摘要
为了解南方低丘坡地中有机碳、氮和磷等元素的微域分布特征，在浙江省中西部选择一红砂岩低丘典型缓坡灌丛地，通过不同地形部位（坡顶、中坡、下坡和坡麓）剖面样的采集与分析，研究了不同地形部位土壤中有机碳、颗粒态有机碳、微生物生物量碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷的含量与剖面垂直分布特征，探讨了微地形对低丘坡地土壤有机碳、氮和磷素空间分布的影响。结果表明，不同地形部位土壤机械组成存在明显的差异，黏粒和粉砂粒含量以坡麓最高，其次为下坡，中坡的黏粒和粉砂粒含量最低。土壤有机碳、颗粒态有机碳、微生物生物量碳、全氮、碱解氮、全磷含量均呈现坡麓 > 下坡 > 坡顶 > 中坡；坡麓和下坡 0 ～ 40 cm 土层中有机碳贮量分别为中坡的 4.08 和 2.69 倍，为坡顶的 3.38 和 2.23 倍；坡麓和下坡土壤全氮贮量分别为中坡的 3.10 和 2.05 倍，为坡顶的 2.79 和 1.84 倍。坡位对土壤磷的贮量影响相对较小，坡麓和下坡土壤磷贮量分别为中坡的 1.28 和 1.24 倍，为坡顶的 1.31 和 1.26 倍。坡顶、中坡的土壤有机碳、颗粒态有机碳、全氮含量由表土垂直向下迅速下降，而下坡和坡麓的以上指标随深度呈缓慢下降；下坡和坡麓较深土层中贮有较高的有机碳和全氮，而全磷在各地形部位土壤垂直剖面中的分布变化相对一致；下坡和坡麓与坡顶和中坡之间土壤有机碳、颗粒态有机碳、全氮含量的差异随剖面深度增加而增大。以上土壤有机碳、全氮等随地形部位的变化模式具有明显的侵蚀-沉积特征，即坡顶和中坡位置为侵蚀区，其有机质、氮素主要富集在表土；而坡麓和下坡位置为沉积区，有机质和全氮可积累在整个剖面中。位于地形较高部位的正地形是关键带物质和能量的分散地（源），而位于较低部位的负地形是关键带中物质和能量的聚集地（汇）。侵蚀-沉积过程使侵蚀区流失的碳成为沉积区重要的“碳源”。
Abstract
To understand the characteristics of micro-domain differentiation of organic carbon（C），nitrogen（N）and phosphorus（P）in low hilly area in South China，a typical gentle slope land in the red sandstone low hilly with coverage of shrub was selected in the central and western region of Zhejiang province．Profile samples from different topographic locations including top slope，middle slope，down slope and piedmont were collected and analysed，the content and vertical distribution of organic C，particulate organic C，microbial biomass C，total N，alkali-hydrolyzed N，total P and available P in the soils from different topography were characterized，and the effects of microtopography on the spatial distribution of soil organic C，N and P in the low hilly and sloping land were studied．The results showed that there were significant differences in soil mechanical composition among different topographic locations．