兴安落叶松林火后土壤微生物生物量与土壤养分研究

【摘要】：土壤微生物生物量在土壤有机质中最活跃、最易变,对环境因子变化响应快速,可用来指示短期内环境因子的变化对生态系统的影响。森林火灾是我国北方森林生态系统重要的自然干扰因子,而目前关于土壤微生物生物量对火干扰的响应研究仍然缺乏。本研究以大兴安岭兴安落叶松林火后不同强度(重度、中度、轻度)及未火烧区的土壤为研究对象,于火烧结束3年后(2009年)的秋季和4年后(2010年)的生长季,采用氯仿熏蒸浸提法测定了不同强度火烧后土壤的微生物生物量碳(MBC)和微生物生物量氮(MBN),并研究其与土壤养分因子的关系,旨在探讨火干扰对土壤微生物生物量的影响,为进一步开展火干扰对北方森林土壤碳平衡影响机理研究提供科学依据,研究结果如下： 2009年秋季兴安落叶松林重度火烧区MBC显著高于中度、轻度和未火烧区,MBN在不同强度火烧样地间差异不显著,但在重度火烧区出现最高值。其中重度、中度、轻度和未火烧区MBC平均为692.8、499.9、428.8和498.7 mg·kg-1,而MBN分别为70.6、55.2、50.9和54.1 mg·kg-1。土壤含水量(Ws)、土壤pH值、土壤有机碳(TOC)对MBC和MBN的影响显著,土壤微生物生物量与Ws、pH值、TOC均呈正相关(MBC与Ws、pH值、TOC的相关系数分别为0.594、0.619、0.712；MBN与Ws、pH值、TOC的相关系数分别为0.474、0.524、0.629)。 在2010年5月到10月(火后4年),兴安落叶松林重度、中度、轻度及未火烧区MBC均于5月末期出现最大峰值(重度、中度、轻度及未火烧区MBC的峰值分别为914.9,842.7,902.5,897.4 mg·kg-1),之后呈下降趋势,从7月中旬以后波动较小并保持低值。而不同强度火烧区和未火烧区MBN整体呈下降趋势并且波动相对平稳。MBN的最大值无一致规律,重度和中度火烧区在5月初期出现最大值,而轻度火烧区和未火烧区在5月中旬出现最大值(重度、中度、轻度及未火烧区MBN的最大值分别为85,49.9,65.9,67 mg·kg-1). 2010年MBC与TN呈显著正相关(相关系数为0.193),MBN与TOC、TN呈极显著正相关(相关系数分别为0.351、0.391). MBC、MBN均与Ws呈极显著正相关(相关系数分别为0.282和0.468),二者均与pH值呈极显著负相关(相关系数分别为-0.285和-0.477)。 2010年生长季,重度、中度、轻度和未火烧区MBC平均值分别为387.3±102.7、300.7±83.6、332.3±92.5和442.4±87.3 mg·kg-1,而MBN平均值分别为47.3+7.8、37.2±3.3、35.5±4.7和50.5±2.9mg·kg-1。虽然本论文得出关于土壤微生物生物量和主要土壤养分因子对不同强度火干扰的响应的主要结论,但是关于这些结果的潜在机理仍然需要进行深入详细的探索。