海南岛不同林龄的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性

为研究不同林龄木麻黄(Casuarina equisetifolia)林地土壤微生物功能多样性的动态变化, 通过Biolog系统对海口市桂林洋开发区滨海不同林龄(幼龄林(林龄5-8年)、中龄林(林龄15-20年)和成熟林(林龄30年及以上))的木麻黄林地土壤微生物的功能多样性进行了分析。结果表明: (1)对照裸地和成熟林林地土壤微生物对所使用的Biolog-ECO微孔板中的31种碳源的利用率和对这31种碳源的各分类碳源的利用率高于中龄林与幼龄林林地; (2) Shannon-Wiener指数(H′), McIntosh、Simpson多样性指数随着林龄增大而增大, 不同林龄林地间的H′差异显著, 幼龄林和中龄林的McIntosh、Simpson多样性指数无显著差异; (3)主成分分析结果表明, 在主成分分离中起分异作用的主要碳源为单糖和氨基酸。林地土壤微生物群落多样性随着林龄增加而增高, 这可能是林分凋落物、植物根系分泌的次生代谢物、土壤养分、林地土壤特异性微生物等共同作用的结果。     

海南岛不同林龄木麻黄凋落物内外细菌多样性及其化感潜力

凋落物在生态系统中具有重要作用。为了对比凋落物内外微生物的多样性和群落结构,选取海南省海口市桂林洋海滨区3个林龄木麻黄凋落物为研究对象,采用Illumina Miseq高通量测序,对凋落物内外微生物的多样性和组成进行分析。结果表明: 凋落物外生细菌的多样性高于内生细菌,中龄林凋落物内外细菌多样性和丰富度均最高,其次是幼龄林,成熟林最低。菌群群落组成分析表明: 在门分类水平上,变形菌门和放线菌门最为丰富(约占总数的80%);属水平上,短小杆菌属、Jatrophihabitans、分支杆菌属、放线孢菌属、Mucilaginibacter、假单孢菌属等在不同林龄间表现出显著差异。主坐标分析(PCoA)表明,凋落物内生细菌受林龄的影响较大,而外生细菌受环境因子的影响较大;解淀粉芽孢杆菌发酵液对木麻黄种子化感潜力最强,且其中含有2,2′-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)等化感物质,表明解淀粉芽孢杆菌参与了化感物质的合成。凋落物微生物群落多样性对木麻黄的化感作用有一定影响,这为探讨微生物在木麻黄凋落物降解过程中作用的研究奠定基础。     

不同林龄杉木林土壤细菌群落结构与土壤酶活性变化研究

探究不同林龄杉木人工纯林土壤中的微生物的群落演变与结构特征与酶活性变化,为杉木人工林可持续经营管理提供依据。以福建省南平市的五片不同林龄杉木林表层土壤作为研究对象,通过16SrDNA测定细菌的群落组成,分析与土壤质量密切相关的四种土壤酶活性变化,揭示细菌群落与土壤酶活性的变化机理。结果表明,微生物的多样性指数与OTU都随着林龄的增加而增加,且幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林土壤微生物结构差异较大;不同林龄杉木人工林中包含了29个细菌门,其中酸杆菌门与变形菌门为优势菌群,根据各种群相对丰度变化以及冗余分析,放线菌门、浮霉菌门与疣微菌门等均随林龄增长出现较大变化,且与土壤可溶性有机质以及速效养分有显著相关性（P<0.05）,说明这几种细菌群落对土壤养分变化较敏感;土壤养分变化会影响土壤酶活性,蔗糖酶与全碳呈显著正相关（P<0.05）,与速效钾呈显著负相关（P<0.05）,与放线菌门呈极显著负相关（P<0.01）。脲酶与速效氮呈显著负相关（P<0.05）,脲酶与变形菌门、绿弯菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门以及拟杆菌门均存在较强相关性。综上,不同的土壤细菌种群与酶活性对各养分变化的响应程度不一,细菌群落结构与酶活性能反映不同林龄杉木林土壤的质量变化,适量延长杉木人工林种植年限有益于土壤质量恢复。本研究结果对指导杉木人工林优质经营有重要意义。     

