不同土地利用方式土壤碳氮含量及储量分析

焦克强，段建军，王小利，易 香，陈祖拥，卜通达

(1.贵州大学 农学院，贵州 贵阳 550025；2.贵州大学 烟草学院，贵州 贵阳 550025；3.安顺市西秀区土肥站，贵州 安顺 561000)

土壤有机碳(SOC)与全氮(TN)是土壤养分的重要组成部分[1]，也是植物生长必需营养元素的主要来源。相关研究表明，SOC与TN含量是衡量土壤质量的重要指标，对土壤生产力与土地可持续利用以及环境保护有重要作用与意义[2]。因此，SOC与TN含量的变化一直是陆地生态系统碳、氮循环研究的热点[3]。在陆地生态系统中，土壤是“碳、氮汇”还是“碳、氮源”主要取决于土壤碳氮储量的变化[4]。20世纪70年代以来，国外对全球和区域尺度的土壤碳储量[5-6]进行了广泛研究，取得了很大进展，我国近年来在这方面也开展了大量工作[7-8]。但对土壤氮储量，特别是土壤剖面氮储量的研究相对较少[9]。在全球气候变化中，Batjes NH等[5]研究表明，SOC与TN在全球碳氮循环中起着重要作用，其储量巨大[10]，即使其细微的改变也有可能导致大气中温室气体浓度的变化，进而影响未来的全球气候变化[11]。Puget P等[12]报道，SOC和TN储量的增加在某种意义上亦可缓解大气CO2与N2O浓度的升高，从而减轻温室效应。所以，研究土壤中的碳储量有助于揭示土壤碳贮藏对全球变化响应的时间、方式及规模[13]。同时，研究土壤中的氮储量也有助于揭示土壤氮贮藏对全球气候变化的响应机制。

土地利用是指对土地的使用状况，是人类根据土地的自然特点，按照一定的经济、社会目的，采取一系列生物、技术手段对土地进行长期或周期性的经营管理和治理改造活动[14]。目前，国内外学者在土地利用方式及其变化对SOC储量与碳密度的影响方面已经开展了大量的研究，取得了一定的成果[15，16]。与SOC相比，土壤TN储量与密度则是在研究SOC储量与密度的基础上进行了探讨。王绍强等[17]研究表明，土地利用/覆盖变化改变了土壤微生态环境，从而影响着陆地生态系统的碳氮循环。Templer PH等[18]研究也表明，土地利用变化是影响陆地生态系统碳氮循环的最大因素之一，是仅次于化石燃烧而使大气 CO2浓度急剧增加的最主要人为活动。上述研究区域尺度较为广泛，而选取小流域尺度的研究还不多见。鉴于此，本研究拟选取代表性小流域为研究对象，对不同土地利用方式下土壤碳氮含量及储量特征进行系统分析。

贵州省威宁县东山河小流域位于喀斯特湖泊—草海的西侧，是典型的喀斯特小流域，其生态比较脆弱。近年来，随着人类活动程度不断加强，该小流域内的土地利用方式发生急剧改变，进而破坏了其生态环境，并对该小流域的土壤碳氮循环产生了很大影响。基于此，本研究以东山河小流域内的草地、耕地、林地3类土地利用方式下的土壤为研究对象，探讨了不同土地利用方式下的土壤理化性质、SOC与TN含量、碳氮比(C/N)、碳氮密度及储量，揭示了典型喀斯特地区不同土地利用方式下SOC库与氮库储量，以期为合理利用喀斯特地区土地资源与评价该小流域土壤固定碳、氮的能力提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

