森林是陆地生态系统中最重要的碳库，森林土壤中的碳占全球土壤有机碳的73%，在全球碳循环中起着重要作用(David et al., 1988)。溶解有机碳(dissolved organic carbon, 简称DOC)虽然仅占有机碳的很小部分，但对调节阳离子淋洗、金属溶解、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义。DOC是土壤活性物质，容易被土壤微生物分解，在提供森林土壤养分方面发挥着重要作用(Dosskey et al., 1997)；DOC在水中可溶，对森林土壤生态系统中元素的迁移及铝毒性有深刻影响。很多学者对不同森林类型和不同气候带土壤渗滤水中的DOC进行了研究(Dosskey et al., 1997；Huang et al., 1996；James et al., 1994)，而我国关于土壤渗滤水中DOC状况的报道很少。本研究比较了不同林龄杉木林下土壤渗滤水中DOC的状况并分析了其与土壤元素迁移的关系。

研究地设在福建省建瓯市长源采育场(118.98°—119.95°E，26.64°—27.35°N)，该区属中亚热带季风气候，年均气温18.8 ℃，年均降水量1 673.3 mm，雨量多集中在春夏两季，年均相对湿度为81%，年日照总数1 829 h。实验地土壤为花岗岩发育的暗红壤，质地中壤至重壤，土层厚度>100 cm，坡度为20~35°。林下植被主要有苦竹(Arundinaria amara)、狗脊(Woodwardia japonica)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)、五节芒(Miscanthus floridulus)等。不同林龄杉木林包括22年生杉木成林、5年生杉木幼林及杉木新造林地。杉木新造林地的上一代是杉木人工林，2000年4月皆伐，12月炼山，2001年2月整地造林。所选不同林龄杉木林土壤的本底条件以及各实验地的海拔高度、坡度、坡向基本一致(表 1)。

表 1 样地土壤基本情况 Tab.1 Basic conditions of sites

表 1 样地土壤基本情况 Tab.1 Basic conditions of sites

2001年4月在各试验地选择有代表性的地段，选取3株平均木，在树冠投影外侧挖掘土壤剖面，按0~20、20~40和40~60 cm由下向上分层采集土样。在样地中部分别在20、40和60 cm处平行坡面安置渗滤水采集器，分别在5月中旬和7月中旬采集土壤渗滤水，水样采集后置于4 ℃条件下，短时间内分析DOC和元素含量。渗滤水有机碳、全N、全P含量用常规方法测定(张万儒等，1986；中华人民共和国林业部科技司，1991)；渗滤水用0.45 μm滤膜过滤，用电感耦合等离子发射光谱ICP-4300DV(美国PE公司)测定滤液中钾、铁和铝离子含量，用岛津TOC-5000A总有机碳仪测定滤液中DOC含量。

渗滤水在森林土壤养分输入和输出中起重要作用。该地区杉林土壤渗滤水有以下特点(表 2)：pH值为4.1~6.2，比下蜀、东北和四川低，总体上偏酸性；C、P、K的含量中等；Fe、Al、N的含量高于其他地区(高志勤等，1994；程伯容等，1991；杨承栋等，1988)。

表 2 不同林龄杉木林下土壤渗滤水中的化学组成和元素渗滤量^① Tab.2 Concentration and amounts of element in soil percolating water of Chinese Fir stands

表 2 不同林龄杉木林下土壤渗滤水中的化学组成和元素渗滤量① Tab.2 Concentration and amounts of element in soil percolating water of Chinese Fir stands

在同一土壤剖面上，渗滤水中有机碳的含量随着土壤深度的增加而减少。铁铝含量的最大值多数出现在40 cm处的渗滤水中，只有少量出现在20和60 cm处。这是因为土壤中的铁、铝来自土壤矿物的风化，随着渗滤水的下渗，淋洗会使下层土壤中的铁、铝含量增加，而淋洗出的铁、铝又会和有机物质形成有机胶体，或在土粒外形成凝胶，难以淋洗到更深的土层。从不同的月份来看，各个元素的变化规律不尽相同。N、C、P的含量多是7月大于5月，而K的含量是5月大于7月，铁、铝没有明显的规律。从不同林龄杉木林来看，渗滤水中N、P、K的含量按成林>新造林地>幼林的顺序变化；全碳含量在5月为幼林>成林>新造林地，7月为新造林地>幼林>成林；铁铝含量在5月为幼林>成林>新造林地，7月为幼林>新造林地>成林，可见铁、铝在每个月份都是幼林中的含量最大。