宁夏荒漠草原不同林龄人工柠条林地土壤优先流研究

土壤优先流作为土壤中常见的水分流动方式,会造成土壤水分流失、地下水污染及坡面土体稳定性降低等问题。以位于宁夏盐池县的典型荒漠草原为研究区域,通过土壤水分入渗染色法、CT扫描法、图像处理技术相结合的分析方式,选取人工营造9、14、24、35年的柠条灌丛林地,以空白草地作为对照,探究不同恢复年限人工柠条林土壤优先流特征及其与土壤大孔隙与根系的关系。结果表明：(1)不同林龄柠条林地土壤优先流特征及大孔隙度具有显著差异,表现为随着种植年份的增加,土壤大孔隙度逐渐升高,土壤入渗染色深度随之加深,同时染色面积比随着柠条林林龄的增加而增大。(2)土壤基质流深度表现为随着种植年份的增加而增大,人工柠条林地的土壤优先流程度显著高于草地。(3)随着人工柠条林龄的增加,土壤根系数量增加,而灌丛生长发育过程中的根系活动使得灌丛林地土壤具有更多迂曲度低、连通性强的大孔隙,这些大孔隙是导致土壤水分优先迁移的主要因素。因此,植物根系和土壤大孔隙变化是影响荒漠草原人工柠条恢复过程中土壤水分分布的关键因素,合理配置人工林以改善根系及土壤结构特征,或可有效提高荒漠草原地区的土壤水分利用效率。     

海岸带不同林龄木麻黄对重金属的吸收与富集作用

为研究不同林龄木麻黄对重金属的吸收与富集作用,用ICP-MS测定了福建东山县国有防护林场10、16、20、30年生木麻黄小枝、细根、凋落物及林地土壤中的5种重金属(Cr、Cu、Zn、Cd和Pb)含量。结果表明,木麻黄对不同重金属的吸收能力不同,从高到低为ZnCrPbCuCd;木麻黄细根中Cr和Cu、Pb,Fe和Cu,Zn和Cd具有明显的协同作用;各林龄木麻黄对重金属均具有一定的耐性,对Cu、Zn、Cd、Pb有很好的富集作用;20年生木麻黄的重金属年积累量最高;说明木麻黄对重金属的净化作用具有极大的潜力,20年生木麻黄作用最为明显。     

海南岛不同林龄短枝木麻黄凋落物内外真菌多样性分析

以海南海口桂林洋滨海立地上幼龄林、中龄林和成熟林短枝木麻黄为研究对象,采集凋落物和林地土壤样品,利用IlluminaMiseq PE300测序平台对凋落物内外真菌ITS rDNA进行高通量测序,分析了凋落物内外真菌群落多样性及其与凋落物和林地土壤理化性质的关系。结果表明：（1）所有样品获得669476条有效序列,隶属6门23纲59目119科212属314种。3林龄木麻黄凋落物外生真菌多样性和丰富度高于内生真菌。（2）内外真菌群落结构有较大共性,子囊菌门和担子菌门为优势门,煤炱目、炭角菌目和木耳目为内外真菌共同优势目。Coniochaetales、Magnaporthales等4个目仅在凋落物内部分布,而蛙粪霉目、丝孢酵母目为外生真菌特有菌群。（3）木麻黄凋落物pH值和有机碳显著影响着凋落物内生真菌群落结构,而土壤容重和铵态氮显著影响着外生真菌群落结构。研究结果为探讨微生物在木麻黄凋落物降解过程中作用的研究奠定基础。     

