杉木连栽林地营造混交林后土壤微生物的季节性动态研究

本文对杉木多代连栽林地及多代连栽后营造不同类型混交林林地土壤微生物的季节性动态进行了研究。研究结果表明:①杉木连栽林地及连栽后营造成不同类型混交林中土壤微生物主要类型的数量季节性变化,土壤呼吸强度和土壤酶活性的季节性变化,总的趋势是春季较高、夏季最高、秋季稍有下降、冬季最低,但不同混交林下表现不同;②连栽杉木后营造不同混交林土壤的微生物生态分布数量、土壤的呼吸强度、土壤酶活性都显著高于杉木连栽林地,这说明连栽后营造不同类型混交林具有良好的改土作用;③不同混交林土壤中,细菌占微生物总量的百分率为建柏+红豆树、柳杉+薄姜木>杉木+樟树、火炬松+罗光石楠>多代杉木林,真菌占微生物总量的百分率为多代杉木林>杉木+樟树、火炬松+罗光石楠>建柏+红豆树、柳杉+薄姜木。这表明不同混交林下由于凋落物的性质不同,参与土壤中有机残体分解的微生物类型,有着显著的差异。     

人工林不同营造模式对土壤线虫群落的影响

为了研究南亚热带人工林不同营造模式对土壤线虫群落的影响,于2013年7月在中国林业科学院热带林业实验中心林场分别选取针叶林(马尾松林、杉木林)、阔叶林(米老排、红椎林)及混交林(马尾松-红椎、马尾松-大叶栎),并对6种营造模式人工林的土壤线虫及土壤理化性质进行了调查。共鉴定线虫16853条,平均密度为1873条·100 g-1干土,隶属于2纲8目32科53属,其中基齿属、微咽属和金线属为优势属:PCA分析结果表明,杉木林与米老排林、马尾松-红椎混交林与红椎林的线虫群落结构相似性较高。线虫群落密度以马尾松-大叶栎混交林最大,红椎林和马尾松-红椎混交林较低,Shannon指数和均匀度指数均以马尾松林和米老排林较高,以马尾松-大叶栎混交林最低:成熟指数MI、PPI、PPI/MI指数和丰富度指数在不同经营模式间均无显著差异,而杂食-捕食性线虫、食细菌性线虫和植物寄生性线虫密度和WI指数差异显著。相关分析表明,土壤磷含量与植物寄生、食细菌、食真菌线虫显著相关,而土壤钾含量仅与杂食-捕食性线虫显著正相关。结果表明,6种经营模式对线虫组成和营养结构有明显影响,土壤磷和钾含量是影响线虫群落营养结构的主要因子。     

亚热带树种转换对林地土壤微生物群落结构和功能的影响

通过分析杉木采伐迹地营造阔叶树种尾巨桉和固氮树种黑木相思人工林后土壤微生物群落组成和酶活性,探讨造林树种转换对于改善杉木林地土壤微生物特性的影响.结果表明: 树种转换对土壤微生物群落组成和酶活性的影响主要局限于0～10 cm土壤层.杉木转换为固氮树种黑木相思后,显著提高了0～10 cm土壤层总脂肪酸含量、真菌、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌和放线菌生物量.主成分分析表明,黑木相思人工林土壤微生物群落组成与杉木和尾巨桉人工林具有显著差异,土壤中革兰氏阳性细菌、阴性细菌和放线菌丰度显著提高.在0～10 cm土壤层,黑木相思人工林土壤纤维素水解酶、乙酰氨基-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性均显著高于杉木和尾巨桉人工林.研究表明,杉木转变为固氮树种黑木相思后会显著提高微生物生物量和酶活性,有助于土壤有机质的恢复,加快养分循环过程.     