研究所需材料取自贵州省威宁县东山河小流域内3类土地利用方式(草地、耕地及林地)下的土壤。研究区地理位置介于东经104°12′06″～104°12′44″、北纬26°49′41″～26°50′37″之间，地势总体从西、南、东三面向北降低，海拔2183～2195 m。该地区属于亚热带季风气候，年均降雨量960 mm，年平均气温11.94℃，年均日照时数950 h，无霜期187 d左右，≥10℃的积温为2568.7℃，冬暖夏凉，日温差大，年温差小。研究区面积约为1.41 km2，草地面积为0.31 km2，耕地面积为0.76 km2，林地面积为0.34 km2。成土母质主要是碳酸盐岩。植被为常绿-落叶混交林及灌木丛等次生林。土壤主要有黄壤、黄棕壤与灰泡土。主要农作物有马铃薯、小麦和玉米。

1.2 样品采集与制备

于2015年3月上旬，借助GPS进行定位，对东山河小流域土地利用方式进行实地考察与土壤样品采集。3类土地利用方式中，草地与耕地按照规则格网法采集0～20 cm土壤样品，林地则设置典型样地，每一样地按照“S”型多点混合取样法采集0～20 cm土层样品。共采集土壤样品222个，草地82个，耕地100个，林地40个。用环刀采集原状土以测定土壤容重(BD)。土壤样品经风干处理后，磨细，分别过2 mm和0.25 mm筛储存备用，用于分析SOC与TN等其他指标。

1.3 测试方法与数据统计分析

电位法测定土壤pH(土水比1∶2.5)；凯氏定氮法测定TN；重铬酸钾外加热法测定有机质；碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法测定速效磷；碱解扩散法测定碱解氮；乙酸铵浸提—火焰光度法测定速效钾，以上指标均参照《土壤农业化学分析》等资料方法[19]进行测定。每批样设定50%的平行样本数，同时加2个土壤标样(ESS-3)和2个空白样，以控制样品测定的准确度和消除样品测定过程中可能出现的试剂、仪器、环境带来的系统误差。

不同土地利用方式下表层(0～20 cm)SOC密度(DSOCi)计算公式为：

(1)

式中：Ci、BDi、Hi、Gi、102分别表示土地利用方式i的表层土壤有机碳含量(g/kg) 、土壤容重(g/cm3)、土层厚度(cm)、土壤粒径>2 mm 的石砾所占体积百分比(%)、单位转换系数。每种土地利用方式的土壤无粒径>2 mm 的石砾，则Gi=0。

不同土地利用方式下表层SOC储量(TSOCi)计算公式为：

TSOCi=DSOCi×Ai

(2)

式中：Ai为土地利用方式i的面积。不同土地利用方式下的土壤氮密度与储量以同样方法计算。

所有数据采用SPSS 20.0和Microsoft excel 2003软件进行处理和图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同土地利用方式下土壤理化性质

对东山河小流域不同土地利用方式下的土壤基本理化性质：pH、碱解氮(AN)、速效钾(AK)、速效磷(AP)<0.01 mm物理性粘粒含量进行测定，结果如表1所示。3类土地利用方式的土壤<0.01物理性粘粒含量变幅跨度较大。其中，草地土壤<0.01 mm物理性粘粒含量(%)变幅为38%～99%，土壤质地分类由中壤土过度到重粘土；耕地土壤<0.01 mm物理性粘粒含量(%)变幅为59%～96%，土壤质地分类为轻粘土过渡到重粘土；林地土壤<0.01 mm物理性粘粒含量(%)变幅为26%～92%，土壤质地从轻壤土向重粘土过度。草地与林地土壤质地发生的变化较大，由壤土过渡到粘土，而耕地土壤质地均是粘土。