The clay and silt contents were the highest in the piedmont，the next was the down slopes，and the clay and silt contents were the lowest in the middle slopes．The contents of soil organic C，particulate organic C，microbial biomass C，total N，alkali-hydrolyzed N and total P decresed in the order of piedmont > down slope > top slope > middle slope．The storage of organic C in 0-40 cm soil layer in piedmont and down slope was 4.08 and 2.69 times of that in the middle slope，3.38 and 2.23 times of that in the top slope，respectively． The storage of total N in piedmont and down slope was 3.10 and 2.05 times of that in the middle slope，and 2.79 and 1.84 times of that in the top slope．The effect of slope positions on P storage was relatively small．The P storage in piedmont and down slope was 1.28 and 1.24 times of that in middle slope，and 1.31 and 1.26 times of that in top slope，respectively．The contents of soil organic C，particulate organic C and total N in both top slope and middle slope decreased obviously from the topsoil to the bottom，while those in both the piedmont and down slope decreased slowly with the depth．There were higher organic C and total N in the deeper soil layer in both piedmont and down slope，but the vertical distribution of total P for all locations was relatively consistent．The difference of soil organic C，particulate organic C and total N between piedmont， down slope and top slope，moddle slope increased with the depth of profile．The above patterns of organic C and total N had obvious erosion-deposition characteristics，that was，the top and middle slope were erosion areas where the organic C and N were mainly concentrated in the topsoil．The piedmont and down slope were sedimentary areas where organic C and total N could be accumulated in the whole profile．