南亚热带乡土树种人工纯林及混交林土壤微生物群落结构

以我国南亚热带格木、马尾松人工纯林及二者混交林林地土壤为对象,运用磷脂脂肪酸(PLFAs)法研究了3种人工林土壤微生物生物量和群落结构特征.结果表明: 旱季土壤微生物的PLFAs总量及各菌群的PLFAs量显著高于雨季.旱季土壤微生物的PLFAs总量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、放线菌PLFAs量均为马尾松人工林最高,混交林次之,格木林最低;而雨季格木人工林土壤微生物的PLFAs总量、细菌PLFAs量、真菌PLFAs量、丛枝菌根真菌PLFAs量高于混交林,并显著高于马尾松人工林.主成分分析表明,土壤微生物群落结构组成受林分类型和季节的双重影响.冗余分析表明,土壤温湿度、pH值、全氮及铵态氮含量与特征磷脂脂肪酸之间呈显著相关关系.在全年水平上,混交林土壤真菌/细菌比值始终高于格木林和马尾松林,表明格木与马尾松混交更有利于提高土壤生态系统的稳定性.     

广西宜山县不同林型人工林凋落物与土壤肥力的研究

根据1984—1989年的定位观测,广四宜山县庆远林场27—32龄马尾松纯林、23—28龄柠檬桉与马尾松混交林和40—45龄麻栎林的年平均凋落物总量分别为548.3、511.8和479.5g/m~2。通过凋落物归还土壤的营养元素(N、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn)总量依次为0.59278、0.78789和1.14750g/m~2·a。土壤肥力测试表明,桉松混交林和麻栎林的土壤旱季含水量、孔隙度、养分含量、微生物数量及呼吸作用强度均高于马尾松纯林。     

巨桉连栽对土壤微生物生物量和数量的影响

为探讨巨桉连栽对土壤微生物生物量和数量的影响,采用时空互换法,研究了马尾松(Pinus massoniana)林和不同连栽代次的巨桉(Eucalyptus grandis)人工林的微生物生物量、数量与土壤理化性质的关系。结果表明,巨桉一代林的土壤微生物生物量碳、生物量氮和土壤真菌、细菌数量与马尾松林的差异不显著,放线菌数量则显著增加。随巨桉连栽代次增加,土壤微生物生物量碳、生物量氮和土壤细菌、放线菌、真菌数量均递减。回归分析表明,土壤全磷能独立解释微生物生物量氮、细菌和真菌数量71.7%、86.1%和63.0%的变异,与总孔隙度共同解释微生物生物量碳87.9%的变异,与全氮共同解释放线菌数量89.6%的变异。可见,土壤全磷较大程度解释了微生物的变化。     

湖南会同地区森林植被转变对土壤微生物生物量碳和酶活性的影响

研究了湖南省会同县森林植被从地带性植被天然常绿阔叶林到杉木人工林再到杉木火力楠混交林的转变过程中土壤微生物生物量碳和酶活性的变化趋势。结果表明:杉木纯林和混交林土壤微生物生物量碳含量均显著低于常绿阔叶林,分别仅为常绿阔叶林的76.8%和71.5%;与天然阔叶林相比,杉木人工林土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性分别降低了35.8%、22.1%和45.1%,而多酚氧化酶活性增高了40.0%;相反,杉木火力楠混交林土壤蔗糖酶、脲酶和磷酸酶活性比杉木纯林分别增加了20.3%、12.6%和67.8%,而土壤多酚氧化酶活性则降低了41.0%;表明森林植被转变对土壤微生物生物量碳和土壤酶活性能够产生较大的影响,不同的树种对土壤微生物生物量碳和土壤酶活性的影响差异较大。     