从表1中可以看出，草地、耕地与林地表层土壤pH值分别为5.71±0.09、5.91±0.07、5.37±0.10，3类土地利用方式的土壤酸碱度均呈酸性，且3类土地利用方式间的差异达到了显著性水平(p<0.05)。3类土地利用方式下AN含量大小规律为草地(193±3.50 mg/kg)>耕地(172±3.83 mg/kg)>林地(159±7.36 mg/kg)，其中草地与耕地、林地AN含量差异显著(p<0.05)，而耕地与林地AN含量差异不显著(p>0.05)；AK含量规律为林地(174.68±1.15 mg/kg)>草地(171.57±7.52 mg/kg)>耕地(145.21±5.99 mg/kg)，其中，耕地与草地、林地AK含量差异显著(p<0.05)，但林地与草地AK含量差异不显著(p>0.05)；AP含量规律为草地(21.89±1.89 mg/kg)>林地(15.65±1.60 mg/kg)>耕地(15.10±1.40 mg/kg)，其中，草地与耕地、林地AP含量差异显著(p<0.05)，耕地与林地AP含量差异不显著(p>0.05)。

表1 不同土地利用方式下土壤理化性质Tab.1 Soil physical and chemical properties under different land use patterns

2.2 不同土地利用方式下SOC与TN含量

由表2可知，研究区全流域的SOC与TN含量分别为26.84±0.66 g/kg与2.59±0.05 g/kg，并且其SOC与TN含量的变异系数分别为36.54%与26.13%，均属于中等变异。不同土地利用方式下的SOC和TN含量均表现出明显差异。其中，草地的SOC含量为29.59±1.06 g/kg，显著高于耕地(25.73±0.93 g/kg)与林地(23.99±1.63 g/kg)(p<0.05)，而耕地与林地的SOC含量差异不显著(p>0.05)，此外，草地、耕地与林地的SOC含量的变异系数分别为32.55%、36.01%与42.91%，都属于中等变异。其次，3类土地利用方式下的TN含量差异显著(p<0.05)，其大小规律为草地(2.87±0.07 g/kg)>耕地(2.50±0.06 g/kg)>林地(2.26±0.11 g/kg)，并且3类土地利用方式下的TN含量的变异系数介于10%～100%之间，属于中等变异。从SOC与TN含量的变异系数来看，林地受人为干扰与流水冲蚀等作用较大，所以其SOC与TN含量的变异系数最大；耕地受人为干扰的单一作用最大，而草地主要受自然降水等因素影响，所以耕地与草地的SOC与TN含量变异系数较小。

2.3 不同土地利用方式下SOC与TN的关系

土壤碳氮比(C/N)是衡量土壤C、N营养平衡状况的重要指标，它的演变趋势对土壤碳、氮循环有重要影响[20]，C/N的差异与不同土地利用方式下的SOC与TN含量大小密切相关[21]。从表2可以看出，研究区全流域及3类土地利用方式下的C/N均值都在10.00左右，其变异系数都介于10%～100%之间，属于中等变异。在3类土地利用方式中，林地的C/N最大，为10.29±0.39，变异系数为19.43%，属于中等变异；其次为草地(10.14±0.16)，其变异系数最小，为14.34%，属于中等变异；耕地的C/N最低，仅为10.01±0.19，但其变异系数最大，为23.94%，也属于中等变异。

表2 不同土地利用方式下SOC、TN含量与碳氮比Tab.2 Soil organic carbon contents ,total nitrogen contents and C/N under different land use patterns

由图1可知，研究区全流域及3类土地利用方式下的SOC含量与TN含量均呈极显著的线性关系(p<0.01)，线性回归方程依次为y = 0.0636x + 0.8839、y = 0.0601x + 1.0912、y = 0.061x + 0.925、y = 0.0645x + 0.708，其相应的决定系数R2分别为0.8456、0.8435、0.8499、0.8526，说明SOC与TN之间有着密切的关系[22]，并且TN含量与SOC的消长趋势一致。

