大兴安岭兴安落叶松林土壤真菌群落特征研究

为了研究不同林型兴安落叶松林土壤真菌群落结构特征,探讨土壤真菌群落结构变化的影响因子,进一步弄清楚土壤真菌群落结构与不同兴安落叶松林之间的关系和作用。本研究分别以藓类兴安落叶松林、杜香兴安落叶松林、草类兴安落叶松林和杜鹃兴安落叶松林的土壤真菌为研究对象,采用高通量测序方法对土壤进行测序,分析了土壤真菌的Alpha多样性、物种组成和丰度,并研究土壤理化性质对真菌群落结构的影响。结果表明,大兴安岭兴安落叶松林共检测到4门11纲36目63科74属土壤真菌。优势菌门为子囊菌门Ascomycota、担子菌门Basidiomycota、接合菌门Zygomycota、壶菌门Chytridiomycota,主要的优势菌属为隐球菌属Cryptococcus、小轮孢霉属Troposporella、丝膜菌属Cortinarius、拟锁瑚菌属Clavulinopsis(5.63%)、被孢霉属Mortierella、虫草属Cordyceps。Mortierella、Udeniomyces、Cortinarius、Cryptococcus、Trichoderma、Cordyceps、Clavulinopsis等菌属受土壤环境因子和土壤理化性质影响显著。通过冗余分析发现,土壤含水率、p H值、土壤氮、土壤磷、有机碳等是不同土壤环境中土壤真菌群落结构变化的重要影响因子。本研究表明寒温带兴安落叶松林中不同土壤环境的土壤真菌群落存在差异,土壤真菌群落与土壤环境因子之间具有相关性。     

4种寒温带兴安落叶松林土壤CO_2,CH_4和N_2O排放通量特征

利用静态箱-气相色谱法,研究大兴安岭4种典型落叶松林(藓类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)在生长季主要温室气体(CO_2、CH_4和N_2O)排放通量特征及与土壤理化性质的关系。结果表明:4种落叶松林均为CO_2的排放源,平均排放通量分别为45.88(藓类-兴安落叶松林)、38.68(杜香-兴安落叶松林)、54.54(草类-兴安落叶松林)和62.98(杜鹃-兴安落叶松林) mg·m~(-2)h~(-1)。其中杜鹃-兴安落叶松林排放通量最高,4种林型土壤CO_2排放通量均与土壤温度呈显著正相关。CH_4平均排放通量依次为0.089(藓类-兴安落叶松林)、-0.037(杜香-兴安落叶松林)、0.004(草类-兴安落叶松林)和-0.03(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),藓类-兴安落叶松林和草类-兴安落叶松林为CH_4的源,另2种林型表现为CH_4的汇。其中藓类-兴安落叶松林贡献了该地区95%以上的CH_4排放量。草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度存在显著相关性。藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林与土壤有机碳呈显著负相关。4种林型中仅杜鹃-兴安落叶松林土壤CH_4排放通量与5 cm深土壤含水量存在显著相关性。N_2O平均排放通量依次为0.007 3(藓类-兴安落叶松林)、0.012(杜香-兴安落叶松林)、0.009 3(草类-兴安落叶松林)和-0.0003(杜鹃-兴安落叶松林)mg·m~(-2)h~(-1),表现为N_2O的源(杜鹃除外)。不同月份N_2O排放通量研究结果显示,该地区4种林型N_2O的排放主要集中在夏末和秋季。影响N_2O排放通量的环境因子因林型而异,其中草类-兴安落叶松林与10 cm土壤温度呈显著正相关,与全氮、碱解氮和有机碳呈显著负相关;杜鹃-兴安落叶松林与土壤温度和土壤含水量均呈显著正相关性;藓类-兴安落叶松林和杜香-兴安落叶松林分别与土壤全氮和有机碳存在显著相关性,与土壤温度、含水量、pH值无显著相关性。     