毛竹扩张对杉木林土壤微生物残体碳积累的影响

亚热带毛竹扩张对杉木林土壤微生物残体碳积累的影响及机制尚不清楚。以毛竹向杉木林扩张带(包括杉木林、杉木-毛竹混交林和毛竹林)的凋落物(O层)和不同发生层土壤(A层、B层和BC层)为研究对象，通过分析凋落物和土壤样品中的氨基糖含量来表征微生物残体碳累积效应，并进一步评价微生物在土壤有机碳(SOC)形成过程中的作用。结果表明：毛竹扩张使杉木林凋落物数量和碳含量显著降低，但是凋落物中真菌残体碳(MRC-f)、细菌残体碳(MRC-b)和微生物残体碳(MRC)含量均显著增加；毛竹扩张显著提高了杉木林SOC、MRC-f、MRC-b和MRC含量，而且在毛竹扩张初期(杉木林演替为杉木-毛竹混交林)MRC-f、MRC-b和MRC在SOC中的比例也显著增加，说明毛竹扩张增强杉木林土壤MRC累积效应的同时，也提高了微生物对有机碳的贡献。而毛竹扩张后期MRC-f、MRC-b和MRC占SOC比例并没有显著变化，意味着毛竹扩张后期MRC和植物源残体碳对SOC含量的提升均有贡献，且两者贡献的相对比例保持不变。土壤MRC含量随着剖面深度的加深逐渐下降，而MRC占SOC比值却随着土壤深度的增加而逐渐升高，说明深层土壤中...     

南亚热带不同林分土壤颗粒分形与水分物理特征

以广西国有高峰林场的6种不同林分(马尾松林Pinus massoniana、杉木林Cunninghamia lanceolata、尾巨桉林Eucalyptus urophylla×E. grandis、米老排林Mytilaria laosensis、红锥林Castanopsis hystrix和天然次生林)为对象,运用分形学和森林水文学的理论和方法,研究了不同林分类型土壤的颗粒组成以及水分物理特征。结果表明:研究区不同林分类型的土壤颗粒组成以黏粒为主,其次为粉粒和细砂粒,粗砂粒的含量相对较低,土壤颗粒分形维数从大到小依次表现为天然次生林、杉木林、米老排林、红锥林、马尾松林和尾巨桉林;不同林分类型土壤的水分物理特征存在差异,蓄水性能大小依次表现为天然次生林、米老排林、杉木林、红锥林、马尾松林和尾巨桉林,且土壤表层(0~10 cm)的蓄水能力要好于下层(20~50 cm);土壤颗粒分形维数主要受黏粒含量的影响,分形维数与黏粒含量呈极显著正相关,与总孔隙度、饱和蓄水量显著正相关,与土壤密度显著负相关,而与非毛管孔隙度、非毛管蓄水量和有机质含量相关性不显著。土壤颗粒分布的分形维数可作为反映南亚热带赤红壤地区人工林土壤水文物理性质的综合性指标。     

古田山自然保护区阔叶林与两种人工林的群落结构和生物多样性

为了解天然林和人工林群落的结构、组成和物种多样性的差异,该研究选择三种类型(天然阔叶林、人工杉木林和油茶林)的森林群落,比较分析其在不同垂直空间层次上的群落数量特征及物种多样性(物种丰富度、α多样性和β多样性)特点。结果表明:(1)总体上,阔叶林的物种丰富度最高,其次是油茶林。乔木层和灌木层均以阔叶林的物种丰富度最高,其次为杉木林; 草本层以油茶林的物种丰富度最高,其次为杉木林和阔叶林。三种类型的群落在各空间层次重要值前5位物种组成上均有较大差异。(2)在单个样地水平上,三种类型的群落α多样性差异主要存在于乔木层,以阔叶林的样地间差异最大,其次为杉木林; 灌木层的α多样性在类型间差异较小; 草本层的α多样性,油茶林与其他两个类型差异明显,阔叶林与杉木林之间差异较小。(3)群落类型间β多样性分析表明,就所有三个层次而言,阔叶林与油茶林之间物种组成差异最大; 就灌木层而言,油茶林与杉木林的物种组成最相似,其次是阔叶林与杉木林; 就草本层而言,油茶林与杉木林的物种组成相似度最高,其次为阔叶林与油茶林。总之,三种森林类型在群落结构、物种多样性方面差异显著,反映了人为干扰对森林群落的影响。     