2.4 不同土地利用方式下土壤理化性质与SOC、TN的关系

由表3可以看出，研究区全流域的SOC含量与AN含量、C/N之间存在极显著的正相关关系，与土壤pH、AP、土壤容重(BD)呈正相关，而与AK呈负相关；全流域的TN含量与AN含量、C/N之间存在极显著的正相关关系，与土壤pH呈显著正相关，与AP、BD呈正相关，而与AK呈负相关。3类土地利用方式下的SOC含量、TN含量与AN含量、C/N之间均存在极显著的正相关关系。其中，草地SOC含量与土壤pH呈极显著负相关，而草地TN含量与土壤pH呈极显著正相关，草地SOC、TN含量与AK呈正相关，与AP、BD呈负相关；耕地SOC、TN含量与土壤pH、AP呈正相关，与AK呈极显著负相关，与BD呈负相关；林地SOC、TN含量与土壤pH、AP、BD呈正相关，而与AK呈负相关。

图1 不同土地利用方式下SOC与TN的相关关系Fig.1 Correlation between soil organic carbon and total nitrogen under different land use patterns

2.5 不同土地利用方式下土壤容重与SOC、TN密度

土壤容重是反映土壤的一个具有较长时间变异性的动态属性，其大小受土壤质地、结构性和松紧度等的影响，同时也是计算土壤碳密度的一个重要指标[21]。从表4可以看出，研究区全流域及3类土地利用方式下的BD大小规律为：林地(1.22±0.05 g/cm3)>草地(1.19±0.02 g/cm3)>耕地(1.12±0.02 g/cm3)>全流域(1.18±0.01 g/cm3)。耕地显著低于草地与林地(p<0.05)，而林地分别比耕地、草地高出4%和2%。BD值越大说明土壤越紧实、板结，土壤过紧土壤透水性差，BD值越小说明土壤疏松多孔，结构性好[23]，其大小与土壤质地、有机碳含量密切相关[24]。在3类土地利用方式中，林地的BD最大，说明林地土壤最紧实，孔隙度小；林地与草地在转变为坡耕地和耕地的过程中，土壤的保水能力逐渐下降，土壤结构遭到破坏，使得土壤的紧实度降低，BD值变小。所以，翻耕等措施可改变土壤的松紧状况，改变BD值大小。

SOC密度与TN密度主要由BD与SOC含量、TN含量决定。根据式(1)可计算各类土地利用方式下的SOC密度与TN密度。结果如表4所示，表层0～2cm土层深度，研究区全流域的SOC密度与TN密度分别为6.33±0.16 kg/m2与0.61±0.01 kg/m2。在研究区不同土地利用方式中，草地SOC密度、氮密度分别为7.04±0.25 kg/m2、0.68±0.02 kg/m2，显著高于耕地与林地(p<0.05)；SOC密度耕地最低，为5.76±0.16 kg/m2，土壤TN密度林地最低，为0.55±0.03 kg/m2。3类土地利用方式中，草地SOC含量高于耕地与林地，并且其BD较大，从而使SOC密度与TN密度最高。长期的人为耕作使耕地土壤结构疏松，导致BD较小，并且长期的人为耕作容易造成土壤SOC与TN的流失，从而使其SOC密度与TN密度较低。林地的SOC与TN含量最低，但较高的BD 值影响了SOC、氮密度。

表3 不同土地利用方式下土壤理化性质与SOC、TN的相关性检验Tab.3 Correlation between soil physical and chemical properties and soil organic carbon, total nitrogen under different land use patterns

表4 不同土地利用方式下SOC与TN储量统计表Tab.4 Statistics of soil organic carbon and total nitrogen storage under different land use patterns

2.6 不同土地利用方式下SOC与TN储量

不同土地利用方式由于立地环境有很大差异，导致了SOC与TN储量的差异。 表4结果是东山河小流域不同土地利用方式下的表层SOC储量与TN储量。根据式(2)计算得出东山河小流域0～20 cm土层SOC与TN总储量分别为8.93×103t与8.60×102t。研究区不同土地利用方式中，耕地的SOC与TN储量较高，其面积占流域面积的53.90%，SOC储量占总储量的49.05%，土壤TN储量占总储量的24.51%。其次为草地与林地，其面积比例分别为21.99%与24.11%，其中草地与林地SOC储量分别占总储量的24.45%与22.29%，而土壤TN储量分别占总储量的24.42%与21.74%。

