落叶松人工林土壤养分与微生物群落的变化动态

利用稀释平板法和B iolog检测技术,分析了落叶松人工林土壤微生物群落的时间动态,并测定了土壤养分的月份变化动态。结果表明:在土壤微生物群落中,细菌数量占绝对优势,放线菌次之,真菌最少。5—10月,表层与上层(0~10 cm)细菌数量为先增后减,下层(10~20 cm)为持续减少;表层真菌数量呈增加趋势,其余土层真菌的数量变化无明显规律;表层放线菌数量呈递减趋势,其余土层放线菌的数量变化无明显规律。相关分析结果表明:速效钾的质量分数与细菌数量呈负相关,速效钾和有效磷的质量分数与放线菌数量存在显著正相关性。B iolog Eco微平板的碳源平均颜色变化率随月份变化而不同,8月份最高。5—10月,表层与上层(0~10 cm)土壤微生物群落的多样性指数、丰富度指数、均匀度指数以及下层(10~20 cm)土壤的多样性指数、丰富度指数均呈先增后减的趋势,下层(10~20 cm)的均匀度指数呈先减后增的变化趋势。     

DGGE技术在土壤微生物群落研究中的应用

现代分子生物学的变性梯度凝胶电泳(Denaturing Gradient Gel Electrqphoresis,DGGE)技术是土壤微生物群落研究的有效工具,它直接分离土壤微生物的DNA片段,比传统的培养方法更具明显的优势,已成为研究土壤微生物的重要手段之一。对DGGE技术的原理及其在土壤微生物群落研究中的应用情况、优点和局限性进行了介绍。     

杉木人工林不同发育阶段土壤性质变化的研究

通过对杉木幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林和过熟林5个发育阶段下土壤主要理化性质和生物学性质的分析,探讨了杉木不同发育阶段对土壤性质的影响。结果表明:土壤密度、孔隙度、饱和持水量和田间持水量均受到林木生长的显著影响,这种影响在表层最强烈;土壤有机质含量、全氮量、碱解氮含量和速效钾含量以及土壤细菌、放线菌和真菌数量都表现出幼龄林阶段较高、其后开始明显下降且多数指标在近熟林阶段达到最低、成熟林阶段显著提高、至过熟林阶段达到整个生长发育最高水平的规律性变化。相关分析表明:土壤理化性质表现出的规律性变化与不同阶段下土壤微生物状况的改变密切相关。土壤有效磷含量仅在近熟林—成熟林阶段有显著增加,其他阶段变化不显著。在中龄林和近熟林阶段土壤出现明显的负向极化变化趋势,在该阶段进行整地、施肥等营林措施可能会对林木生长有良好的促进作用。     

黄土高原丘陵区沙棘人工林土壤微生物群落演变特征研究

采用时空互代法,以不同林龄（8、13、18 a）的沙棘人工林为研究对象,分析沙棘人工林在不同生长发育进程中土壤微生物种群结构及土壤养分特性的变化规律。结果表明,1）沙棘人工林磷脂脂肪酸总量、细菌特征脂肪酸总量、真菌特征脂肪酸总量均随着林龄的增长而增加。磷脂脂肪酸总量、细菌总量在成熟林时达到最大值。真菌总量在中龄林时出现最大值,在进入成熟林后略有下降;2）不同林龄的沙棘人工林地土壤养分含量存在明显差异。土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮及速效磷含量随着林龄增加呈显著上升趋势,并于成熟林时达到最大值;3）土壤微生物总PLFA量、土壤细菌PLFA量与土壤有机碳、全氮、碳氮比、全磷、碱解氮、速效磷呈显著正相关关系。真菌PLFA量与土壤全氮、碱解氮呈显著正相关关系,与土壤速效钾呈极显著负相关关系。由此可见,林龄对土壤微生物种群结构和养分特性有显著影响。     

凋落物分解过程中土壤微生物群落的变化

生态系统中凋落物分解是实现营养物质循环及碳循环的一个关键过程,而凋落物分解会受到多种因素的共同作用。基于此,对凋落物分解过程中土壤微生物群落的变化进行分析与研究。     