The positive terrain located at the higher part of the terrain was the source of the matter and energy in the key zone，while the negative terrain located at the lower part was the concentration（sink）of the matter and energy in the key zone．The erosion-deposition process made the carbon lost from the erosion area become an important“C source”in the sedimentary area．
Keywords
地球关键带是近几年科学研究重点关注的对象，它是指从土壤-岩石交界面一直向上延伸至植被冠层顶部的连续体域，包括岩石圈、水圈、土壤圈、生物圈和大气圈等五大圈层交汇的异质性区域[1]，范围涉及被森林、农地、荒漠、河流、湖泊、海岸带与浅海环境所覆盖的区域[2]。关键带对维系地球陆地生态系统的运转和人类生存发展至关重要[3]。地球关键带中的有机碳、氮、磷等元素的合理循环对维护关键带中的生命非常重要，这些元素的迁移和贮存是关键带中地表各类物理、化学和生物学过程综合作用的产物[4-6]。在地球关键带中，土壤始终是连接其他要素的核心单元[1]。由于地域差异，它的组成有很强的区域差异性。南方红壤地区关键带丘陵起伏，水热丰富，土壤多呈酸性，水土流失明显，侵蚀作用、淋溶作用对土壤中的有机碳、氮和磷素的转移有很大的影响[7]。由侵蚀过程引起的泥沙颗粒在丘陵坡面的重分布可导致土壤有机碳、氮、磷素的空间分异[8-10]。泥沙携带的碳、氮、磷等元素的空间分布由其迁移距离决定，而迁移距离又受丘陵坡面地形的影响[11]。一直以来，南方低丘红壤关键带的土壤侵蚀过程与碳、氮、磷等元素的循环研究常常采用整个田块尺度来开展[12-14]，忽略因微地形以及连通性所导致的有机碳、氮和磷等元素在空间上的异质性[15-16]。微地形的变化会导致红壤关键带坡面不同位置微环境条件的差异，引起水平方向或垂直方向碳、氮和磷通量的差异，从而影响土壤与大气间的碳动态平衡，在一定程度上影响地球关键带物质循环[17-19]。虽然已有大量的文献报道[20-24]，土壤侵蚀等地表过程可引起有机碳、氮和磷的水平迁移，然而由于缺乏对侵蚀与碳、氮、磷循环过程的了解、被侵蚀碳、氮、磷去向的不确定性，目前土壤侵蚀对陆地生态系统碳、氮、磷源汇的贡献仍存在较大争议，有关地表物质迁移对不同地形部位土壤有机碳、氮和磷的积累及垂直分布有何影响报道较少。为此，本文选取位于浙江省中西部红砂岩低丘的一块典型缓坡灌丛地，通过不同微地形部位剖面样的采集与分析，从侵蚀过程、迁移过程与沉积过程的角度分析了土壤侵蚀对坡面碳、氮、磷收支，探讨了微地形对亚热带地区低丘坡地土壤有机碳、氮和磷素空间分异的影响。
1 材料与方法
1.1 调查采样情况
调查在地处浙江省中西部的金衢盆地内进行，金衢盆地是我国南方著名的红色盆地之一，属于典型的亚热带季风气候，年平均温度约 17.5℃，年均降水量为 1350 mm。2020 年 3—6 月在衢州市柯城区选择由红砂岩形成的代表性低丘开展调查，土壤类型为红砂土（属于初育土土纲、粗骨土土类、酸性粗骨土亚类、红砂土土属），利用方式为灌木林地。分别在红砂岩低丘的坡顶、中坡、下坡和坡麓等地形部位设置样区开展土壤调查与采样，样区大小 8 m×8 m，位于坡顶、中坡、下坡和坡麓样区的平均海拔高度约为 71、64、50 和 45 m，坡度依次为 10°、25°、5°和 2°。调查区域受人为活动影响较小，无种植历史，其物质迁移主要是自然过程的结果。在每一样区内各挖掘 3 个 60 cm（长）× 60 cm（宽）×40 cm（深）的土坑进行采样，按 0～10、10～20、20～30 和 30～40 cm 分4层采集土壤样品。采集的土样经风干、剔除其中石块及植物残体等杂质后过 2 和 0.15 mm 筛，测定土壤性质。