不同林龄短枝木麻黄小枝单宁含量及养分再吸收动态

通过对福建省惠安县不同林龄短枝木麻黄人工林不同发育阶段小枝单宁含量及氮磷再吸收率的研究,探讨了短枝木麻黄林分发育过程中的营养保存策略。结果表明,幼龄林(5年生)成熟小枝中的总酚(TP)、可溶性缩合单宁(ECT)总缩合单宁(TCT)含量及蛋白质结合能力(PPC)显著高于成熟林(21年生)和衰老林(38年生)。随着林分发育,成熟小枝中N含量显著升高,而P含量呈降低趋势。不同发育阶段林分成熟小枝中N:P比均大于20,且随着林龄的增加而升高。磷再吸收率(PRE)显著高于氮再吸收率(NRE),均以成熟林分最高。这表明短枝木麻黄小枝单宁含量与养分再吸收受林龄影响,其养分保存机制会随着林分生长发育的变化而进行调节。     

蒙古沙冬青根际土壤细菌群落组成及多样性与生态因子相关性研究

蒙古沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）是中国西北荒漠唯一的常绿阔叶灌木,耐干旱、抗逆性强,在水土和荒漠化防治方面发挥着重要作用。为了探究蒙古沙冬青根际微生物多样性与生态因子互作机制,采用高通量测序技术测定了26个自然种群根际土壤细菌多样性;利用冗余分析（Redundancy analysis,RDA）探讨了根际细菌群落组成和多样性与生态因子之间的关系。结果表明：蒙古沙冬青根际土壤细菌隶属于15门、43纲、68目、123科、185属;主要优势细菌群为蓝菌门（Cyanobacteria）65.74%、变形菌门（Proteobacteria）21.72%、放线菌门（Actinobacteria）6.28%（相对丰度>2%）;优势菌纲为α-变形菌纲（Alphaproteobacteria）17.48%、放线菌纲（Actinobacteria）4.76%、γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）3.28%。RDA分析显示：生态因子能够解释蒙古沙冬青根际土壤细菌群落多样性52.69%的方差,其中年均降雨量（F=12.8,P=0.002）、纬度（F=5.1,P=0.016）、太阳辐射（F=5,P=0.02）是影响土壤细菌多样性的主要因素。研究结果可为深入认识荒漠生态系统中根际土壤细菌的群落结构和影响因素提供理论依据。     

不同经营模式山核桃林地土壤pH值、养分与细菌多样性的差异

为探究土壤细菌多样性及其功能对山核桃(Carya cathayensis)经营模式的指导作用, 本文采用16S rRNA基因高通量测序技术检测并比较了生态经营和过度经营的山核桃林土壤中的细菌群落, 分析了山核桃干腐病发病期干腐病感病指数、土壤pH值、养分与细菌多样性的相关性。结果表明: (1)生态经营山核桃林的感病指数(3.3 ± 3.35)显著低于过度经营山核桃林(81.9 ± 1.27)。(2)生态经营山核桃林土壤pH (6.64 ± 0.06)显著高于过度经营山核桃林(5.80 ± 0.04)。(3)过度经营山核桃林土壤的速效磷、速效钾和速效氮含量分别为18.10 ± 0.58 mg/kg、698.63 ± 11.24 mg/kg和227.13 ± 3.81 mg/kg, 均分别显著高于三者在生态经营山核桃林土壤中的含量(14.94 ± 0.27 mg/kg、497.13 ± 6.19 mg/kg和195.28 ± 6.01 mg/kg)。(4)生态经营和过度经营山核桃林土壤分别有14和21个主要细菌属, 其中鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、Gaiella和溶杆菌属(Lysobacter)为生态经营山核桃林土壤的优势属, 其相对多度显著高于过度经营山核桃林; 而Bryobacter、Candidatus Solibacter和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)为过度经营山核桃林土壤中的优势属, 其相对多度显著高于生态经营山核桃林。两种经营模式下山核桃林土壤的OTUs、Ace指数、Chao指数、Shannon指数和Simpson指数无显著差异。RDA分析与蒙特卡罗检验表明, pH值、速效磷和速效氮均对土壤细菌优势菌群群落结构有显著影响(P < 0.05)。     