杉木人工林采伐迹地更新群落结构特征的研究

从杉木人工林科学经营和自然资源管理保护出发，根据定位研究和群落样地调查结果，分析和比较了湖南杉木中心产区会同杉木人工林不同采伐方式迹地上更新群落的组成结构和数量特征。结果表明：迹地群落中共有维管植物８５科１６４属２５４种，其中乔木、灌木、藤本和草本分别为５３种、８５种、３９种和７７种；皆伐和间伐后物种多样性指数高；皆伐８ａ后迹地群落与皆伐２ａ后群落相似性较小，而与间伐８ａ后群落相似性较大；杉木人工     

氮添加对杨树人工林表层土壤微生物群落结构的影响1）

以江苏东台沿海地区杨树人工林地为研究对象,建立野外模拟氮沉降试验样地,试验设置5个氮处理水平,分别为对照（0 kg· hm－2· a－1）、低氮（50 kg· hm－2· a－1）、中氮（100 kg· hm－2· a－1）、高氮（150 kg· hm－2· a－1）和超高氮（300 kg · hm－2· a－1）。于2012年5月开始在生长季（5—10月）每月进行施氮处理,2013年8月和10月运用磷脂脂肪酸法分别分析了土壤微生物群落的变化特征。结果表明,施氮处理近2 a后,两个月份中的土壤微生物磷脂脂肪酸总量均显著下降,细菌、真菌中磷脂脂肪酸的量出现了不同程度的下降,真菌与细菌中磷脂脂肪酸的量之比没有显著变化。磷脂脂肪酸组成的主成分分析显示,除低氮处理样地外,其他水平施氮样地均使微生物群落结构显著变化,且超高氮处理样地变化格局具有季节差异性。     

杉木人工林林地土壤呼吸研究

采用CID-301PS光合测定仪,对20年生杉木人工林林地土壤的CO2排放动态进行了观测,结果表明,杉木林地土壤呼吸速率表现出明显的季节和日变化规律。其季节变化规律为:从1~7月份随温度呈上升的趋势,在7月达年呼吸速率(CO2)的最大值,为1.466μmol/(m2.s),8~12月呈逐渐递减的趋势,并且季节变化明显;日变化规律呈现出单峰曲线,最高峰出现在16:00~18:00。分析了林地土壤呼吸速率与环境因子的关系,指出林地土壤呼吸速率与进入土壤呼吸室的CO2浓度呈显著负相关,说明空气中CO2浓度的升高,将在一定程度上抑制土壤呼吸。同时得出杉木林地土壤呼吸速率与地下5cm温度呈显著正相关,建立了土壤呼吸速率与温度的回归方程,计算出杉木林地土壤的年呼吸量(CO2)为10.517t/(hm2.a)。     

3种人工林土壤微生物群落结构与可溶性有机氮的相关性

土壤可溶性有机氮(SON)不仅直接影响生态系统土壤养分的有效性和流动性,还在微生物生化循环中起着关键作用,但是目前有关土壤微生物群落组成与SON含量的相关性报道很少。测定了南方3种人工林土壤SON含量及土壤微生物群落结构,结果表明土壤水溶性SON含量表现出明显的垂直分布,表层土壤(0～20 cm)水溶性SON含量极显著地高于深层土壤(20～40 cm);不同林型土壤SON含量差异不显著;针阔混交林土壤微生物、细菌、真菌和放线菌的相对生物量极显著地高于阔叶林和针叶林(P<0.001),阔叶林土壤微生物量、细菌和放线菌显著高于针叶林,但阔叶林土壤真菌的相对生物量显著低于针叶林(P<0.05)。假单孢菌和甲烷氧化菌的相对生物量以阔叶林为最高(分别为9 756.3±751.7和1 476.3±15.5 nmol PLFA/g),显著高于针阔混交林和针叶林,而针阔混交林显著高于针叶林(P<0.05)。土壤SON与土壤微生物各组分之间存在显著的正相关性。     

毛竹入侵对杉木人工林表层土壤真菌多样性及群落结构的影响

采用高通量测序技术,探究毛竹入侵杉木人工林对表层土壤真菌多样性和群落结构的影响,并进一步分析土壤理化性质与真菌群落结构的相关性。通过测序共获得698 500条有效序列,2 325个OTUs,分属于14个门、49个纲和375个属。结果显示：(1)子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)的相对丰度在毛竹入侵后变化较大,被孢霉门(Mortierellomycota)相对丰度变化较小;圆孢霉属(Staphylotrichum)、木霉属(Trichoderma)和小菇属(Mycena)相对丰度均随着毛竹入侵显著增加;杉木人工林中粗糙孔菌属(Trechispora)和Myrmecridium相对丰度显著高于有毛竹入侵的林分;毛竹纯林中沙蜥属(Saitozyma)相对丰度显著高于杉木人工林和杉竹混交林。(2)毛竹入侵后形成的杉竹混交林表层土壤真菌Shannon指数、Simpson指数和PD指数最高;随着入侵程度加深,Chao1指数和ACE指数均有所升高。(3)环境因子能够影响表层土壤中真菌的相对丰度,青霉属(Penicillium)与土壤pH呈极显著正相关(p<...     