长江三峡地区退化生态系统土壤微生物的初步研究*

通过对长江三峡地区4种退化生态系统类型,每一类型5个土壤样品中微生物的初步研究, 结果表明该地区土壤每克干土中真菌和细菌的数量分别为 8.62×10⁴ ～1.31×10⁵ cfu 及 1.547×10⁷～6.957×10⁷ cfu, 但不同退化生态系统类型下土壤微生物的数量有所不同,其中单位重量土壤真菌数量 (cfu/g)多少顺序为：栓皮栎林(Quercus variabilis forest)＞马尾松林( Pinus massoniana forest)＞马尾松-栓皮栎混交林( Pinus massoniana-Quercus variabilis forest)＞杉木林( Cunninghamia lanceolata forest),细菌数量顺序为：马尾松-栓皮栎混交林( Pinus massoniana-Quercus variabilis forest)＞栓皮栎林( Quercus　variabilis forest)＞马尾松林( Pinus massoniana forest)＞杉木林( Cunninghamia lanceolata forest)。真菌种类鉴定表明,青霉菌(Penicillium ssp.)、镰刀菌(Fusarium spp.)、木霉菌(Trihoderma spp.)和葡萄孢菌(Botrytis spp.)等是组成该地区土壤真菌的主要类群。     

桉树与豆科植物混交种植对土壤速效养分的影响

比较了桉树纯林、厚荚相思纯林以及两者的行混交林与株混交林的土壤速效养分特征。结果表明,豆科纯林及行混交林的土壤硝态氮含量显著高于桉林,铵态氮的格局也相似,因而,桉树与豆科植物混交种植可以明显改善土壤氮素营养。土壤速效磷含量以桉纯林最高,不同季节速效磷含量以豆科林最低,含磷较高的桉树枯落物及其分解是桉林地表土壤速效磷较高的重要原因;而豆科植物产生的高氮土壤条件导致整个林分较快的生长,造成植物氮磷平衡失调,并由此增加了对土壤速效磷的吸收,从而导致豆科林土壤速效磷较低。不同林型土壤速效钾差别不大,豆科林土壤小幅度高于其它林型,而不同林型土壤速效硼含量也差别不大,但豆科林土壤小幅度低于其它林型,这可能是豆科林对钾与硼的需要与影响不同所致;在植物栽种后不久,土壤速效硼迅速下降至极低水平,然后逐年大幅度上升,这可能是植物从深层吸收土壤硼并通过凋落物转移至表土的效应;结果也显示,造林初期有必要施用适当硼肥。     

南亚热带赤红壤地区不同人工林下的土壤微生物特性

对南亚热带赤红壤地区、广州市花县不同薪材用材林型下土壤微生物特性研究表明,不同林型下的年均土壤微生物（主要是细菌、真菌和放线菌）总量由高到低依次为：混交林＞豆科纯林＞纯桉树林＞裸露生荒地。大叶相思与按树混交林地土壤具有较高的纤维素酶和转化酶活性,而豆科纯林土壤中则有较高的脲酶、蛋白酶和触酶活性。土壤的呼吸作用强度以马占相思纯林及其混交林为高,纯桉树林较低。经过五年垦荒造林后,土壤中的微生态环境有很大改善,这种变化由地下微生物特性和地面上林木的生物量充分反映出来,而未开垦生荒地土壤微生物数量和生物化学活性则仍处于低水平的衰退状态。     