兴安落叶松落叶量和幼苗发生动态的研究

采用野外试验的方法,研究了兴安落叶松原始老龄林下兴安落叶松的更新条件。在所研究的四种林型的兴安落叶松原始老龄林之间,更新差别表现在下种、发芽和存活三方面。种子年时,老龄林下种量每平方米达到300-1000粒,各林型落种量从大到小的顺序为:赤杨落叶松林→丛桦落叶松林→草类落叶松林→杜香落叶松林。一年中的幼苗发生过程可分为四个时期,种子萌发主要在6月,幼苗死亡主要在7月,而8月份幼苗种群变化较小。从有利于落叶松种子萌发和幼苗存活的方面来说,各林型的顺序是:丛桦落叶松林>杜香落叶松林>赤杨落叶松林>草类落叶松林。这个顺序主要取决于土壤表层的湿度,即土壤湿度越大,发芽数和存活数越多。     

大兴安岭兴安落叶松原始林倒木养分含量研究

在大兴安岭兴安落叶松原始林内选择杜香-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林3个典型林型,按照不同树种对倒木的养分含量进行了测定。依据现有的资料,结合研究对象实际,制定了大兴安岭兴安落叶松原始林落叶松和白桦倒木的腐朽等级划分标准。结果表明:不同林型内不同树种倒木有机C、全K、全Na,以及Ca和Mg的含量随着倒木的不断分解均没有明显的变化规律;全N含量均有增加的趋势;全P均保持相对稳定。对3个林型内兴安落叶松倒木的各养分含量之间进行对比,有机C、全K、全P百分含量均为杜鹃-兴安落叶松林﹥草类-兴安落叶松林﹥杜香-兴安落叶松林;全N、全Na和Ca百分含量均为杜鹃-兴安落叶松林﹥杜香-兴安落叶松林﹥草类-兴安落叶松林;Mg百分含量为草类-兴安落叶松林﹥杜鹃-兴安落叶松﹥杜香-兴安落叶松。     

南瓮河自然保护区典型林分土壤水文效应研究

森林土壤的水文效应是评价水源涵养功能重要指标。以草类兴安落叶松林、白桦林和山杨林作为研究对象,对南瓮河国家级自然保护区不同林型土壤水文效应进行研究,结果表明:(1)不同林型土壤容重均随土层深度增加而增加,各林分类型土壤容重的顺序为草类兴安落叶松林(1.22g·cm~(-3))草类白桦林(1.29g·cm~(-3))草类山杨林(1.32g·cm~(-3))。(2)土壤非毛管孔隙度、总孔隙度草类兴安落叶松林最小,草类山杨林最大;毛管孔隙度草类白桦林最大,草类兴安落叶松林最小。(3)不同林型0~30cm土层土壤最大持水量差异较大,草类山杨林为1 514.78t·hm~(-2),最大;草类兴安落叶松林为1 397.53t·hm~(-2),最小。不同林型土壤有效贮水量为草类白桦林(127.33t·hm~(-2))草类兴安落叶松林(135.81t·hm~(-2))草类山杨林(202.01t·hm~(-2))。     

大兴安岭3种主要林型兴安落叶松土壤种子库与天然更新

以内蒙古大兴安岭北部兴安落叶松天然林的3种主要林型杜香-兴安落叶松林、杜鹃-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林为研究对象,利用样地调查数据,研究其土壤种子库与天然更新的相关性。采用SPSS及Winkelmass软件进行单因素方差、相关性及空间分布格局分析。结果显示:土壤种子在不同林型间存在显著差异,并且不同土层当中各林型组的种子密度均呈现明显的垂直分布。从土壤种子库与幼苗天然更新株数的相关系数来看,幼苗天然更新与土壤种子库有活力种子及枯落物层种子的相关性极好、与土层0～5 cm的种子存在显著正相关,而与土层5～10 cm种子相关性不显著。3种主要林型平均角尺度分别是:杜香-兴安落叶松林w=0.595、杜鹃-兴安落叶松林w=0.576、草类-兴安落叶松林w=0.596,平均角尺度均大于0.517,更新幼苗分布格局均呈现聚集分布。幼苗天然更新与土壤种子库有一定的关联性,种源条件是制约兴安落叶松天然更新的主要因素之一。     