不同坡位杉木林土壤物理性质和养分的时空变化

对不同坡位杉木林土壤物理性质和养分的时空变化进行了研究。与2004年相比,2007年土壤容重在上坡减少,在中坡和下坡略增,各坡位的土壤毛管孔隙增加,土壤自然含水量显著增加;上坡和下坡的土壤非毛管孔隙、总孔隙和毛管持水量增加,而中坡相反。除了2004年的土壤非毛管孔隙和2007年的毛管持水量外,各坡位的土壤物理性质没有显著差异。与2004年相比,2007年各坡位的土壤pH几乎没有变化,各坡位的土壤有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷和速效钾含量均显著增加。2004年和2007年各坡位的土壤pH相近,土壤有机质和全氮、全磷、全钾、碱解氮和2007年的速效钾含量均为下坡和中坡大于上坡。2004年各坡位的速效磷含量相近,2007年为下坡>上坡>中坡,2004年的速效钾含量为上坡>中坡>下坡。各坡位间的有机质和大多数养分存在显著差异。     

马尾松人工林火烧迹地不同恢复阶段中小型土壤节肢动物多样性

为探明喀斯特地区马尾松人工林火烧迹地不同恢复阶段中小型土壤节肢动物多样性,2011年10月(秋季)和2012年2月(冬季)对火烧后恢复1.5个月(RS1)、1.5年(RS2)的马尾松人工林迹地和马尾松人工林(CK)各进行了两次调查.共获得中小型土壤节肢动物15704只,隶属7纲13目89科134类.研究结果表明,马尾松人工林迹地中小型土壤节肢动物类群数、个体密度、多样性和相似性均随恢复时间的增加而增加;类群数和个体密度与全钾显著相关;在季节变化上,RS1个体密度冬季显著高于秋季,RS2和CK类群数、个体密度和多样性冬季显著高于秋季.结果说明,随着恢复时间的增加,喀斯特马尾松人工林火烧迹地中小型土壤节肢动物群落结构发生明显改变,趋于复杂,稳定性提高,季节敏感性增加.     

杉木人工林直径分布的坡向效应及其模拟

【目的】分析不同坡向杉木人工林直径分布规律的差异,为调整杉木人工林林分结构提供参考依据。【方法】以福建将乐国有林场杉木人工林为研究对象,利用4种直径分布函数(Weibull分布、Logistic分布、正态分布和Gamma分布函数),分别对幼龄林(8年)、中龄林(16或18年)、成熟林(27年)和不同坡向(阳坡和阴坡)的杉木人工林进行直径结构分析及分布函数的拟合。【结果】总体而言,4种分布函数中,Weibull的适应性最强;杉木幼龄林直径符合Gamma分布;4种分布函数对杉木中龄林直径拟合效果均较好,且中龄林直径以1cm径阶整化的拟合效果比以2cm径阶整化的好;4种分布函数对生长于阴坡的杉木成熟林拟合效果不显著,而对生长于阳坡的杉木直径拟合效果较好。【结论】杉木林直径分布较离散;成熟林阴、阳坡直径分布规律差异明显;总体样本规律与个体样本间有显著差异,不分坡向的样本集无法代表该龄组的直径分布规律,应进行坡向对比分析。     

杉木林采伐迹地的土壤有机碳分配特征

以杉木林采伐迹地为对象,比较上坡、中坡和下坡的土壤碳分配以及0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm土层的土壤碳垂直分布,研究了不同坡位和土层对固碳功能的影响。结果表明,采伐迹地各土层的有机碳含量均为下坡中坡上坡,各坡位的土壤有机碳含量均随土层深度的增加而减少。土壤有机碳密度为下坡中坡上坡,随土层加深而减少,0~20 cm土层有机碳密度分别为20~40 cm和40~60 cm土层的1.37倍和1.78倍。     