3 讨论

不同土地利用方式改变了土壤的微生态环境[25]，从而导致了土壤的理化性质发生了变化。本研究结果表明不同土地利用方式对土壤物理与化学性质均具有显著影响。土壤物理性质是评价土壤质量的指标之一。土壤质地是土壤本身所持有的一种非常稳定的自然属性，并且是决定土壤水、肥、气、热的重要因素之一。研究发现，不同土地利用方式下的土壤<0.01 mm物理性粘粒含量变幅跨度较大，土壤质地分类存在明显差异。草地与林地土壤质地发生的变化较大，这是由于草地与林地土壤植被覆盖率低，根系不发达，根系不能更好的庞络土壤，使得土壤粘粒含量增加，土壤质地由壤土向粘土过渡。耕地土壤质地都是粘土，导致这一现象的可能原因是，不合理的耕作方式与管理措施使耕地表层积水、土壤形成板结，从而使耕地土壤的质地越发粘重。土壤容重是土壤物理性质的综合反映，其值大小与土壤密度、孔隙度密切相关。耕地的BD显著低于草地与林地(p<0.05)，而林地分别比耕地、草地高出4%和2%。这是由于林地土壤最紧实，孔隙度小，而林地和草地在转变为坡耕地和耕地的过程中，土壤的保水能力逐渐下降，土壤结构遭到破坏，使得土壤的紧实度、孔隙度降低，BD值变小。土壤化学性质是衡量土壤肥力高低的重要指标，影响土壤的耐肥性、缓冲性、耕性等[26]。研究表明，不同土地利用方式下的表层土壤酸碱度均呈酸性，并且各类土地利用方式间的差异达到了显著性水平(p<0.05)。土壤酸碱性的形成决定于盐基淋溶和盐基积累过程的相对强度，受母质、生物气候及农业措施等条件的制约[27]，草地土壤植被覆盖单一、枯落物少，受积水淋溶影响较大，促使草地表层土壤盐分减少；耕地土壤覆盖种类多样、耕作方式不同，土壤水分增多的情况下，盐基饱和度下降；林地土壤树种单一，枯落物较多，使土壤表层有机酸积累。草地的AN含量显著高于耕地与林地(p<0.05)，而耕地与林地AN含量差异不显著(p>0.05)，表明受人为干扰程度较低的草地土壤有利于碱解氮的积累；耕地的AK含量显著低于草地与林地(p<0.05)，但林地与草地AK含量差异不显著(p>0.05)，说明农业生产措施对土壤有效钾的积累有较大差异；草地的AP含量显著高于耕地与林地，而耕地与林地AP含量差异不显著(p>0.05)，说明土壤有效磷的富集程度与三类土地利用方式的积水情况有较大关联。