兴安落叶松天然林不同林型土壤养分分布特征研究

以内蒙古大兴安岭兴安落叶松天然林不同林型土壤为研究对象,通过对土壤A层、B层的养分含量(有机质、氮、磷、钾)的测定,研究了兴安落叶松天然林不同林型、不同龄组的土壤肥力及垂直分布特征。结果表明:兴安落叶松林各林型土壤养分含量分布特征为土壤有机质含量全钾含量全氮含量全磷含量。有机质含量、全氮含量分布特征为藓类—落叶松林草类—落叶松林杜香—落叶松林;全磷、全钾含量分布特征为杜香—兴安落叶松林草类—兴安落叶松林藓类—兴安落叶松林。大多数林分的土壤有机质、氮、磷、钾的垂直分布规律为:土壤A层土壤B层。土壤有机质的变化规律与土壤全氮的变化规律具有高度的正相关性。     

关帝山针叶林土壤细菌群落结构特征

【目的】分析环境与空间因素在寒温性针叶林土壤细菌群落构建中的作用,为区域森林生态系统管理措施的制定提供理论依据。【方法】利用Illumina高通量测序技术分析关帝山庞泉沟自然保护区华北落叶松林(Lp)、青杄林(Pw)以及油松林(Pt)4个土壤细菌群落(LpMC1、LpMC2、PwMC和PtMC)的结构,同时测定土壤理化性质和土壤酶活性,探讨细菌群落结构与森林类型和土壤环境因子的相关性。【结果】1)在该区域的森林土壤细菌群落中,变形菌门、拟杆菌门、放线菌门、疣微菌门、浮霉菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、芽单胞菌门、绿弯菌门、衣原体门和硝化螺旋菌门为优势细菌群。2)优势细菌类群相对丰度和土壤环境因子的RDA分析表明,土壤含水率、碳氮比、pH以及土壤酶活性是影响土壤细菌群落结构的重要因子。其中,变形菌门中的大部分类群和拟杆菌门更适于生活在酸性、湿度大、营养状况良好的土壤中,主要碳源是易分解性碳;放线菌门、浮霉菌门和绿弯菌门则在碱性、干旱、营养贫瘠的土壤中更占优势,主要分解顽固性碳。3)Alpha多样性分析结果表明,土壤细菌群落多样性在4个样地间存在差异,在营养贫瘠的油松林样地土壤中细菌群落(PtMC)丰富度低,多样性高;而在营养丰富的高海拔华北落叶松样地中细菌群落(LpMC1)丰富度高,多样性低。4)细菌群落Beta多样性分析结果表明,青杄林和油松林的土壤细菌群落(PwMC与PtMC)、高海拔华北落叶松林和低海拔华北落叶松林的土壤细菌群落(LpMC1与LpMC2)结构分别具有相似性。【结论】受环境选择和扩散限制的共同影响,不同针叶林土壤细菌群落结构和物种多样性具有显著差异。据此,可通过制定不同的育林措施,改变林下土壤环境,进而优化土壤细菌群落结构;提高土壤碳汇,促进土壤氮、硫、磷等营养物质的循环,提高土壤肥力。     

大兴安岭三种森林类型地表可燃物燃烧气体排放量的研究

以大兴安岭林区兴安落叶松林、樟子松林和杨桦林中的草本、枯枝和半分解层为研究对象,采取外业调查取样及室内控制环境燃烧实验相结合的方法,分析了不同林型、不同可燃物燃烧过程CO2、CO、CxHy、NO和SO2释放量的差异。结果表明,草本燃烧CO2排放量阔叶林(杨桦林)大于针叶林(兴安落叶松林、樟子松),针叶林(兴安落叶松林、樟子松)枯枝CO2排放量大于阔叶林(杨桦林),而半分解层兴安落叶松林CO2排放量大于杨桦林和樟子松林。兴安落叶松林半分解层除NO释放量以外,其它四种气体与草本、枯枝无显著的差异。     

兴安落叶松野生苗移植更新造林

甘河林业公司位于大兴安岭东南坡,在许多采伐迹地上兴安落叶松天然更新较好,幼苗密集呈团状分布。开发初期,由于种苗生产跟不上营林的需要,因此结合当地具体情况,进行了采伐迹地野生苗移植更新造林,面积共2019亩。兴安落叶松野生苗移植更新造林地是1958—1959年等带间隔采伐迹地,采伐带宽100米,坡向为东、西、南,坡度5～15°,土壤厚度8～20厘米,伐前林型分别为草类落叶松林、杜鹃落叶松林和矶踯躅落叶松林。在采伐迹地附近有丰富的群团状兴安落     

