gè)樣方沿坡向呈S 形布置2 m×2 m 子樣方（5 個(gè)重復(fù)），各處理養(yǎng)殖密度依次為 5 m（2.25～2.70 只· m-2）、15 m（1.05～1.26 只· m-2）、 25 m（0.60～0.72 只· m-2）、35 m（0.34～0.41 只· m-2）和＞60 m（雷竹純林對(duì)照，0 只· m-2）。2019 年5 月中旬，在每個(gè)子樣方內(nèi)隨機(jī)采集3 個(gè)0～20 cm 土層土壤樣品，混勻后組成1 個(gè)混合樣品，共采集25 個(gè)土壤混合樣品。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

采集的土壤樣品過(guò)2 mm 篩去除樹根及其他碎屑，風(fēng)干保存。土壤pH 采用蒸餾水在1∶2.5（W/V）固液比條件下利用pH 計(jì)測(cè)定；采用凱氏定氮法測(cè)定土壤全氮（total nitrogen, TN；過(guò)0.149 mm 篩）含量；用H2SO4-HClO4消化后，采用鉬銻抗顯色法測(cè)定土壤全磷（total phosphorus, TP；過(guò)0.149 mm 篩）含量；參照Bremner 等（1996）方法測(cè)定土壤水解性氮（available nitrogen, AN； 過(guò)1.00 mm 篩） 含量； 土壤有效磷（available phosphorus, AP）含量測(cè)定參考《森林土壤有效磷的測(cè)定》（LY/T 1233—1999），利用0.05 mol·L-1HCl和0.025 mol·L-1H2SO4混合溶液浸提后，采用鉬銻抗比色法測(cè)定。

土壤有機(jī)碳（soil organic carbon，SOC）含量采用燃燒氧化法，通過(guò)TOC 分析儀（Multi N/C 耶拿，德國(guó)）直接測(cè)定（過(guò)0.149 mm 篩）。利用333 mol·L-1KMnO4測(cè)定易氧化有機(jī)碳（easily oxidizable organic carbon，EOC）含量（Blairet al.，1995），具體操作為：取含碳量15～30 mg 的土樣（過(guò)0.250 mm 篩）置于100 mL 塑料瓶中，加入25 mL 333 mol·L-1KMnO4后于250 r·min-1下振蕩1 h，4 000 r·min-1下離心5 min，取上清液用去離子水以1∶250 比例稀釋，利用分光光度計(jì)在565 nm 波長(zhǎng)下比色，測(cè)定KMnO4濃度。參考Bolan 等（1996）方法測(cè)定可溶性有機(jī)碳（dissolved organic carbon，DOC）含量。輕組有機(jī)碳（light fraction organic carbon，LFOC）含量測(cè)定參考Cambardella 等（1992）方法，具體而言，取10 g 土樣置于50 mL 1.8 g·mL-1NaI 溶液中，200 r·min-1下振蕩1 h，1 000 r·min-1下離心20 min，上清液過(guò)0.45 μm 濾膜；重復(fù)上述步驟3 次，用去離子水將濾紙上殘留物質(zhì)洗入燒杯中，烘至恒重，通過(guò)TOC分析儀直接測(cè)定其有機(jī)碳含量。顆粒態(tài)有機(jī)碳（particulate organic carbon，POC）測(cè)定參考Roscoea 等（2003）方法，具體而言，20 g 風(fēng)干土樣置于100 mL 5 g·L-1（NaPO3）6溶液中，90 r·min-1下振蕩18 h 后過(guò)0.053 mm 篩，反復(fù)用去離子水沖洗網(wǎng)篩，收集網(wǎng)篩上滯留物質(zhì)，烘至恒質(zhì)量，測(cè)定其有機(jī)碳含量。

采用土壤碳庫(kù)管理指數(shù)（carbon pool management index，CPMI）定量評(píng)價(jià)外界因素對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)組分的影響（Blairet al.，1995）。碳庫(kù)活度（lability，L）、碳庫(kù)活度指數(shù)（lability index，LI）、碳庫(kù)指數(shù)（carbon pool index，CPI）、CPMI 和氧化穩(wěn)定系數(shù)（oxidation stability coefficients，Kos）計(jì)算公式如下：

式中：Lt為各處理土壤碳庫(kù)活度；Lck為參考土壤碳庫(kù)活度；SOCt和SOCck分別為各處理和參考土壤有機(jī)碳含量，g·kg-1。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