1.2 分析方法
分析项目包括土壤机械组成（黏粒、粉粒、砂粒）、pH、有机碳、颗粒态有机碳（大于 0.053 mm 颗粒中的有机碳）、微生物生物量碳、水溶性有机碳、全氮、碱解氮、全磷和有效磷。土壤有机碳采用重铬酸钾氧化法测定；颗粒态有机碳为活性有机碳，用筛分法测定[25]：称取 10.00 g 样品，加入 0.5%（w/v）六偏磷酸钠溶液振荡 18 h，通过 0.053 mm 筛，得到含颗粒有机碳的土壤组分，在45℃下烘干、称重，测定其有机碳含量，并换算为相当于整体土壤中的颗粒态有机碳含量。土壤微生物生物量碳采用氯仿熏蒸-硫酸钾提取法测定[21]，水溶性有机碳用去离子水提取，提取液中碳用 Shimadzu TOC 自动分析仪测定。土壤机械组成、 pH、全氮、碱解氮、全磷和有效磷采用常规法测定[26]；土壤的体积质量（容重）在田间观察剖面时用环刀法测定。
各土层中有机碳贮量根据有机碳含量、容重和土层厚度进行计算。
2 结果与分析
2.1 土壤物理性状和 pH
不同地形部位土壤机械组成有一定的差异 （表1），黏粒和粉砂粒含量以坡麓最高，其次为下坡，中坡的黏粒和粉砂粒含量最低，坡顶位置的黏粒和粉砂粒含量略高于中坡。砂粒含量的变化与黏粒、粉砂粒含量相反。坡麓和下坡 0～40 cm 土层的黏粒平均含量分别比中坡高出 59.65% 和 50.63%；坡麓和下坡 0～40 cm 土层的粉砂粒含量比中坡高出 14.04% 和 8.91%，而砂粒含量前者分别比后者低 9.77% 和 7.57%。
土壤容重呈现由表层向下增加（表2），但各地形部位的土壤容重有明显的差异，表现为以坡麓最低，中坡最高，下坡的土壤容重略高于坡麓，而坡顶的土壤容重略低于中坡。不同坡位土壤容重的差异在 0～20 cm 土层中较为明显，在 20～40 cm 土层中差异相对较小。坡麓和下坡 0～10 cm 土层的容重平均分别比中坡低 8.33% 和 4.86%。土壤 pH 呈现由坡顶、中坡向下坡、坡麓增加的趋势。坡麓和下坡 0～10 cm 土层的 pH 平均分别比中坡低 0.50 和 0.25。
2.2 土壤有机碳及其组分
各地形部位土壤有机碳及其组分均为由表层向下明显减少（表3），且各地形部位之间土壤有机碳及其组分存在明显的差异，以坡麓最高，其次为下坡，中坡最低。这种差异在剖面较深的土层中更为明显。坡麓与下坡土壤总有机碳在 0～10、10～20、20～30 和 30～40 cm 土层中分别比中坡高出 134.42% 与 86.72%、438.60% 与 213.28%、1417.86% 与 767.86% 和 2117.65% 与 923.53%，分别比坡顶高出 104.49% 与 62.88%、 272.12% 与 115.76%、888.37% 与 465.12% 和1470.83% 与 625.00%。
表1不同土层土壤机械组成
注：数字后英文字母不同表明不同坡位之间存在显著差异（P<0.05）。下同。
表2不同土层土壤容重和 pH
不同地形部位之间土壤颗粒态有机碳的差异不同于土壤总有机碳的差异，主要表现为坡麓的土壤颗粒态有机碳高于其他地形部位，但在其他地形部位之间差异较小。坡麓的 0～10 和 10～20 cm 土层中土壤颗粒态有机碳分别比中坡高出 39.65% 和 212.96%，比坡顶高出 51.40% 和 94.25%。0～10 和 10～20 cm 土层中土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例是坡顶和中坡明显高于坡麓和下坡。
坡顶、中坡、下坡和坡麓 0～10 cm 土层中土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例分别为 50.59%、62.87%、29.46% 和 37.46%，坡顶、中坡、下坡和坡麓 10～20 cm 土层中土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例分别为 52.73%、47.37%、 25.00% 和 27.52%，20～30 和 30～40 cm 土层中土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例均较低。
