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秦岭西部油松和日本落叶松人工林土壤微生物多样性及其生态功能的变化特征

鲁海燕  
【摘要】: 土壤微生物作为森‘林生态系统中物质循环和能量流动的主要推动者,在土壤地力演变中具有重要意义,与森林生态系统的健康密切相关。本研究以秦岭西部小陇山森林沙坝实验站为研究区,对引进树种(日本落叶松(Larix kaempferi))和本地树种(油松(Pinus tabulaeformis))不同发育阶段对土壤微生物群落的影响进行了比较研究。测定了两种林型不同发育阶段人工林林下表征土壤微生物总量的微生物量碳、氮、磷(MBC、MBN、MBP),分析了表征土壤微生物活性的呼吸、脱氢酶和脲酶活性,应用Biolog微平板法和磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)对不同人工林土壤微生物多样性及群落结构进行了研究。所获主要结果如下: 1.两种林型土壤pH均呈酸性,油松人工林土壤pH范围为6.43~6.67,幼龄林最高,中龄林最低;日本落叶松林下土壤pH随林龄增长而降低,介于5.37~6.20之间。与本地种油松相比,日本落叶松的引入显著降低了土壤pH值,且土壤有机质、全氮含量总体来说呈降低趋势,平均值降幅分别为21.66%、22.04%,但是速效氮和速效磷含量呈增加趋势,平均值增幅为19.45%、28.81%,速效磷变化不大。 2.两种林型不同发育阶段的微生物量碳、氮、磷结果显示,油松林下土壤微生物量从幼林龄→中林龄→近熟林呈先降低后升高,且最低值都出现在Ⅱ龄级幼龄林中。日本落叶松情况相反,生物量先升高后下降,微生物量碳的最高值出现在Ⅱ龄级幼龄林中,微生物量氮和微生物量磷的最高值出现在中龄林。比较两种林型微生物量的平均值发现,日本落叶松的引入降低了林下土壤的微生物量,但是提高了微生物量碳氮比。 3. Biolog法分析显示,土壤微生物量功能多样性随林木生长发生变化,且不同树种对微生物群落的影响存在差异。从幼龄林到近熟林,油松林下土壤微生物利用单一碳源能力(AWCD)逐渐降低,日本落叶松林下土壤微生物利用单一碳源能力(AWCD)逐渐升高,油松幼龄林与中龄林之间差异显著(P0.05),日本落叶松各林间均差异显著(P0.05)。通过Biolog结果计算微生物群落的多样性指数,结果发现油松林下土壤微生物群落的丰富度(S)和香浓指数(H)无明显线形规律,峰值出现在Ⅰ龄级幼龄林,分别为29.33±1.53和3.28±0.04,最低值出现在近熟林,分别为22.33±1.15和3.05±0.02,丰富度指数Ⅰ龄级幼龄林与其它林分差异显著(P0.05),后一发育阶段与前一发育阶段相比香浓指数均见显著差异(P0.05)。从幼林龄→中林龄→近熟林,日本落叶松林下土壤微生物群落丰富度指数(S)、香浓指数(H)均升高,各林龄间差异显著近熟林均匀度指数(E)与研究区内其它样点存在显著差异(P0.05),表明日本落叶松的引进改变了当地土壤微生物群落各功能类群的组成比例。 4.通过磷脂脂肪酸甲酯法(FAMEs)分析各微生物群落结构多样性,结果表明两种林型不同发育阶段微生物区系发生了一定程度的变化,尤其细菌和真菌含量的变化是造成各林分土壤微生物群落结构差异的主要因素。微生物各类群变化趋势在两种林型中并不一致,从幼林龄→中林龄→近熟林,油松林中细菌、真菌生物量呈波动性变化,放线菌先增加后减少,菌根真菌成降低趋势;日本落叶松土壤细菌微生物量降低,真菌和菌根真菌先升高后降低,放线菌呈波动性变化。但是在两种林型中,真菌和细菌生物量的比值均随林龄增长呈先升高后降低的趋势,峰值都出现在中龄林。配对样本t检验的结果显示,与油松林相比,外来树种日本落叶松显著降低了土壤中真菌与细菌微生物量的比值。 5.土壤微生物呼吸结果显示,两种林型从幼林龄→中林龄→近熟林,微生物总活性均呈先升高后下降的趋势,各林龄间差异显著(P0.05),油松中龄林微生物总活性最强,日本落叶松峰值则出现在Ⅱ龄级幼龄林中。脲酶和脱氢酶在两种林型的不同发育阶段也有一定程度的变化,但林龄间差异不显著。油松人工林脲酶和脱氢酶活性的范围分别为0.49~0.61mgNH3-N/g d.w.soil.145.83~321.73ugTPF/g d.w.soil(d.w.soil:代表干土,下同),日本落叶松为0.52~0.67mgNH3-N/g d.w.soil和166.06~341.61ugTPF/g d.w.soil·相关分析表明土壤微生物呼吸强度与pH显著相关(P=0.05),配对样本t检验结果显示日本落叶松的引入显著影响了土壤微生物总活性(呼吸强度)、和细菌活性(脱氢酶活性),双尾t检验的显著性概率分别为sig.=0.024和sig.=0.018。另外日本落叶松土壤微生物呼吸强度与脱氢酶活性呈显著相关,说明日本落叶松林下土壤微生物细菌活性对微生物群落总活性贡献较大。 6.对微生物群落结构和功能等进行主成分和聚类分析,结果表明:土壤微生物群落受油松林龄影响较大,其四个发育阶段在聚类分析中分别处于三个不同类别之中,日本落叶松从幼龄林到中林龄林下土壤微生物群落分异程度较小,聚于一类,但近熟林的微生物结构及功能多样性均发生了变化,土壤微生物量和活性都有明显降低。对比不同林型相同发育阶段在聚类分析中的散点位置,发现除中龄林外,其余各发育阶段都在不同类群之中。第一主成分反映了微生物总量及主要微生物类群含量(包括细菌、真菌和菌根真菌)的信息,能够解释人工林微生物群落间32.18%的分异,第二主成分映了微生物功能多样性和微生物活性的的信息,能够解释23.02%。 研究表明,土壤微生物群落和理化性质随林木的发育会发生不同程度的变化,这种变化因树种不同而异。日本落叶松的引进一定程度影响了当地土壤微生物群落,表现在微生物量、群落结构和功能多样性以及酶活性等各个方面,并进一步改变了当地土壤化学及生物化学性质,但以上变化是否会导致当地土壤生态系统的改变,还有待于深入研究。


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2 ;日本落叶松[N];中国花卉报;2003年
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