不同林龄云杉人工林的根系分泌物与土壤微生物

采用野外原位收集方法,对川西米亚罗林区不同林龄(9、13、31年)的粗枝云杉人工林根系分泌物和土壤微生物进行了研究.结果表明:不同林龄粗枝云杉人工林根系的单位质量、长度、面积及根尖分泌速率存在显著差异,表现为9年生云杉林的分泌速率显著大于13年生和31年生云杉林.13年生云杉林的根系活力显著小于9年生和31年生云杉林.不同林龄粗枝云杉人工林的根际土、非根际土微生物量碳(MBC)和氮(MBN)存在显著差异,根际土表现为31年生13年生9年生,非根际土为13年生31年生9年生.随林龄的增加,粗枝云杉的根际土细菌、真菌、放线菌磷脂脂肪酸含量及总量呈现出高-低-高的变化趋势,而非根际土细菌、真菌磷脂脂肪酸含量、总量及真菌/细菌呈低-高-低的趋势.粗枝云杉根系对土壤MBC、MBN及功能群磷脂脂肪酸含量具有正根际效应.     

贡嘎山不同林龄峨眉冷杉种子雨及土壤种子库

本文采用种子雨收集器、土壤种子库筛选、室内萌发实验及野外实地调查等手段,研究了贡嘎山海螺沟内不同林龄和海拔分布上下界限的6个峨眉冷杉(Abies fabri)林的土壤种子库、种子雨的组成和时空分布特征.结果表明:土壤种子库分布随土壤深度增加而减少,主要集中在凋落物层;在同一海拔,随着林龄增加,土壤种子库和种子雨大小先增加再降低,成熟林达到最大值,且其完整种子比例最高,整体质量最好;不同海拔,林龄相近的成熟林调查结果显示,海拔分布上下界限的峨眉冷杉林土壤种子库和种子雨显著小于海拔分布中段的成熟林,这可能与海拔引起的水热条件差异有关;峨眉冷杉林的最佳结实阶段在成熟林,其种子质量好,且散布后在林下保存得最好;树种生物学特性和林下微生境可能是主要原因.     

河南宝天曼不同林龄与林型森林土壤的细菌群落结构与多样性

采用高通量16S rRNA标签测序法,比较了地处北亚热带与暖温带过渡带的宝天曼自然保护区不同林龄与林分类型的土壤细菌群落结构及多样性.结果表明： 宝天曼森林土壤细菌以变形菌门(29%)、酸杆菌门(18.5%)、疣微菌门(10%)等为主,共检测到60门1209属,优势属主要有疣微菌门的DA101(6.3%)、酸杆菌门的Acidobacteria 2(5.9%)和Candidatus Solibacter(2.9%)、泉古菌门的Candidatus Nitrososphaera(2.6%)等.不同林龄和林分类型土壤分别具有特有的种属组成及高丰度和低丰度种属.林龄与林分类型都对土壤微生物群落结构影响显著,且林分类型的影响大于林龄.80年林龄的锐齿栎土壤菌群多样性在不同林龄和林分类型中均最低.pH、土壤全氮、有机碳等是不同林龄及林分类型下土壤菌群结构变化的重要影响因子.     

三峡库区不同林龄马尾松土壤养分与酶活性的关系

基于对三峡库区不同林龄马尾松林下土壤养分和酶活性的测定及典范对应分析,探讨了不同林龄马尾松林土壤养分、酶活性特征及其相互关系.结果表明:马尾松林0 ～ 20 cm土壤有机质、总氮、铵态氮和有效磷含量均表现出成熟林＞中龄林＞近熟林;随着林龄的增加,土壤转化酶活性先降低后增加,纤维素酶、多酚氧化酶活性逐渐降低,而脲酶和过氧化物酶活性先增加后降低.经典范对应分析,不同林分中主要土壤养分对酶活性的影响顺序为总氮＞有机质＞pH＞容重＞铵态氮＞有效磷,转化酶与土壤有机质、总氮、总磷呈显著正相关,过氧化物酶与有机质、总氮、总磷、容重呈显著负相关,土壤主要养分含量高,转化酶活性较高,过氧化物酶活性相对较低.转化酶、纤维素酶和过氧化物酶是评价土壤质量及肥力较好的生物学指标.     

