海拔变化对凤阳山针阔混交林地土壤微生物群落的影响

风阳山自然保护区是森林生态类型自然保护区,针阔混交林是保护区内的重要森林类型。为明确海拔变化对高山针阔混交林地土壤微生物群落的影响及初步影响机理,了解气候变暖后典型林分土壤微生物群落结构的变化。以黄山松在凤阳山的分布范围800—1800 m为准,选取900、1100、1300、1500、1700 m 5个海拔梯度,在每个海拔梯度的阳坡内选取排水较好、坡度较缓、长势适中的3个标准样地(20 m×20 m),于2016年8月用蛇形法于每块样地取样,用冰盒带回实验室,测定土壤理化性质及微生物群落。采用磷脂脂肪酸(PLFA)图谱分析确定土壤微生物群落组成及其丰度,同时对土壤微生物群落组成进行非度量多维标度(NMDS)排序,对土壤微生物群落组成结构进行分析。结果表明:随着海拔升高,针阔混交林样地内植物种类组成有所变化。土壤养分含量呈先升高后降低的趋势,差异性显著(P0.05);土壤微生物群落丰度之间存在显著差异,革兰氏阴性细菌丰度在高海拔处较大;土壤微生物群落组成非度量多维标度(NMDS)排序显示,随海拔升高,土壤微生物群落组成发生明显改变,可以分为三个类群,各海拔土壤微生物群落结构在两个NMDS轴上均呈现出显著差异(P0.05)。通过对土壤微生物群落丰度与土壤理化性质的冗余分析(RDA),发现土壤p H、容重、含水量、及有效磷含量对对土壤微生物群落丰度有不同程度的影响,土壤革兰氏阳性细菌、放线菌丰度与各土壤因子之间均有显著相关关系;革兰氏阴性细菌受土壤含水量及有效磷的含量影响较大;真菌丰度与土壤p H及有机碳含量之间存在相关关系;厌氧菌及16:1ω5c丰度与土壤因子间相关性较弱。海拔变化所引起的土壤理化性质的改变,是影响土壤微生物群落丰度的因素;6个微生物群落对海拔的适应程度是不同的,革兰氏阴性细菌对高海拔的低温环境适应能力较强。     

长期连栽杨树林根际土壤自毒作用的生物测定

选取10—40a不同代际的长期集约连栽杨树土壤为对象,从自毒作用的角度探讨人工林连栽障碍的原因与机理。实施了不同连栽代际的杨树人工林土壤对莴苣种子发芽和扦插杨树枝条生长的抑制活性的系统生物测定试验。结果表明,连栽杨树林的根际土壤比非根际土壤能够显著抑制莴苣种子萌发率。对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代林根际土壤的浓度梯度试验都表明浸提液的质量浓度越大,对种子萌发的抑制性越强,其中Ⅲ代林处理液的浓度效应最明显。将Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ代杨树林根际土壤配置成加营养液组与无营养液组两组对照水培溶液测定扦插杨树枝条的胚芽生长长度和根伸长长度。结果表明,III代林根际土壤处理液的胚芽生长长度和根伸长长度显著小于Ⅱ代林根际土壤处理液,Ⅱ代林处理又显著小于Ⅰ代林处理,Ⅰ代林处理液与对照组无显著差别,这种随林代增大、根际土壤对植株生长的抑制活性增大的趋势在加营养液组更为显著。本文确定了连栽土壤抑制活性的根际效应与浓度效应,为连栽杨树人工林的自毒作用研究提供了重要的实验依据,并推断连栽杨树人工林通过根系分泌物的方式在根际部分逐代积累自毒物质,由于自毒物质的浓度效应,Ⅰ代林阶段自毒效应不显著甚至促进林木生长;随着集约时间增长,到Ⅲ代林阶段自毒效应显著抑制杨树生长和更新。在集约抚育中,对土壤实施人工添加营养液的方式无法缓解其抑制性自毒作用,有可能加剧连栽障碍的产生。