微生物生物量碳和水溶性有机碳是土壤中活性最高的有机碳，它们在土壤中的变化与总有机碳既有相似之处，也有不同的地方；两者均呈现由剖面上部向下迅速下降。土壤微生物生物量碳含量由高至低依次为坡麓 >下坡 >坡顶 >中坡，坡麓与下坡土壤微生物生物量碳在 0～10、10～20、20～30 和 30～40 cm 土层中分别比中坡高出 148.92% 与 68.67%、164.51% 与 128.05%、185.35% 与 81.22% 和 222.92% 与 148.61%，分别比坡顶高出 61.11% 与 9.17%、42.89% 与 23.19%、134.72% 与 49.85% 和 86.84% 与 43.85%。土壤中水溶性有机碳的变化略有不同，不同土壤之间的 0～10、10～20 cm 土层土壤水溶性有机碳的差异较小，其中 0～10 cm 土层的水溶性有机碳以坡顶的最高，而 20～30 和 30～40 cm 土层的土壤水溶性有机碳也是坡麓和下坡的大于中坡和坡顶。
表3不同土层土壤有机碳及其组分
2.3 土壤全氮和碱解氮
各地形部位土壤全氮和碱解氮均为由表层向下明显减少（表4），且各地形部位之间土壤全氮、碱解氮存在明显的差异，以坡麓最高，其次为下坡，中坡最低。这种差异在剖面较深的土层中更为明显。坡麓与下坡土壤全氮在 0～10、 10～20、20～30 和 30～40 cm 土层中分别比中坡高出 77.15% 与 51.57%、289.74% 与 119.87%、 1400.00% 与 651.85% 和 2286.67% 与 940.00%，分别比坡顶高出 70.71% 与 46.06%、185.45% 与 61.03%、887.80% 与 395.12% 和 1604.76% 与 642.86%。
坡麓与下坡土壤碱解氮在 0～10、10～20、 20～30 和 30～40 cm 土层中分别比中坡高出 85.23% 与 49.33%、180.56% 与 72.64%、103.55% 与 44.84% 和 137.18% 与 42.38%，分别比坡顶高出 45.54% 与 17.33%、120.29% 与 35.56%、96.57% 与 39.87% 和 128.99% 与 37.46%。
2.4 土壤全磷和有效磷
各地形部位土壤全磷和有效磷的分布与全氮基本相似（表5），均为由表层向下明显减少，且各地形部位之间土壤全磷、有效磷存在明显的差异，也以坡麓最高，其次为下坡，中坡最低。但土壤全磷在各地形部位的差异较土壤有机质和全氮小，且随着土层深度的增加差异也有所减小。坡麓与下坡土壤全磷在 0～10、10～20、20～30 和 30～40 cm 土层中分别比中坡高出 44.44% 与 32.82%、 38.46% 与 34.22%、35.52% 与 26.50% 和 35.17% 与 20.21%，分别比坡顶高出 35.68% 与 24.76%、 33.16% 与 29.08%、35.89% 与 26.85% 和 49.28% 与 32.75%。坡麓与下坡土壤有效磷在 0～10、 10～20、20～30 和 30～40 cm 土层中分别比中坡高出 82.47% 与 79.97%、275.21% 与 194.21%、 242.53% 与 89.66% 和 688.57% 与 511.43%，分别比坡顶高出 27.10% 与 21.18%、71.32% 与 34.34%、 67.42% 与-7.30% 和 324.62% 与 229.23%。
表4不同土层土壤氮素
表5不同土层土壤磷素
2.5 土壤有机碳、氮和磷的贮量
表6为计算所得的 0～40 cm 土层中有机碳、氮素和磷素的贮量。结果表明，不同坡位 0～40 cm 土层中土壤有机碳和氮素的贮量有很大的差异，均呈现坡麓 >下坡 >坡顶 >中坡。坡麓和下坡土壤有机碳贮量分别为中坡的 4.08 和 2.69 倍，为坡顶的 3.38 和 2.23 倍；坡麓和下坡土壤全氮贮量分别为中坡的 3.10 和 2.05 倍，为坡顶的 2.79 和 1.84 倍。坡位对土壤全磷的贮量影响相对较小，坡麓和下坡土壤全磷贮量分别为中坡的 1.28 和 1.24 倍，为坡顶的 1.31 和 1.26 倍。