SOC和土壤TN是土地利用方式改变过程中重要的土壤质量评价指标，土地利用方式的不同对土壤碳氮含量影响很大[28]，尤其是在生态比较脆弱的喀斯特小流域。土地利用方式的变化不仅直接影响SOC的含量和分布，而且通过影响与SOC形成和转化的因子而间接影响SOC的含量和分布[17]。研究表明，由于土壤表层是有机物质的富集地，故不同土地利用方式下的SOC含量与TN含量的变化类似，其变化规律大致为草地>耕地>林地，这一规律与张珍明等[29]研究结果类似。表层SOC的重要来源是大量的地表枯落物[30]，增加枯落物量能引起SOC含量的增加[31]。高俊琴等[32]研究表明土壤中TN的输入量主要依赖于植物残体的归还量及生物固氮和水流输入，也有少部分来源于大气干湿沉降。草地植被主要是荒草丛，地表枯落物量较大，而且草地属于季节性积水地带，干湿交替的环境有利于有机碳氮的积累，使得草地SOC和TN含量较高。相比草地而言，耕地SOC与TN含量较低，主要原因是耕地地表覆盖物少，而且受人为干扰较大，并且SOC氮的输入方式主要以秸秆还田与施用有机肥，相比之下其凋落物输入很少。林地枯落物现存量对SOC含量影响很大[33]。研究区林地植被为针叶林、灌木林及灌丛，其凋落物更少，而且枯死细根归还量较低以及植被根系分布稀疏，均导致林地表层SOC和TN含量最低。经线性相关性分析表明，研究区全流域及三类土地利用方式下的SOC含量与TN含量呈极显著的线性关系(p<0.01)，相关系数整体达到R>0.90，表明TN含量与SOC的消长趋势是一致的，土壤TN在一定程度上决定了有机碳的含量，而土壤对碳的固持常常受土壤氮水平的制约[34]。土壤C/N是土壤质量的敏感指标，通常被认为是土壤TN矿化能力的标志[35]。也有研究表明，土壤C/N可以影响土壤中微生物的代谢活动，进而对土壤有机质的矿化产生作用[36]。研究结果显示，全流域及三类土地利用方式下的土壤C/N均值范围为10.01～10.29，我国的土壤C/N在9～13之间[37]，研究区土壤C/N在我国土壤C/N的正常范围内。说明东山河流域SOC与TN含量处于正常水平。一般认为，土壤C/N在15～25之间，有机质供肥状况优越[38]。东山河小流域土壤C/N低于15～25这一范围，这在一定程度上说明了土壤中有机质积累比较容易，土壤TN的矿质化作用减弱，有利于土壤中TN的积累。

通过对不同土地利用方式下的SOC、TN含量与土壤理化性质进行相关性分析表明，研究区全流域及3类土地利用方式下的SOC含量、TN含量与AN含量、C/N之间均存在极显著的正相关关系，说明土壤TN在一定程度上决定了SOC含量，而土壤对碳的固持常常受土壤氮水平的制约[34]，同时，土壤C/N对土壤中有机碳与TN循环有较大影响。土壤pH通过影响微生物的活动而影响这土壤碳氮的固定与积累能力，它是影响SOC与TN空间分布的环境因子之一[39]。目前对于土壤pH与SOC含量相关性的研究结果不尽一致[40，41]，有研究表明，SOC含量与土壤pH之间在一定范围内呈极显著的负相关[42]。本研究中，3类土地利用方式下土壤pH与SOC含量、TN含量的相关性只存在于草地土壤，说明土壤酸碱度对草地的SOC、TN含量变化有显著影响。草地SOC、TN含量与AK呈正相关，与AP、BD呈负相关；耕地SOC、TN含量与AP呈正相关，与AK、BD呈负相关；林地SOC、TN含量与AP、BD呈正相关，与AK呈负相关。这是由于研究区3类土地利用方式下表层土壤环境条件不同，土壤容重、土壤水热状况差异，以及人为干扰程度不尽相同，导致了不同土地利用方式下SOC、TN含量与AK、AP、BD之间的相关性不一致。高勇等研究也表明，不同的土地利用方式可以通过改变土壤的水热条件、土壤容重等从而改变土壤的理化性质，影响土壤养分的流动和转化[43]。