亚热带5个生态系统土壤微生物学性质比较

为了解亚热带生态系统土壤微生物学特性,对疏草荒地(Barren grassland)、纯杉木林(Cunninghamia lanceolata forest)、纯樟树林(Cinnamomum camphora forest)、杉木樟树混交林(Cunninghamia lanceolata-Cinnamomum camphora mixed forest)和自然恢复地(Nature recovery)等5种生态系统土壤微生物学性质进行了分析。结果表明,在0~20、20~40和40~60 cm土层,纯樟树林、杉木樟树混交林和自然恢复地的土壤微生物生物量碳氮磷和土壤基础呼吸显著高于疏草荒地和纯杉木林(P0.05),而他们的代谢熵低于疏草荒地和纯杉木林(P0.05);随着土层深度的增加,不同生态系统的土壤微生物生物量碳氮磷和土壤基础呼吸显著减小(P0.05),代谢熵显著增大(P0.05)。土壤容重与土壤微生物生物量碳氮磷和土壤基础呼吸呈显著负相关(P0.05),与代谢熵呈显著正相关(P0.05);土壤微生物生物量碳氮磷和土壤基础呼吸均与土壤总孔隙度、土壤水稳性大团聚体、土壤有机碳、全氮、有效氮、有效磷呈极显著正相关(P0.01),代谢熵与土壤总孔隙度、土壤水稳性大团聚体、土壤有机碳、全氮、有效氮和有效磷呈显著负相关(P0.05)。因此,自然恢复地、纯樟树林和杉木樟树混交林对土壤质量的改善有明显促进作用,而疏草荒地和纯杉木林对土壤改良效果不明显。     

杉木连栽土壤微生物及生化特性的研究

通过对杂木林、一代、二代及三代杉木人工林的土壤微生物、土壤酶活性及生化作用强度研究表明：随着杉木林取代杂木林及杉木连续栽植代数的增加,土壤微生物总数下降、各主要生理类群数量均呈下降趋势,土壤酶活性减弱,土壤生化作用强度降低。土壤微生物学活性降低是杉木连栽后土壤肥力衰退重要原因之一。     

杉木人工林土壤微生物生物量碳氮特征及其与土壤养分的关系

研究了湖南会同红黄壤区杉木人工林和常绿阔叶林土壤微生物量和养分状况.结果表明,该区杉木人工林取代地带性常绿阔叶林和杉木连栽后,土壤微生物碳、氮和土壤养分含量下降,土壤严重退化.在0～10 cm土层内,常绿阔叶林土壤微生物碳和氮含量为800.5和84.5 mg·kg^-1,分别是第1代杉木林的1.90和1.03倍、第2代杉木林的2.16和1.27倍;在10～20 cm土层内,常绿阔叶林土壤微生物碳和氮含量为475.4和63.3 mg·kg^-1,分别是第1代杉木纯林的1.86、1.60倍和第2代杉木林的2.11和1.76倍.在0～10 cm 和10～20cm土层内,杉木人工林取代常绿阔叶林和杉木栽植代数增加后,土壤全氮、全钾、铵态氮和速效钾含量均明显降低,但差异并不显著.人工杉木林林分组成单一,其凋落物分解慢、归还养分数量少;炼山等造成的表土流失是杉木人工林土壤微生物量和养分库退化的重要原因.土壤微生物碳与土壤全氮、铵态氮、全钾和速效钾含量呈极显著的正相关,土壤微生物氮与土壤养分含量也达到极显著水平.     

宁镇山区不同森林土壤生物学特性的研究

对宁镇山区不同森林土壤微生物、土壤酶活性,营养元素的变化及凋落物的分解等生物学特性进行了探讨,结果表明,土壤微生物数量和6种土壤酶的生化活性在不同的季节的不同的林型土壤中均呈现出一定的变化规律,土壤中营养元素的含量随森林的生长周期而发生规律性的变化,并与土壤中微生物数量和土壤酶活性有显著的相关性,不同林地凋落物分解速率与其营养元素归还速率存在一定的时空差异,对次生栎林、毛竹林和杉木林土壤各生物学特性的比较表明,栎林土壤营养元素的含量最丰富,并具有较强的自肥调控能力,因此种植针阔混交林有利于防止针叶纯林的地力衰退现象。     