兴安落叶松原始林生态系统碳密度与碳储量研究

选择大兴安岭杜香-兴安落叶松林、杜鹃-兴安落叶松林、柴桦-兴安落叶松林、草类-兴安落叶松林和藓类-兴安落叶松林5种原始林的林木、下木植被、枯落物、木质残体4种碳库层、林木各器官采用野外实地取样与室内实验分析相结合的方法分别进行碳密度和碳储量的研究。结果表明:1)林木器官碳密度大小序列为树干>树根>树皮>树枝>树叶,分别占林木总碳密度的54.89%,21.98%,10.76%,9.65%和2.72%。2)5种林分类型碳密度大小依次为草类-兴安落叶松林型(83.992 4 t/hm2)>杜鹃-兴安落叶松林型(54.788 8t/hm2)>藓类-兴安落叶松林型(50.612 1 t/hm2)>杜香-兴安落叶松林型(49.396 4 t/hm2)>柴桦-兴安落叶松林型(48.587 8 t/hm2),得出兴安落叶松原始林生态系统平均碳密度为57.475 5 t/hm2。3)研究区内兴安落叶松原始林生态系统总碳储量为2.840 3TgC,各碳库层的空间分布序列为林木层(2.054 3 TgC)>枯落物层(0.349 5 TgC)>下木植被层(0.231 6 TgC)>木质残体层(0.204 9 TgC),分别占生态系统总碳储量的72.33%,12.31%,8.15%和7.21%。     

兴安落叶松林3个类型生物及土壤碳储量比较研究

运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,采用重铬酸钾—硫酸氧化湿烧法测定了生物、土壤中的碳。通过对兴安落叶松林3个类型生物及土壤碳储量的比较研究表明:兴安落叶松不同器官中碳素密度变化范围为0.4946~0.5352g/g;杜香落叶松林、草类落叶松林、杜鹃落叶松林生态系统总的碳储量分别为173.21t/hm2、207.81t/hm2、118.95t/hm2,其中生物碳储量分别为53.41t/hm2、86.23t/hm2、33.76t/hm2,土壤碳储量分别为119.80t/hm2、121.58t/hm2、85.19t/hm2;兴安落叶松林有机碳年净固定量为3.51t/(hm2.a)。     

凉水国家自然保护区不同林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物群落组成和多样性分析

【目的】分析凉水国家级自然保护区内的3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)、红松人工林和红松天然次生林5种林型的土壤nosZ型反硝化微生物的群落组成和多样性特征,为全面了解不同林型红松林土壤的反硝化潜势和氮循环过程提供数据支持。【方法】以选取的5种林型红松林林下土壤为研究对象,以反硝化过程中的关键酶——氧化亚氮还原酶的编码基因nosZ为标记基因,采用高通量测序和生物信息学分析技术进行研究。【结果】从5种林型红松林15个土壤样品中一共得到nosZ基因631 878条有效序列,579 871条优质序列,长度分布在178~383 bp之间,主要分布在260 bp。5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物主要门类为变形菌门和拟杆菌门,核心属为伯霍尔德杆菌属、黄杆菌属、慢生根瘤菌属、假单胞菌属、Dechloromonas属、芽单胞菌属、无色杆菌属和中华根瘤菌属。nosZ型反硝化微生物α多样性分析显示:除枫桦红松林的Shannon和Simpson指数显著高于红松天然次生林外,5种林型红松林之间土壤nosZ型反硝化菌群的4种α多样性指数(Shannon、Chao1、ACE和Simpson指数)差异不显著。β多样性分析显示:5种林型土壤nosZ型反硝化微生物群落组成差异显著(R=0.387,P=0.006),但3种原始红松林之间差异不显著。土壤铵氮和全氮含量是显著影响nosZ型反硝化微生物群落的主要因子(P﹤0.05)。【结论】5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物多数α多样性指数无显著差异,但β多样性差异显著,引起不同林型之间nosZ型反硝化微生物组成和丰度的主要环境因子是土壤铵氮和全氮含量。     