應(yīng)用SPSS 21.0 軟件進(jìn)行單因素方差分析（oneway ANOVA）和Duncan 多重比較，評(píng)價(jià)不同養(yǎng)殖密度條件下活性碳組成及碳庫(kù)管理指數(shù)之間的差異顯著性（P＜ 0.05）；采用線性回歸分析研究活性有機(jī)碳與總有機(jī)碳的關(guān)系；利用Origin 2018 軟件對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤基本性質(zhì)

與雷竹純林對(duì)照（CK）相比，竹林養(yǎng)雞可顯著改善土壤主要化學(xué)性質(zhì)（表1），土壤pH 增加12.75%～33.27%，5 m 處理pH 顯著高于其他處理；土壤總氮含量顯著上升，5 m 處理總氮含量最高，但與15 m 處理無(wú)顯著差異；土壤有效氮含量變化趨勢(shì)與總氮相似，最大值出現(xiàn)在15 m 處理；土壤總磷和有效磷含量均顯著上升，且隨著養(yǎng)殖密度增加顯著增加。

表1 不同養(yǎng)殖密度對(duì)土壤主要化學(xué)性質(zhì)的影響①Tab.1 Differences in main chemical properties of soils at farming densities

2.2 土壤活性有機(jī)碳

與雷竹純林對(duì)照（CK）相比，竹林養(yǎng)雞能夠有效促進(jìn)SOC 積累，但不同養(yǎng)殖密度下SOC 含量無(wú)顯著差異（圖1a）。竹林養(yǎng)雞顯著影響土壤活性有機(jī)碳分布，與對(duì)照相比，土壤EOC 含量顯著增加43.72%～76.95%，其中EOC 含量最大值（4.97 g·kg-1）出現(xiàn)在5 m處理，最小值（4.03 g·kg-1）出現(xiàn)在35 m 處理（圖1b）；土壤DOC 含量顯著下降（圖1c）；土壤LFOC 含量顯著上升（圖1d），LFOC 含量最大值（6.56 g·kg-1）出現(xiàn)在15 m 處理，且隨養(yǎng)殖密度增加顯著下降，最小值（4.69 g·kg-1）出現(xiàn)在5 m 處理，較對(duì)照（4.44 g·kg-1）增加5.55%，但無(wú)顯著差異；土壤POC 含量顯著上升21.30%～43.54%，隨養(yǎng)殖密度增加顯著增加，并在5 m處理達(dá)最大值（18.51 g·kg-1），但其與15 m 處理無(wú)顯著差異（圖1e）。

圖1 不同養(yǎng)殖密度對(duì)土壤總有機(jī)碳及活性有機(jī)碳組分的影響Fig.1 Differences in soil organic carbon contents and active organic carbon fractions among farming densities

2.3 活性有機(jī)碳組分與總有機(jī)碳的關(guān)系

與雷竹純林對(duì)照（CK）相比，竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)EOC/SOC 顯著增加29.12%～55.57%，且隨養(yǎng)殖密度增加逐漸增加，但各處理間無(wú)顯著差異（表2）。LFOC/SOC整體顯著高于對(duì)照，5 m 處理較其他處理顯著降低25.45%～37.68%，比對(duì)照降低8.52%，但無(wú)顯著差異。隨養(yǎng)殖密度增加，POC/SOC 逐漸增加，并在5 m 處理達(dá)最大值（43.50%），顯著高于對(duì)照，但5 m 與15 m 處理無(wú)顯著差異。土壤活性有機(jī)碳組分與總有機(jī)碳相關(guān)性方面，EOC、LFOC、POC 均與SOC 呈顯著正相關(guān)，DOC 與SOC 無(wú)顯著相關(guān)性（圖2）。

圖2 竹林養(yǎng)雞條件下土壤活性有機(jī)碳組分與總有機(jī)碳的關(guān)系Fig.2 Relationship between soil active organic carbon fractions and soil organic carbon under bamboo chicken farming conditions

表2 不同養(yǎng)殖密度對(duì)活性有機(jī)碳組分占土壤總有機(jī)碳比例的影響Tab.2 Differences in the proportion of active organic carbon fractions in soil organic carbon among farming densities