表6不同地形部位 0～40 cm 土层土壤有机碳、氮和磷素的贮量
3 讨论
土壤碳、氮、磷的循环是地球关键带碳、氮、磷循环的重要组成部分[27]。土壤侵蚀作为重要的地表过程，每年导致大量陆地生态系统内碳、氮、磷发生迁移，显著改变碳、氮、磷在地表的空间分布格局，从而影响陆地生态系统的植物初级生产力。一般认为，土壤侵蚀不仅导致肥沃表土的流失、土地资源的破坏，土地生产力的降低，而且引起地球表层系统中土壤有机碳、氮、磷等元素的迁移流失，进而对区域碳循环和全球气候变化产生重要影响。但学术界对土壤侵蚀是陆地系统的“碳源”还是“碳汇”尚有不同的看法。但越来越多研究者倾向于支持侵蚀既是“碳源”，也是“碳汇”，本研究的结果也支持了这一点。
3.1 土壤中有机碳、氮和磷的来源
红砂岩本身不含有机碳和氮，但其含有一定数量的磷，据测定本调查区红砂岩磷的含量为 0.384 g/kg。可见，红砂岩风化形成的土壤中的有机碳和氮素来源于生物作用，地上植物通过光合作用和生物固氮作用促进了有机碳和氮在生物体中的积累，后者通过枯枝落叶或根系分泌物等方式把其中的有机碳和氮返回给地表进入土壤。进入土壤的有机碳和氮素在土壤微生物的作用下成为土壤的组分，其中的碳水化合物经过微生物的腐殖化作用转变为土壤腐殖质。由于土壤中的有机碳和氮来源于地上的植物，因此土壤中的有机碳和氮主要积累在地表，并随剖面深度明显下降，这在坡顶和上坡位置特别明显。在坡顶和中坡位置土壤剖面下层的少量有机碳和氮主要是地表有机碳和氮随入渗水下移的结果。
而土壤中磷素主要来源于母质的风化，并通过植物根系吸收作用逐渐富集于地表。虽然土壤剖面中磷的含量也是由地表向下减少，但土壤剖面中上下层之间磷含量的差异相对较小。相关分析表明 （表7），土壤有机碳、颗粒态有机碳、全氮、全磷检测指标都与黏粒含量呈正相关，说明这些物质与土壤黏粒存在一定的联系。从相关系数（表7）来看，以全磷与黏粒含量的相关系数最高，这表明全磷受黏粒的控制非常明显，而黏粒是母质风化的产物，证明了磷受成土母质的影响很大。
3.2 侵蚀-沉积对土壤中有机碳、全氮分配的影响
研究区土壤有机碳、颗粒态有机碳和全氮的空间分布是侵蚀-沉积两个方面共同作用的结果。本研究观察区范围较小，水平方向范围大约在 80 m×80 m 之间，相对高差也不足 30 m。但以上分析结果表明，在这么小的空间尺度内，土壤有机碳、氮素、磷素含量和贮量却有很大的空间差异性，且这种差异性有明显的规律性，并与地形部位密切相关。在大部分情况下，土壤有机碳及其组分、全氮、全磷测定值都表现为坡麓 >下坡 >坡顶 >中坡。虽然土壤剖面中有机碳及其组分、全氮表现为由地表向下降低，但在坡麓和下坡位置的土壤有机碳及其组分和全氮向下降幅较为平缓，而在坡顶和中坡位置的土壤有机碳及其组分和全氮向下降幅很迅速。这种变化模式具有明显的侵蚀或沉积特征，即坡顶和中坡位置为侵蚀区，其有机质、氮素主要富集在表土，而坡麓和下坡位置为沉积区，有机质和全氮可积累在整个剖面中。
由于研究区地处亚热带地区，降水丰富，而红砂岩形成的土壤结持性较差，抗蚀性差，在暴雨期间容易发生地表径流，积累在地表的有机碳、氮和磷等可随被侵蚀的泥砂一并发生迁移，这种迁移因地形位置不同有所差异。位于地形较高部位的正地形是关键带物质和能量的分散地（源），而位于较低部位的负地形是关键带中物质和能量的聚集地（汇）。地形支配着地表径流，对水分的重新分配和水土流失产生显著的影响，从而改变土壤中养分元素的流失与富集。一般来说，在较高的地形部位，包括坡顶和中坡，部分降水受到径流的影响从高处流向低处，土壤中的物质易遭淋失；在地形低凹处，土壤获得额外的水量，物质不易淋溶、较易积累。因此，不同地形部位的土壤物质循环及土壤性状存在较大的差异。
表7土壤颗粒与有机碳、颗粒态有机碳、全氮、全磷的相关性
注：** 表示 0.01 水平显著相关。