湘中丘陵区不同演替阶段森林土壤活性有机碳库特征

为了解天然次生林保护对土壤活性有机碳库的影响,采用空间替代时间研究方法,对湘中丘陵区不同演替阶段4种林分类型（杉木人工林、马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林）土壤活性有机碳及其与土壤养分相关性进行研究。结果表明：1）各土层总有机碳（TOC）、微生物生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（DOC）、易氧化有机碳（EOC）含量均表现为：青冈+石栎常绿阔叶林 > 南酸枣落叶阔叶林 > 马尾松+石栎针阔混交林 > 杉木人工林,在0-30cm土层,马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、青冈+石栎常绿阔叶林TOC含量比杉木人工林分别高出13.40%、19.40%和29.91%,MBC含量分别高出15.62%、32.89%和53.33%,DOC含量分别高出8.52%、8.75%和13.76%,EOC含量分别高出32.79%、38.48%和78.30%;2）天然次生林各土层MBC占TOC的比率以南酸枣落叶阔叶林最高,青冈+石栎常绿阔叶林为其次,马尾松+石栎混交林最低,均高于同一土层杉木人工林（除马尾松+石栎混交林15-30cm土层外）,天然次生林各土层DOC占TOC的比率随着演替进展而下降,均低于同一土层杉木人工林（除马尾松+石栎混交林0-15cm土层外）,天然次生林各土层EOC占TOC的比率随着演替进展而增加,且均高于同一土层杉木人工林;3）土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关性均达到极显著水平,且天然次生林土壤MBC、DOC、EOC含量与TOC含量的相关系数随着演替进展而增高,均高于杉木人工林;4）4种林分土壤TOC、MBC、DOC、EOC含量与土壤全N、碱解N、全P、有效P、全K、速效K含量之间的相关性均达到显著或极显著水平。     

不同人工林生态系统林地土壤质量评价

利用定位研究方法,综合比较了第2代连栽杉木纯林、杉木与阔叶树混交林以及阔叶纯林3种人工林生态系统对林地土壤质量的影响．结果表明,与连栽杉木纯林相比,在杉阔混交和阔叶树轮栽两种经营模式下,土壤养分含量增加,物理性状改善,土壤生物活性提高．利用土壤质量评价体系在对土壤功能评价的基础上,直观评价了3种经营模式的土壤质量状况．在研究区内,杉木与阔叶树混交以及阔叶树轮栽的水分有效性、养分有效性和根系适宜性以及最终的土壤质量指数均处于中等水平,而连栽杉木林的水分有效性、养分有效性和根系适宜性较差,土壤质量指数处于较低水平．总有机C、阳离子交换量和微生物生物量C与其它土壤理化性质和生物学性质之间明显相关,可将其作为研究区土壤质量的指示指标;土壤微生物生物量C、N、P与土壤总有机C、土壤全N、土壤全P含量之间也存在较好的相关性。     

不同人工林生态系统林地土壤质量评价

利用定位研究方法,综合比较了第2代连栽杉木纯林、杉木与阔叶树混交林以及阔叶纯林3种人工林生态系统对林地土壤质量的影响.结果表明,与连栽杉木纯林相比,在杉阔混交和阔叶树轮栽两种经营模式下,土壤养分含量增加,物理性状改善,土壤生物活性提高.利用土壤质量评价体系在对土壤功能评价的基础上,直观评价了3种经营模式的土壤质量状况.在研究区内,杉木与阔叶树混交以及阔叶树轮栽的水分有效性、养分有效性和根系适宜性以及最终的土壤质量指数均处于中等水平,而连栽杉木林的水分有效性、养分有效性和根系适宜性较差,土壤质量指数处于较低水平.总有机C、阳离子交换量和微生物生物量C与其它土壤理化性质和生物学性质之间明显相关,可将其作为研究区土壤质量的指示指标;土壤微生物生物量C、N、P与土壤总有机C、土壤全N、土壤全P含量之间也存在较好的相关性.