苏北不同林龄杨树林土壤活性碳的季节变化

土壤活性有机碳是全球碳循环中的最为活跃的重要组成部分。为阐明苏北沿海杨树人工林土壤活性有机碳季节变化特征及其主要影响因子,选择不同林龄(4、8、12、15、20a)的杨树人工林,研究了0～10、10～25和25～40cm土层水溶性有机碳、微生物生物量碳及土壤温度、湿度等生态因子的季节动态变化。结果表明:不同林龄的杨树林土壤水溶性有机碳和土壤微生物生物量碳总体上表现为春夏季节大于秋冬季节,且均以0～10cm土层变化差异最显著;土壤水溶性有机碳最大值出现在春季,最小值在秋季;土壤微生物生物量碳最大值在夏季,最小值在秋季或冬季。相关关系分析表明,土壤水溶性有机碳含量和微生物生物量碳之间具有显著的相关关系,2种活性碳与土壤温湿度的相关关系不显著。研究表明,土壤活性碳的季节变化不仅受到温湿度季节变化的影响,还受到土壤理化性质、地被特征及其季节变化等因素的综合影响。     

广东中西部桉树人工林植物多样性与林龄和土壤因子的关系

以位于广东省中西部的高要市桉树人工林林下植被群落为研究对象,对不同龄级林分物种多样性进行比较分析,采用典范对应分析(CCA)方法进行排序并通过相关分析,对物种分布和多样性与土壤因子的关系进行了研究。结果表明,每龄级24块样地充足,从第9块样地开始不同龄级的物种数目出现一定程度的差异。桉树林分样地中共有136种植物,隶属54科107属,灌木层的种类最多,但以草本层物种为优势种。不同龄级林分之间物种多样性差异不显著,但1—2年生林分低于2—4年生和5—6年生两个龄级;3—4年生的Shannon指数、Simpson指数和丰富度最高。对植被物种的分布,土壤中有机质、全磷、全钾和容重的影响明显,pH值也有一定程度作用,而对物种多样性,pH值和全氮是最为稳定的影响因子。     

武夷山不同林龄甜槠林土壤呼吸特征及影响因素

为揭示中亚热带常绿阔叶林群落优势种一甜槠天然林不同林龄林下土壤呼吸(Soil respiration,RS)差异及影响因素,采用LI-8100开路式土壤碳通量系统对武夷山自然保护区不同林龄(18、36、54、72 a)天然甜槠林进行了1年的野外原位测定。结果表明:(1)不同林龄甜槠林RS季节动态呈现明显的单峰趋势,林龄对冬季RS影响并不显著(P>0.05),秋季18 a甜槠林RS与其他3种林龄差异显著(P<0.05),林龄对土壤含水率的季节变化没有显著影响(P>0.05);(2)不同林龄甜槠林5 cm深土壤温度与RS拟合R2明显高于土壤含水率与RS拟合R2,随着林龄增大,RS温度敏感性指数Q10值呈上升趋势,依次为1.551、1.589、1.640、1.664,且54、72 a甜槠林RS温度敏感性指数Q10值显著高于18、36 a(P<0.05);(3)土壤含水率与5 cm深土壤温度共同解释了RS变异的86%—90.3%;0—60 cm土层根系生物量与5 cm深土壤温度共同解释了RS变异的88.3%—91.8%,由此可见,生物因子与非生物因子双因素拟合可以更好地解释不同林龄RS差异。在对未来森林植被土壤呼吸及碳汇功能进行研究时,应在考虑林龄及季节差异的基础上,加强对生物因子的测定。     