土壤侵蚀过程包括土壤颗粒的剥离、搬运和沉积。土壤受地表径流、重力侵蚀共同作用，富含有机碳的土壤物质被侵蚀沉积到低洼地区（洼地、冲积平原、河漫滩等沉积环境），形成了土壤有机碳在空间上的重新分布，土壤有机碳在侵蚀搬运过程中，不稳定的有机碳容易分解并释放 CO2、CH4 等温室气体，部分有机碳在低洼的地表层沉积埋藏，并受物理性保护而避免了分解。土壤颗粒是组成土壤的重要因素之一，土壤有机碳容易与较细的土壤颗粒结合形成有机—无机复合体。表7相关分析得出，土壤有机碳与黏粒均存在较显著正相关关系。位于坡顶和中坡的土壤土层中黏粒大量流失，被吸附的有机碳也随之产生流失，黏粒粒径较小、持水保肥性强，容易吸附有机碳；由于在侵蚀过程中物质的迁移具有选择性，细小颗粒易随地表径流发生优先迁移，所以土壤有机碳的空间运移主要受黏粒的牵动，因此从坡顶和中坡迁出的物质随地表迁移至下坡和坡麓沉积的物质中包含较高的有机碳、氮和磷素。
由于土壤侵蚀可持续发生，地面不稳定，因此位于坡顶和中坡的土壤表层有机碳和氮难以持续积累，其含量较低。而下坡和坡麓区域由于持续接受来自坡顶和中坡的物质沉积，地面逐渐抬高，前期的土壤被后期泥砂覆盖，致使下层土壤有较高的有机碳、氮。由于被细颗粒携带的有机碳主要为稳定性较高的有机碳，含较高比例的腐殖质，而通过落叶方式积累的有机碳矿化程度较低，有较高比例的颗粒态有机碳，因此位于坡顶和中坡位置的土壤地表土壤中颗粒态有机碳的比例较高，而位于下坡和坡麓的土壤由于接受来自坡顶和中坡含有较高比例的腐殖质泥砂，其土壤中颗粒态有机碳的比例较低。这些由侵蚀迁移过程中发生的碳被埋入剖面较深处后，将从较活跃的生物圈部位移出，形成一个相对钝性的碳库，并可相对稳定地存在于土壤剖面中。本研究中位于下坡和坡麓的土壤剖面有机碳和全氮从地表至深处下降较缓与此有关，说明了坡麓的泥沙沉积对碳的存贮有正面影响[28-29]，主要因为土壤侵蚀导致土壤有机碳在低处积累，这些地方土壤黏粒和水分含量较高，可防止有机碳的矿化，有利于碳的积累。
从以上分析可知，坡面的侵蚀-沉积作用导致了微域土壤有机碳和全氮积累的差异。对于侵蚀区域而言，地表植被凋落物和富含有机碳的土壤表层流失，亚表层土壤裸露，导致土壤有机碳和全氮积累较少；在沉积区域，前期富含有机碳表层土壤被深埋，受到物理性保护，从而降低了其生态系统异氧呼吸作用速率。可见，从土壤有机碳的角度而言，土壤侵蚀和沉积减少了生态系统异氧呼吸作用，增加了生态系统碳汇。这个观点是被大多数学者认为的土壤侵蚀和沉积会增加陆地碳汇的主要依据之一。
4 结论
对位于浙江省中西部一红砂岩低丘典型缓坡灌丛地不同微地形部位剖面分层土样的机械组成、有机碳、颗粒态有机碳、微生物生物量碳、全氮、碱解氮、全磷、有效磷等分析表明，微地形对亚热带地区低丘坡地土壤有机碳、氮和磷素空间分异存在很大的影响。
（1）因坡地土壤颗粒的选择性流失，不同地形部位土壤机械组成存在一定的差异，黏粒和粉砂粒含量以坡麓最高，其次为下坡，中坡的黏粒和粉砂粒含量最低，坡顶位置的黏粒和砂粒含量略高于坡中。
（2）土壤有机碳、氮和磷随土壤细颗粒协同迁移的结果，使不同地形部位土壤中有机碳、颗粒态有机碳、微生物生物量碳、全氮、碱解氮、全磷含量呈现坡麓 >下坡 >坡顶 >坡中；坡麓和下坡 0～40 cm 土层中有机碳贮量分别为中坡的 4.08 和 2.69 倍，为坡顶的 3.38 和 2.23 倍；坡麓和下坡土壤全氮贮量分别为中坡的 3.10 和 2.05 倍，为坡顶的 2.79 和 1.84 倍。坡位对土壤磷的贮量影响相对较小，坡麓和下坡土壤磷贮量分别为中坡的 1.28 和 1.24 倍，为坡顶的 1.31 和 1.26 倍。
（3）生物富集与土壤侵蚀-沉积的共同作用的结果导致土壤有机碳、颗粒态有机碳、全氮含量在不同坡位上随深度下降幅度不同，位于坡顶和中坡地形部位表现为随土壤深度增加呈现陡降，主要集中分布于表层土壤（0～10 cm），而位于沉积区的土壤有机碳、全氮由上至下下降较缓，表明下坡和坡麓相对其他地形部位表现更大的碳固存潜力。坡下和坡麓与坡顶和中坡之间有机碳、颗粒态有机碳、全氮含量的差异随剖面深度而增大。
位于地形较高部位的正地形是关键带物质和能量的分散地（源），而位于较低部位的负地形是关键带中物质和能量的聚集地（汇）。侵蚀— 沉积过程使侵蚀区流失的碳成为沉积区重要的 “碳源”。