不同杉木林經(jīng)營模式土壤微生物多樣性及碳、氮庫比較研究.pdf

1、杉木是我國南方特有的，且已有千年歷史的重要用材樹種之一，在我國南方林業(yè)生產(chǎn)中不僅能提供木材和多種林副產(chǎn)品，而且在保護(hù)生態(tài)環(huán)境、維持森林生態(tài)系統(tǒng)平衡方面具有十分重要的地位和作用。隨著杉木人工林造林規(guī)模的不斷擴(kuò)大，純林化、針葉化和多代連栽的現(xiàn)象日益嚴(yán)重，已造成較為嚴(yán)重的水土流失、地力衰退等現(xiàn)象，直接制約當(dāng)前杉木人工林的可持續(xù)發(fā)展。近些年來對于杉木人工林地力衰退問題已有許多報道，但更多學(xué)者還主要集中在有關(guān)機(jī)制方面的研究，而對杉木人工林地力衰退

2、防治技術(shù)體系還沒有進(jìn)行具體而深入的研究。雖然目前有些學(xué)者們也提出了一些防治技術(shù)措施或者對策（如營造杉闊混交林、林下套種闊葉樹和林地施肥等），但由于這些技術(shù)措施在實(shí)際經(jīng)營中需要大量的人力物力，且實(shí)施難度較大，經(jīng)濟(jì)成本較高等原因，還難以得到推廣應(yīng)用，大多數(shù)還仍然停留在理論層面上。因此，如何從整個生態(tài)系統(tǒng)角度出發(fā)，充分利用自然力，來構(gòu)建近自然的杉木林經(jīng)營模式，已成為當(dāng)前杉木人工林地力衰退防治的一個迫切需要解決的重大課題。
　　本研究主要

3、內(nèi)容包括：⑴以不同杉木林經(jīng)營模式為研究對象，應(yīng)用Biolog生態(tài)板研究土壤微生物功能多樣性，結(jié)果表明，當(dāng)培養(yǎng)144h后不同杉木林經(jīng)營模式土壤Biolog生態(tài)板AWCD值在0-10 cm和10-20 cm均以萌芽林最高，二代杉木人工林1最低，表明5種不同經(jīng)營模式中萌芽林的土壤微生物群落碳源代謝能力最大，二代杉木人工林1最小。在0-10 cm和10-20 cm土層不同杉木林經(jīng)營模式土壤微生物群落對多聚物、羧酸類、氨基酸類碳源的利用能力均高于

4、其他3種碳源的利用能力。在0-10 cm土層不同杉木林經(jīng)營模式的6類碳源的累積利用情況高于10-20 cm土層。在0-10 cm和10-20 cm土層上，二代杉木人工林1的Shannon-wiener指數(shù)均最小，表明二代杉木人工林1利用的土壤微生物碳源種類較少且較不均勻。⑵應(yīng)用PLFA技術(shù)對不同杉木林經(jīng)營模式土壤微生物結(jié)構(gòu)多樣性進(jìn)行分析，結(jié)果表明從不同經(jīng)營模式土壤中共檢測到17種微生物群落磷脂脂肪酸生物標(biāo)記，且不同經(jīng)營模式土壤各類型微生

5、物群落磷脂脂肪酸含量存在一定差異，各菌群的磷脂脂肪酸含量以細(xì)菌最高，放線菌最低，其中放線菌僅在天然林（0.51nmol·g-1）中被檢測出來。不同杉木林經(jīng)營模式土壤總磷脂脂肪酸含量存在顯著性差異（P＜0.05），土壤總磷脂脂肪酸含量在33.15-10.48 nmol·g-1之間，含量排序?yàn)椋禾烊涣?二代杉木人工林2>萌芽林>老齡林>二代杉木人工林1。土壤真菌磷脂脂肪酸含量存在顯著性差異（P＜0.05），不同杉木林經(jīng)營模式中其它土壤菌群磷