SOC密度与TN密度是衡量某一地区土壤碳库与氮库大小的关键指标，而土地利用方式的变化对土壤碳库与氮库的空间分布影响很大。不同土地利用方式由于立地环境有很大差异，导致了土壤碳氮密度和储量的差异[44]。已有研究表明人类活动对SOC密度的影响在一定范围内会远远超过自然变化影响的速率和程度，主要变现在土地利用方式的变化上[45]。本研究结果显示，研究区不同土地利用方式中，草地SOC密度与TN密度显著高于耕地与林地(p<0.05)，SOC密度耕地最低，土壤TN密度林地最低。说明耕地与非耕地之间SOC密度存在显著差异[46]。林地SOC密度大于耕地SOC密度，与李忠等[47]研究结果一致。土壤BD与SOC含量、TN含量决定SOC密度与TN密度。研究区不同土地利用方式中，草地的SOC含量高于耕地与林地，并且其BD较大，从而使SOC密度与TN密度最高。长期的人为耕作使耕地土壤结构疏松，导致BD较小，并且长期的人为耕作容易造成耕地土壤SOC与TN的流失，从而使其SOC密度与TN密度较低。林地的BD 值最高，但较低的SOC含量与TN含量影响了SOC与TN密度。除此之外，影响SOC密度与TN密度差异的因素包括植被下凋落物、林木根系分布及人为扰动土壤方式等[4]。

东山河小流域0～20 cm土层SOC总储量与TN总储量分别为8.93×103t与8.60×102t。由于不同土地利用方式的立地环境有很大差异，导致了SOC与TN储量的差异。在3类土地利用方式中，耕地SOC与TN储量最高，分别为4.38×103t与4.26×102t，分别占有机碳与TN总储量的49.05%与24.51%，主要原因是其分布面积较大。其次为草地，有机碳储量为2.18×103t，TN储量为2.11×102t，林地较少，占有机碳总储量的22.29%，占氮总储量的21.74%。已有研究表明，由于频繁受到人类活动的干扰，农田SOC和TN不断地以CO2和无机氮形式释放出来，因此，降低了土壤碳氮储量，加剧温室效应，影响区域乃至全球气候变化[48]。在本研究中，耕地土壤碳氮储量虽最大，但单位面积的碳氮储量很少，说明人为耕作会降低碳氮含量及储量。草地土壤碳氮含量最高，同时单位面积的碳氮储量也较多，因此合理地将研究区未利用地开垦为草地，可以提高土壤有机质含量，进而增加SOC、氮储量[45]。此外，本研究仅对0～20 cm的土壤进行研究，而对20 cm以下及更深层次的土壤碳氮含量及储量的分布特征需进一步研究。

4 结论

3类土地利用方式下表层土壤理化性质、SOC与TN含量及储量具有显著差异。草地与林地土壤质地由壤土过渡到粘土，耕地土壤质地比较粘重。草地、耕地及林地表层土壤酸碱度均呈酸性，且3类土地利用方式下表层土壤pH间的差异显著。耕地的BD、AK含量显著低于草地与林地，草地的AN、AP含量显著高于耕地与林地。草地的SOC、TN含量为29.59±1.06 g/kg与2.87±0.07 g/kg，显著高于耕地(25.73±0.93 g/kg、2.50±0.06 g/kg)与林地(23.99±1.63 g/kg、2.26±0.11 g/kg)。草地SOC密度(7.04±0.25 kg/m2)与TN密度(0.68±0.02 kg/m2)显著高于耕地与林地，SOC密度耕地(5.76±0.16 kg/m2)最低，TN密度林地(0.55±0.03 kg/m2)最低。耕地SOC与TN储量分别为4.38×103t与4.26×102t，显著高于草地(2.18×103t、2.11×102t)与林地(1.99×103t、1.87×102t)。

3类土地利用方式下表层土壤SOC与TN含量属于极丰富水平，并且其变化趋势一致。C/N均在10.00左右，C/N主要受氮含量的制约，因此可以通过改变氮含量来调控该流域土壤碳、氮循环过程。耕地与林地单位面积的碳氮储量低于草地单位面积的碳氮储量(7.04×103t/km2、6.8×102t/km2)，因而合理地将该小流域未利用地开垦为草地，可以增加土壤碳氮储量。此外，本研究仅对0～20 cm的土壤进行研究，而对20 cm 以及更深层次的壤碳氮含量及储量的分布特征需进一步研究。

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