不同林型兴安落叶松各器官氮磷钾含量对比研究

以大兴安岭地区兴安落叶松为研究对象,分析了草类—兴安落叶松林、杜香—兴安落叶松林两种林型林木各器官氮、磷、钾含量,以及幼龄林、中龄林、近熟林中林木各器官的氮、磷、钾元素的分配规律。结果表明:草类—兴安落叶松林林木各器官的氮、磷、钾含量大于杜香—兴安落叶松林;林木不同器官的营养元素含量呈现叶枝皮根干的变化趋势;树叶中氮元素含量最多,随着林龄的增大而减小,且在幼龄期达到最大值(8.20%);树干中钾元素含量最多,且随年龄增长无明显变化,树干钾含量幼龄林为0.60%、中龄林为0.60%、近熟林为0.58%;树枝中钾元素含量最多,且随着林龄的增大呈现先减小后增大的趋势;树皮中氮含量随林龄的增长而逐渐增加,钾含量随林龄的增长而逐渐减小;各器官磷元素含量在林木生长发育的各个阶段均小于钾元素含量和氮元素含量。     

华北落叶松林土壤细菌群落结构与表型的环境异质性响应

【目的】研究华北落叶松林土壤微生物群落表型可塑性,揭示土壤微生物群落结构与表型之间的关联及其对环境异质性的响应,为阐释物种共存机制提供理论依据。【方法】在山西省五台山叶斗峰、关帝山庞泉沟自然保护区和芦芽山,沿海拔梯度选择华北落叶松纯林,布设8、10、5个样方,采集0～10 cm土层混合土壤样品。采用高通量测序方法,测定土壤微生物群落的组成和结构;通过Bug Base分析,预测土壤微生物群落表型的变化;通过数据统计分析,揭示群落结构和表型对环境异质性的响应。【结果】五台山叶斗峰、关帝山庞泉沟自然保护区、芦芽山的较大海拔梯度及微生境差异,导致土壤化学性质的站点间显著差异。高通量测序结果表明,变形菌门的相对丰度最高,其次是酸杆菌门、放线菌门和绿弯菌门。菌群表型分析表明,与氧需求相关(需氧、厌氧)及与生物膜形成和移动元件含量相关的表型在不同站点差异显著,且细菌群落结构和表型具有潜在的环境适应一致性和相似的空间分布格局。土壤p H和有机碳、总碳和总氮含量对土壤细菌群落的结构和表型影响显著。【结论】华北落叶松林土壤微生物群落结构和表型受土壤理化性质的显著影响,在不同站点差异很大;但土壤微生物群落结构和表型的环境适应性具有一致性,呈现出协同变化规律,从而总体表现出相似的生物地理分布格局。微生物能通过调整其表型变化加强对环境异质性的适应性。     

不同树种林下套种金花茶土壤微生物多样性分析

为研究不同树种林下套种金花茶(Camellia nitidissima)土壤微生物多样性,利用Illumina-MiSeq高通量测序技术对印度紫檀(Pterocarpus indicus)×金花茶林、荔枝(Litchi chinensis)×金花茶林和湿地松(Pinus elliottii)×金花茶林土壤微生物进行测序,并分析土壤微生物群落结构差异及其与枯落物和土壤理化性质之间的关系,以期为林下套种金花茶栽培模式选择适宜的上层树种提供理论依据。结果表明,不同树种套种处理,土壤pH、有机质和全磷含量对土壤细菌多样性影响显著,毛管持水量对土壤真菌多样性影响显著。印度紫檀、荔枝和湿地松林下的土壤中占比最多的细菌和真菌群落分别为绿弯菌门(Chloroflexi,29.81%)和子囊菌门(Ascomycota,77.61%)、变形菌门(Proteobacteria,34.67%)和子囊菌门(Ascomycota 62.19%)、放线菌门(Actinobacteria,30.50%)和担子菌门(Basidiomycota,63.55%)。印度紫檀林下套种模式的土壤微生物丰富度和多样性最高,特有的细菌属种类也远远多于其他两种。综合考虑土壤理化性质和微生物多样性,在林下套种金花茶模式中,适宜选择落叶阔叶林作为上层林树种。     