不同林龄杉木人工林细菌群落多样性及其影响因素

研究杉木(Cunninghamia lanceolata)生长过程中土壤养分、土壤细菌群落变化特征, 有助于了解杉木经营中地力衰退的成因。采用Illumina PE250平台测定了幼林(3年)、中龄林(8年)、近熟林(12年)、成熟林(21年)的土壤细菌群落多样性, 并研究了其与土壤养分等环境因子的相关性。结果表明: (1)随着林龄增长, 除有效磷(AP)外, 土壤有机碳(SOC)及有效氮(AN)、有效钾(AK)并未出现下降趋势, 中龄林的SOC、AN、AP、AK相对最高。(2)细菌群落中酸杆菌门(43.79%—57.66%)、变形菌门(14.21%—31.83%)、绿弯菌门(11.52%—24.23%)的菌群占优势地位。(3)成熟林土壤细菌群落中OTU数量最少, Chao指数也最低。对于细菌群落Shannon-Wiener指数, A层土壤(0—20 cm)为幼林最高, 成熟林最小, B层土壤(20—40 cm)为中龄林最高, 近熟林最低。(4)基于Unweighted Unifrac距离的RDA分析表明, 杉木人工林细菌群落组成主要受坡度、海拔、树高、AK的影响, 其中坡度、树高、海拔更多解释林龄间的差异, 而AK更多解释土壤层次间的差异。研究表明, 研究区杉木林土壤养分并未随着林龄增长而下降; 林龄间细菌群落组成差异主要受坡度、树高、海拔影响, AK主要引起土壤层次间细菌群落的差异。     

不同林龄马尾松人工林林下植物多样性与土壤理化性质

为了解长江上游低山丘陵区不同林龄的马尾松(Pinus massoniana)人工林植物物种多样性与土壤特性的变化特征及其联系,选取不同林龄的马尾松人工林作为研究对象,对林下植物多样性和土壤理化性质进行研究。结果表明:(1)3年生马尾松林下喜光植物较多,随林龄增加人工林郁闭度增大,耐阴植物增多。(2)林下物种丰富度指数中龄林最大,成熟林略有下降但明显高于幼龄林。草本层、灌木层的Simpson指数和Shannon指数随林龄增加均呈现早期波动、中期下降、后期增加的变化趋势。(3)随林龄增加,土壤各理化指标的变化不尽相同,但到成熟林时期,土壤有机质、全氮、全磷含量均有所升高,说明马尾松林到成熟林阶段其土壤肥力状况得到一定的提升。(4)群落演替过程中物种多样性变化与土壤因子存在一定相关性,土壤pH、土壤含水量、全磷与植物多样性的关系最为密切。土壤理化性质影响着物种更新和演替进程,同时林下植物群落的演替导致土壤水分和养分发生变化,使得土壤基质的稳定性提高,为更多物种的生存、定居、生长发育提供良好的条件。     

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.     

不同林龄杉木人工林土壤硝化和反硝化作用

对不同林龄杉木人工林(5、8、21、27和40年生)土壤硝化与反硝化过程及功能微生物丰度进行研究。结果表明: 土壤净硝化速率随林龄的增加波动变化,8、27年生杉木人工林土壤净硝化速率显著低于5、21和40年生。27年生杉木人工林土壤氨氧化古菌(AOA) amoA基因丰度显著低于40年生,其他林龄AOA amoA基因丰度之间无显著差异。不同林龄杉木人工林的氨氧化细菌(AOB) amoA基因丰度、反硝化功能基因丰度以及反硝化潜势均无显著差异。逐步回归分析表明,土壤氨氧化微生物AOA amoA基因丰度受土壤理化性质的影响不显著,土壤总碳和土壤pH是影响AOB丰度的重要因子。反硝化功能基因narG、nirK及nosZ随土壤pH的增加而增加,编码亚硝酸盐还原酶(NIR)的功能基因(nirK、nirS)受土壤总碳的影响。林龄可通过影响AOA amoA基因丰度影响土壤净硝化速率。林龄直接作用于反硝化潜势,或间接影响土壤微生物生物量碳、土壤pH及反硝化功能基因丰度(narG和nirK),进而影响反硝化潜势。相较于反硝化过程,土壤硝化作用及AOA amoA基因丰度对杉木林分发育更加敏感,可适当延长轮伐期以降低土壤硝化作用造成的氮流失风险。