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不同疏伐处理对马尾松肉桂人工复层林土壤微生物和酶活性的影响

陈立金  
【摘要】:复层林是混交林的一种模式,与单层林相比,它的群落结构复杂、生态系统抗逆性强,能更好地发挥森林生态系统多功能效应,能有效地缓解人工林定向培育产生的突出矛盾。营造复层林已经成为森林可持续经营的一种有效模式,逐渐成为国内外林业研究的重点课题。本文以疏伐立地条件相同的20a生马尾松纯林,伐后郁闭度分别是0.4、0.5、0.6、0.7,并套种肉桂8a后形成的马尾松肉桂人工复层林林地土壤为研究对象,采用稀释平板法测定土壤微生物数量、Biolog-ECO微平板法测定土壤微生物群落功能多样性、熏蒸提取法测定土壤微生物生物量、比色法测定土壤酶活性,采用方差分析、主成分分析及相关分析等方法对土壤微生物数量、土壤微生物群落结构功能多样性、土壤微生物生物量、土壤酶活性以及它们与土壤养分的相互关系进行了研究。得出的主要结果有: (1)不同疏伐处理林地土壤,细菌数量占绝大多数;细菌、真菌、放线菌、微生物总量是复层林最高,马尾松纯林次之,肉桂纯林最小;复层林与单层林之间差异达到显著水平(p0.05);垂直变化规律为随着土层深度增加而逐渐减少;土壤微生物数量与土壤养分之间存在正相关。 (2)不同疏伐处理林分土壤微生物利用全部碳源表现为随着培养时间的延长,每孔颜色平均变化率(Average Well Color Development, AWCD)也逐渐增大,最终趋于稳定。4种复层林的AWCD值差异不大,而单层林中肉桂纯林的AWCD值最小。 (3)不同疏伐处理林分中,复层林的Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数、McIntosh指数是最高的,马尾松单层纯林次之,肉桂单层纯林最小。6种林分的Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数差异不大,复层林的McIntosh指数与单层林差异较大。垂直变化规律上,复层林1、复层林2、复层林3土壤A层的Simpson指数、Shannon-Wiener多样性指数比B层大,其它3种林分则相反;McIntosh指数除肉桂纯林是B层A层外,其它的均为A层B层。 (4)不同疏伐处理林分土壤微生物对6种碳源的利用表现不一致,对氨基酸类、酯类、胺类、羧酸类利用率差异显著(p0.05),不同土层深度土壤微生物对糖类、醇类、羧酸类的利用差异显著(p0.05)。复层林对6种碳源利用均高于单层林。根据主成分得分值将6种林分土壤微生物群落功能分为三类,4种复层林为一类,马尾松纯林为一类,肉桂纯林为一类。 (5)研究的6种林分中,复层林的土壤微生物生物量比单层林高;土壤微生物生物量碳、氮含量最高的是复层林3,土壤微生物生物量磷含量最高的是复层林1,土壤微生物生物量含量最低的均为肉桂纯林;垂直变化规律均为随着土层深度增加而逐渐减少;土壤微生物生物量与三大类群土壤微生物数量和土壤养分呈正相关。 (6)研究的6种林分中,复层林的土壤酶活性均高于单层林;过氧化氢酶和脲酶活性最高的是复层林2,蛋白酶活性最高的是复层林1,蔗糖酶和磷酸酶活性最高的是复层林3,5种酶活性最低的均为肉桂单层纯林;垂直变化规律均为随着土层深度增加而逐渐减少。5种土壤酶活性分别与三大类群土壤微生物数量和土壤养分表现为正相关。 本研究成果为人工复层林的林地质量评价和土壤管理提供了科学依据,并以此来提高林地质量,有利于实现林地的高效利用,来推动我国林业更好、更快地发展。


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