2.4 土壤碳庫(kù)管理指數(shù)和氧化穩(wěn)定性

與雷竹純林對(duì)照（CK）相比，竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)碳庫(kù)活度、碳庫(kù)活度指數(shù)、碳庫(kù)指數(shù)和碳庫(kù)管理指數(shù)均顯著增加，但不同養(yǎng)殖密度間無(wú)顯著差異；氧化穩(wěn)定系數(shù)顯著降低25.61%～40.98%，且氧化穩(wěn)定系數(shù)隨養(yǎng)殖密度增加逐漸降低，但均無(wú)顯著差異（表3）。

表3 不同養(yǎng)殖密度對(duì)土壤碳庫(kù)管理指數(shù)和氧化穩(wěn)定性的影響Tab.3 Differences in soil carbon pool management index and oxidation stability among farming densities

3 討論

3.1 不同養(yǎng)殖密度條件下土壤活性有機(jī)碳組分的差異

土壤有機(jī)碳積累取決于地上和根系凋落物輸入與土壤有機(jī)質(zhì)分解之間的動(dòng)態(tài)平衡，土壤基本理化性質(zhì)、凋落物覆蓋程度以及人為活動(dòng)干擾等可能直接或間接打破這種平衡（Setiaet al.，2011；羅先香等，2015；Yuanet al.，2019）。在竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中，雞糞持續(xù)積累可能促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)輸入（Mohret al.，2005），導(dǎo)致竹林表層土壤有機(jī)碳含量顯著增加，但本研究中，較高的養(yǎng)殖密度并未導(dǎo)致土壤有機(jī)碳進(jìn)一步積累（圖1a）。Kauffman 等（2004）認(rèn)為，動(dòng)物糞便過(guò)量堆積可能造成土壤侵蝕以及更高的礦化速率，從而導(dǎo)致有機(jī)碳持續(xù)流失。此外，較高養(yǎng)殖密度下動(dòng)物會(huì)不斷擾動(dòng)表層土壤，并刨食植物根系，降低植物根系生物量及根系相關(guān)分泌物的釋放，破壞土壤有機(jī)碳輸入（Prommeret al.，2020）。McSherry 等（2013）則認(rèn)為動(dòng)物消化吸收的碳素通過(guò)呼吸作用后，以糞便形式排出體外，這一潛在的碳損失途徑可能會(huì)進(jìn)一步減少土壤有機(jī)質(zhì)輸入。因此，較高的養(yǎng)殖密度會(huì)打破原有碳循環(huán)途徑，并進(jìn)一步影響有機(jī)碳礦化速率及土壤理化性質(zhì)，進(jìn)而影響土壤有機(jī)碳的積累。

本研究發(fā)現(xiàn)，竹林養(yǎng)雞可顯著提高土壤EOC 含量，且EOC 含量與養(yǎng)殖密度之間具有較好線性關(guān)系（圖1b），這表明EOC 對(duì)林地經(jīng)營(yíng)措施變化極為敏感，可用作土壤質(zhì)量或有機(jī)質(zhì)變化的指示指標(biāo)。LFOC 主要由具備高周轉(zhuǎn)速率和低密度特征的新鮮動(dòng)植物殘?bào)w組成，其含量主要由有機(jī)殘留物的輸入和分解速率決定（Postet al.，2000；Yanget al.，2018)。本研究中，竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)LFOC 含量顯著上升，可能是有機(jī)質(zhì)輸入量增加所決定的（Grahamet al.，2002）；但高養(yǎng)殖密度（5 m）下LFOC 含量顯著下降，表明雞對(duì)表層土壤的頻繁擾動(dòng)可能影響凋落物輸入，并通過(guò)降低土壤孔隙度阻礙土壤動(dòng)物及微生物對(duì)動(dòng)植物殘?bào)w的分解。Larsen 等（2002）認(rèn)為土壤與有機(jī)質(zhì)之間結(jié)合位點(diǎn)的破壞可能導(dǎo)致可溶性有機(jī)化合物的釋放，Herrmann 等（2002）發(fā)現(xiàn)土壤團(tuán)聚體穩(wěn)定性降低會(huì)導(dǎo)致土壤釋放大量小分子量的有機(jī)質(zhì)，因此竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中DOC含量顯著下降，表明雞的引入可能破壞土壤物理結(jié)構(gòu)，降低竹林土壤的水穩(wěn)性。POC 組分主要來(lái)自于植物根系、微生物或小型動(dòng)物殘?bào)w，在微生物能量供給和植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)儲(chǔ)存方面發(fā)揮著重要作用（Christensen，2001；Purakayasthaet al.，2008）。隨養(yǎng)殖密度增加，POC 含量顯著增加（圖1e），這可能是由于較高的養(yǎng)殖密度促進(jìn)土壤微團(tuán)聚體形成，從而避免POC 被快速分解（Yanget al.，2018）。竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中土壤活性有機(jī)碳變化進(jìn)一步表明，較高的養(yǎng)殖密度可能影響凋落物輸入，并通過(guò)頻繁擾動(dòng)破壞表層土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤水穩(wěn)性，影響土壤有機(jī)碳積累。