6、脂脂肪酸含量均不存在顯著性差異。⑶不同杉木林經(jīng)營模式中，二代杉木人工林2的真菌/細(xì)菌值最大為0.67，老齡林的真菌/細(xì)菌值最小為0.38，說明二代杉木人工林2更能有效地提高土壤真菌的含量所占的比例。不同杉木林經(jīng)營模式土壤G+/G-的值在2.70-0.46之間，其中，天然林的G+/G-值最大，萌芽林的G+/G-值最小。不同杉木林經(jīng)營模式土壤微生物群落磷脂脂肪酸 Pielou指數(shù)之間差異較小，說明各經(jīng)營模式土壤微生物分布均勻度差異較小。不同

7、杉木林經(jīng)營模式土壤微生物群落磷脂脂肪酸Simposon指數(shù)天然林最大，而萌芽林與老齡林較小，說明天然林土壤的一些優(yōu)勢磷脂脂肪酸的相對含量較高，萌芽林與老齡林土壤的一些優(yōu)勢磷脂脂肪酸的相對含量較低。⑷不同杉木林經(jīng)營模式土壤全 C含量和土壤 C儲量均不存在顯著差異（P＞0.05）?？傮w上不同杉木林經(jīng)營模式土壤C儲量呈現(xiàn)出：二代杉木人工林1>二代杉木人工林2>天然林>萌芽林>老齡林的大小順序。不同杉木林經(jīng)營模式土壤DOC含量僅在0-10cm土

8、層存在極顯著差異（P＜0.01），土壤 DOC含量在各土層上均以萌芽林土壤DOC含量最高。各土壤層次上，不同杉木林經(jīng)營模式土壤MBC含量均存在極顯著差異（P＜0.01），萌芽林和老齡林土壤MBC的含量均最高，其次為天然林，二代杉木人工林2和二代杉木人工林1的土壤MBC的含量均較低。表明萌芽林和老齡林更有利于土壤微生物的繁殖和生長，提高了土壤MBC含量，從而使林地土壤肥力得以恢復(fù)和改善，尤其是萌芽林模式。土壤全C含量、土壤C儲量、土壤DO

9、C含量、土壤MBC的含量均隨土層的加深而逐漸降低，具有明顯的土壤垂直分布特征。⑸在各土層上，不同杉木林經(jīng)營模式土壤全N含量和土壤N儲量皆不存在顯著差異（P＞0.05）。土壤N儲量以二代杉木人工林1與二代杉木人工林2較高，萌芽林與老齡林較低。不同杉木林經(jīng)營模式土壤銨態(tài)氮含量變化范圍在20.83-10.23 mg·kg-1。且土壤銨態(tài)氮含量差異不顯著（P＞0.05）。不同杉木林經(jīng)營模式土壤硝態(tài)氮含量變化范圍18.72-2.24 mg·kg-

10、1。各土層上均以萌芽林與老齡林含量較高。不同經(jīng)營模式土壤DON含量變化范圍在16.08-1.76 mg·kg-1。不同經(jīng)營模式土壤 DON含量僅在20-40 cm土層存在顯著差異（P＜0.05）。不同經(jīng)營模式土壤MBN含量存在極顯著差異（P＜0.01），土壤MBN含量在78.1-10.6 mg·kg-1之間。從各土壤層次來看，土壤MBN含量呈現(xiàn)萌芽林、老齡林和天然林土壤MBN的含量較高，二代杉木人工林2和二代杉木人工林1的土壤MBN的含

11、量較低。不同杉木林經(jīng)營模式土壤全N含量、土壤N儲量、土壤銨態(tài)氮含量、土壤硝態(tài)氮含量、土壤DON含量、土壤MBN含量均隨土層的加深而逐漸降低，有明顯的土壤垂直分布特征。⑹不同杉木林經(jīng)營模式在0-10 cm土層上的綜合得分排序?yàn)椋好妊苛?、老齡林與二代杉木人工林2高于二代杉木人工林1。在10-20 cm土層上的綜合得分排序?yàn)椋好妊苛?、老齡林與二代杉木人工林1高于二代杉木人工林2。在20-40 cm土層上的綜合得分排序?yàn)椋好妊苛?、二代杉木人工?/p>