杉木林转为油茶林对土壤细菌群落结构的影响

[目的]研究杉木林转为油茶林后土壤细菌群落结构及多样性,为油茶林的可持续经营提供理论基础.[方法]通过高通量测序技术分析杉木林转为油茶林后土壤细菌群落结构及其与土壤理化性质的相关关系.[结果]杉木林和油茶林中共有OUT 2845个,30个门,88个纲,195个目,295个科和887个属.2种林分类型中主要细菌群落有变形...     

莲花湖库区水源涵养林负离子含量研究

通过实地调查与实验分析相结合的方法,测定莲花湖库区主要林型（红松林、兴安落叶松林、杂木林）以及莲花湖湖畔和对比空地内的空气负离子含量,并对其空气清洁度做出评价。结果表明：莲花湖湖畔和不同林型的空气负离子浓度显著高于空地,且不同林型中空气负离子的浓度存在显著差异,杂木林〉红松林〉落叶松林。在改善空气洁净度方面,水源地的贡献最大,其CL均值为0．96,红松林、落叶松林、杂木林和空地分别为0．84、0．72、0．58和0．36。说明水源附近和不同林型内空气清洁度较高。经相关分析得知,空气负离子含量与空气湿度和林分郁闭度呈显著正相关,与空气温度无显著相关,与林分郁闭度呈显著相关,而与胸径、树高无显著相关。     

配方施肥对芳樟林土壤细菌群落的影响

通过16 S rRNA高通量测序方法,对优化配方施肥的芳樟林土壤细菌群落组成及多样性进行分析,结果表明,芳樟林土壤细菌群落主要富集酸杆菌门、变形菌门和绿弯菌门;施肥土壤样地中的ACE指数、Chao 1指数和Shannon指数明显高于未施肥土壤样地;在施肥与未施肥土壤样地中,中坡和下坡位置土壤细菌α多样性均明显高于上坡。     

青海不同林分土壤微生物群落结构(PLFA)

【目的】研究青海省7种林分类型土壤微生物群落组成的变化规律,从微生物的角度为该区森林土壤资源的科学管理与评价以及林分结构调整和生态系统更新、恢复与重建提供科学依据。【方法】利用常规实验室分析和磷脂脂肪酸(phospholipid fatty acids,PLFAs)分析法对青海省云杉、白桦、落叶松和山杨组成的7种不同林分类型(大通青海云杉天然林A、大通白桦次生林B、湟中白桦青海云杉天然混交林C、乐都落叶松白桦天然混交林D、民和山杨人工林E、循化山杨白桦次生林F、尖扎青海云杉天然林G)表层土壤(0~20 cm)的土壤理化特征和微生物量及微生物群落结构的组成进行分析,并探索土壤微生物各菌群与土壤理化特性间的相关性。【结果】研究区不同林分类型土壤中共检测到17种PLFA生物标记,且PLFA生物标记的种类不尽相同,在A和B林分种类最多,而G林分种类最少;7种林分类型土壤中含量最高的PLFA生物标记是16:0,最丰富的脂肪酸种类是饱和脂肪酸;土壤微生物PLFA总量表现为B林分最高,G最低;细菌PLFA含量总体表现为阔叶林最高、针阔混交林其次,针叶林最低,真菌的PLFA含量明显表现为阔叶林混交林针叶林,且细菌的分布量显著大于真菌;7种林分类型土壤微生物多样性指数Simpson指数和Shannon-Wiener指数在F和G林分中显著小于其他类型,而McIntosh指数表现为A,B和D显著大于其他处理;主成分分析表明广义细菌和革兰氏阳性菌是土壤微生物群落类群的主要成分;冗余分析表明pH值、土壤含水量和细根生物量对土壤微生物群落的影响最大,其次为土壤有机碳含量、土壤密度和凋落物现存量。【结论】不同林分类型土壤微生物群落特征及其影响因子存在显著差异,在管理和利用森林生态系统时应考虑土壤微生物群落的变化特征,以便制定出合理的森林管理利用措施。