3.2 不同養(yǎng)殖密度條件下土壤活性有機(jī)碳組分與總有機(jī)碳比值的差異

土壤活性有機(jī)碳組分與總有機(jī)碳比值表明土壤碳庫(kù)的循環(huán)和周轉(zhuǎn)速率（Yanget al.，2016）。Jin 等（2017）認(rèn)為EOC/SOC 與土壤碳的分解速率密切相關(guān)。朱志建等（2006）發(fā)現(xiàn)EOC/SOC 越高，土壤養(yǎng)分循環(huán)速率越快，不利于土壤有機(jī)質(zhì)積累。本研究中，EOC/SOC 隨養(yǎng)殖密度增加顯著增加，表明較高養(yǎng)殖密度下，土壤有機(jī)碳活性增加，穩(wěn)定性下降，可能不利于土壤有機(jī)碳積累。此外，POC/SOC 的動(dòng)態(tài)變化常用于反映有機(jī)碳的潛在活性（Wanget al.，2020）。本研究中，POC 相對(duì)含量在5 m 處理最高（表2），并隨養(yǎng)殖密度降低顯著下降，表明竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)可能會(huì)有效促進(jìn)土壤有機(jī)碳礦化。以往研究發(fā)現(xiàn)，表層土壤中約50%的凋落物能轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)碳（van Veenet al.，1981），植物固碳中的60% 能轉(zhuǎn)運(yùn)至根部（Gaoet al.，2008），并通過(guò)根系凋亡或根系分泌物等途徑轉(zhuǎn)移至土壤中，根系和凋落物在調(diào)節(jié)土壤碳循環(huán)中起著關(guān)鍵作用。在竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中，高養(yǎng)殖密度下雞會(huì)頻繁擾動(dòng)土壤，并不斷刨食雷竹根系，這可能減少土壤活性有機(jī)碳輸入，特別是LFOC（廖洪凱等，2011），從而導(dǎo)致LFOC/SOC 在5 m 處理顯著降低。

本研究中，活性有機(jī)碳組分對(duì)養(yǎng)殖密度變化表現(xiàn)出相對(duì)一致的響應(yīng)，通過(guò)計(jì)算土壤有機(jī)碳與這些變量之間的Pearson 相關(guān)性系數(shù)發(fā)現(xiàn)，SOC 與EOC、LFOC以及POC 均存在顯著相關(guān)，這表明竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中土壤有機(jī)碳水平受活性有機(jī)碳組分變化的強(qiáng)烈影響，同時(shí)也表明土壤中活性有機(jī)碳減少可為土壤有機(jī)碳變化提供有效的早期預(yù)警。