该地区杉林土壤渗滤水的DOC含量范围为6.08~21.05 mg·L^-1，平均含量为12.76 mg·L^-1(表 2)。

从不同林龄杉木林来看，幼林林下渗滤水中DOC含量总是最小，新造林地和成林林地DOC含量随土壤层次和采样时间不同而存在差异。幼林林下渗滤水中溶解有机碳占渗滤水中有机碳的比例也是最小，所有的渗滤水样中DOC占有机质的百分比为28.50%~64.8%，平均比例为41.24%，其中成林和新造林地的比例为45%左右，而幼林为35%左右。由此可见，渗滤水中有近一半的有机碳能溶解，炼山能促进土壤有机物的溶解，提高土壤有机碳的有效性，但也容易引起有机碳的淋溶，幼林林下有机物质的可溶成分少，对微生物的有效性较差，反过来又影响了枯落物的分解，引起了林地溶解有机物的缺乏。

在同一个土壤剖面上，DOC含量随着土壤深度增加而减少，60 cm处渗滤水中的DOC含量和20 cm处的含量相比约下降了40%，渗滤水中DOC含量随土壤深度增加而减少，可能与土壤矿物的吸附作用和微生物活动有关(Dosskey，1997；Kalbitz et al., 2000)。

从不同的月份来看，夏季土壤渗滤水中的DOC含量要大于春季。除了新造林地7月60 cm处的DOC与5月的含量相近，7月其他所有剖面和层次中的DOC含量都明显大于5月，这是因为夏季的温度高，微生物的活性高，对枯落物的分解强烈，能产生更多的DOC进入土壤。

DOC的迁移除受到土壤因素的影响外，采集点的水文条件对DOC的迁移也有明显的作用。DOC在5月渗滤量的大小顺序为幼林>新造林地>成林，7月为新造林地>成林>幼林。从整个土壤的留存量(20~60 cm渗滤水的DOC渗滤量)来看，所有类型和月份的林下留存量都大致相等，大约为6 kg·hm^-2。

渗滤水中DOC的含量和渗滤水中有机质、全氮、全铁的含量极显著相关(相关系数分别为R²=0.608，R² = 0.369和R²=0.598)(表 3)。渗滤水中DOC的迁移量和其他元素迁移量的关系也很密切(表 4)，和有机质、全N、全P迁移量的相关系数都达到极显著水平(相关系数R²分别为0.829，0.721和0.377)。Quall等(1991)的研究也指出，DOC、DON、DOP从森林中流出的量分别占总损失量的18%、28%和24%。DOC迁移量和元素迁移量的关系说明了DOC在元素迁移，特别是营养元素迁移过程中起了重要作用。

表 3 渗滤水中的DOC含量(x)与土壤元素含量的相关性^① Tab.3 Relations of DOC (x) and other nutrients in soil percolating water

表 3 渗滤水中的DOC含量(x)与土壤元素含量的相关性① Tab.3 Relations of DOC (x) and other nutrients in soil percolating water

表 4 渗滤水中的DOC含量(x)与土壤元素迁移量的相关性 Tab.4 Relations of leaching amount between DOC (x) and other nutrients in soil percolating water

表 4 渗滤水中的DOC含量(x)与土壤元素迁移量的相关性 Tab.4 Relations of leaching amount between DOC (x) and other nutrients in soil percolating water

研究结果表明，该地区杉林土壤渗滤水DOC含量范围为6.08~21.05 mg·L^-1，平均含量为12.76 mg·L^-1，渗滤水DOC含量随土壤深度增加而降低，多数剖面和层次中的DOC含量都是7月大于5月。幼林林下渗滤水中的DOC含量总是最小，5月份为新造林地>成林，而7月份为成林>新造林地。渗滤水中的DOC含量(迁移量)和渗滤水中的有机质、全氮等含量(迁移量)显著相关，说明DOC在元素迁移，特别是营养元素迁移过程中起着重要作用，可以作为养分循环的参数之一。但由于渗滤水受到林分、枯落物、土壤物理化学性质的制约，要了解DOC在元素迁移中的作用还需要进一步的实验观测。从土壤和土壤渗滤水中营养元素和DOC的含量水平以及DOC占有机质的百分比都可以看出幼林林下的肥力状况较差，在营林措施中应该注意改善幼林林地的肥力状况。