3.3 不同養(yǎng)殖密度條件下土壤碳庫(kù)管理指數(shù)與氧化穩(wěn)定性的差異

土壤有機(jī)碳活躍程度能較好反映土壤質(zhì)量變化（張雪瑩等，2017）。本研究中，竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)的土壤碳庫(kù)活度和活度指數(shù)顯著高于雷竹純林對(duì)照，表明竹林養(yǎng)雞能夠有效改善土壤質(zhì)量；但隨養(yǎng)殖密度增加，碳庫(kù)活度和活度指數(shù)均未表現(xiàn)出顯著差異，這可能是因?yàn)橥寥捞紟?kù)中活性部分增加的幅度趨于一種臨界狀態(tài)，將多余活性有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定態(tài)碳（戴全厚等，2008），從而導(dǎo)致在碳輸入逐步增加條件下的碳庫(kù)活度和活度指數(shù)無(wú)顯著差異。通常認(rèn)為，碳庫(kù)指數(shù)和碳庫(kù)管理指數(shù)有助于揭示土壤有機(jī)碳對(duì)土地利用類型或土壤管理模式變化響應(yīng)的一般模式，用于根據(jù)土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化的相關(guān)信息評(píng)估土壤質(zhì)量（Xuet al.，2013；郭寶華等，2014），其中碳庫(kù)管理指數(shù)因結(jié)合土壤碳庫(kù)指標(biāo)和土壤碳庫(kù)活度指標(biāo)，被認(rèn)為可反映土地管理的科學(xué)性，通常其值增加表明土地利用方式有助于培肥，土壤性能向良性發(fā)展（戴全厚等，2008；郭寶華等，2014）。本研究中，竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中碳庫(kù)指數(shù)和碳庫(kù)管理指數(shù)均顯著高于雷竹純林對(duì)照土壤（表2），表明竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中土壤質(zhì)量得到改善，并向著良性方向發(fā)展。

徐云巖等（2016）認(rèn)為，土壤碳的氧化穩(wěn)定性與腐殖質(zhì)的抗氧化能力密切相關(guān)，可直接影響土壤肥力的釋放。以往研究表明，氧化穩(wěn)定系數(shù)越大，土壤有機(jī)質(zhì)活性就越低，這意味著土壤肥力釋放相對(duì)較差（劉夢(mèng)云等，2012）。本研究發(fā)現(xiàn)，竹林養(yǎng)雞能夠有效增加易氧化有機(jī)碳含量，降低土壤碳的氧化穩(wěn)定系數(shù)，從而提高有機(jī)質(zhì)質(zhì)量，增強(qiáng)土壤的養(yǎng)分供應(yīng)及儲(chǔ)存能力。本研究結(jié)果進(jìn)一步表明，伴隨著竹林中雞糞排泄量增加及其礦化作用增強(qiáng)（何貴永等，2015），竹林養(yǎng)雞能顯著增加土壤有效養(yǎng)分含量，并隨養(yǎng)殖密度增加而增加。值得注意的是，竹林養(yǎng)雞可顯著提高土壤pH，這可能歸因于雞的擾動(dòng)導(dǎo)致地表裸漏，伴隨著土壤水分蒸發(fā)量增加，土壤鹽分含量不斷提升（Charleyet al.，1975；Golodetset al.，2006）。此外，大量研究證明雞糞具備高含水量和偏弱堿性的特點(diǎn)，隨養(yǎng)殖密度增加，雞糞不斷沉積可能是導(dǎo)致土壤pH 升高的最直接原因（Ravindranet al.，2017；Manogaranet al.，2022）。

竹林養(yǎng)雞有利于提高土壤質(zhì)量，促進(jìn)土壤碳固存，但不同養(yǎng)殖密度并未對(duì)土壤有機(jī)碳含量及碳庫(kù)管理指數(shù)產(chǎn)生顯著影響。Gai 等（2021a）研究發(fā)現(xiàn)較高養(yǎng)殖密度下的土壤微生物碳利用效率（carbon use efficiency，CUE）顯著高于其他處理，李嶸等（2015）認(rèn)為較高的CUE 可能表明微生物呼吸速率下降，這將有利于土壤碳固存。本研究發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖密度顯著影響活性有機(jī)碳庫(kù)，后續(xù)研究中有必要進(jìn)一步量化土壤呼吸對(duì)養(yǎng)殖密度的響應(yīng)特征，以評(píng)估竹林養(yǎng)雞系統(tǒng)中的土壤碳平衡，即碳輸入和碳輸出對(duì)碳固存的相對(duì)貢獻(xiàn)率是否受養(yǎng)殖密度的影響。

4 結(jié)論

雷竹林下養(yǎng)雞能夠提高土壤碳庫(kù)管理指數(shù)和土壤質(zhì)量，顯著改善表層土壤活性有機(jī)碳分布；較高的養(yǎng)殖密度可能影響凋落物輸入，并通過(guò)頻繁擾動(dòng)破壞表層土壤結(jié)構(gòu)，降低土壤水穩(wěn)性，影響土壤有機(jī)碳積累；較高養(yǎng)殖密度下的適度休養(yǎng)或輪養(yǎng)可能是目前竹林養(yǎng)雞過(guò)程中平衡經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境影響的有效途徑。