不同凋落物配比对杉木土壤微生物量碳氮的影响

[目的]探讨土壤微生物对不同配比杉木—火力楠凋落物分解的响应,为促进我国南方杉木人工林的可持续经营与发展提供科学依据.[方法]在我国南方典型酸雨区福建省邵武市4、15和32年生杉木人工林内,设5个凋落物分解试验处理,分别为杉木(C)、火力楠叶(M)、杉木:火力楠叶=2:1(C2M1)、杉木:火力楠叶=1:1(C1M1)、杉木:火力楠叶=1:2(C1M2),采用网袋法分析不同配比处理杉木人工林0~5 cm表层土壤微生物量的碳、氮含量及微生物量碳氮比的差异.[结果]4和15年生杉木人工林中土壤微生物量碳含量最高的处理分别为C2M1和C1M1,显著高于C、M单一配比处理(P<0.05,下同),32年生杉木人工林中各处理间土壤微生物量碳含量随时间波动变化;4、15和32年生杉木人工林中,不同混合凋落物与单一凋落物的土壤微生物生物量氮含量差异随时间的变化存在差异.各林龄土壤微生物量碳氮比在凋落物分解的不同时段存在明显波动变化,且分解时间为120和240 d时出现最低值.土壤温度与水分含量对4年生和15年生杉木人工林表层土壤微生物量碳氮的影响显著,对32年生杉木人工林影响不明显;各林龄表层土壤微生物量碳氮含量与土壤pH呈显著相关.方差分析结果表明,受林龄、杉木—火力楠凋落物配比及凋落物分解时间的多重影响,各林分表层土壤微生物量碳氮含量在凋落物整个分解周期内呈波动变化,其中微生物量碳含量的峰值出现在60和240 d,微生物量氮含量的峰值出现在120和240 d.[结论]对纯杉木幼龄林和中龄林的混交改良采用杉木—火力楠以2:1和1:1混交效果更佳,而在生产实践中对杉木—火力楠配比的选择还应综合考虑杉木林龄、土壤pH、土壤温度和水分含量等环境因子及季节变化的影响.     

杉阔混交林不同强度择伐对土壤温度的影响

为探讨不同择伐强度对人工杉阔混交林土壤温度的影响,分别对人工杉阔混交林不同择伐强度(中度34.4%、强度51.2%和极强度69.5%)3 a后的林地土壤温度(深度0-20 cm)进行实测与分析。结果表明,中度和强度择伐下,土壤温度升高范围为0.2-1.2℃,升高幅度在5.0%以内;极强度择伐下,土壤温度升高范围为1.3-3.3℃,升高幅度在5.3%-10.8%;林地土壤温度随择伐强度的增大而升高,0和5 cm的土壤温度升高幅度较大,尤其是极强度择伐。林地0-15 cm土壤温度与择伐强度具有显著相关性,而林地20 cm土壤温度与择伐强度具有相关性但不显著;一元二次方程能较好地模拟土壤温度与择伐强度的关系。不同强度择伐3 a后,林地土壤温度随土壤深度的增加而降低,符合指数方程,且呈显著负相关。     

阿特拉津对黑土酶活及其微生物多样性影响研究

以黑土为研究对象,采用室内培养方法,研究阿特拉津对黑土脲酶、转化酶、多酚氧化酶影响,采用RAPD技术分析土壤微生物群落。结果表明,低浓度(25 mg·kg-1)阿特拉津对黑土脲酶活性有促进作用,中、高浓度(50~125 mg·kg~(-1))阿特拉津对黑土脲酶活性具有抑制作用且浓度越高抑制越明显;阿特拉津抑制土壤转化酶活性,培养结束时(35 d),抑制作用仍然存在;阿特拉津对多酚氧化酶活性表现为抑制-促进-恢复规律;阿特拉津输入改变土壤微生物群落结构,浓度越高变化越明显。     

不同立地条件下杉木人工林材种结构 间伐效应的长期定位研究

采用江西大岗山27年生不同间伐处理杉木人工林定位观测数据,研究了杉木林分活立木规格材材种结构间伐动态效应,得到3点主要结论:(1)不同间伐强度林分活立木规格材出材率随间伐强度和立地指数级的增大而增大;(2)林龄27年时,16立地指数级强度与中度间伐时大径材出材率较大,表现为中度间伐强度间伐对照弱度间伐,分别为19.0%、17.1%、2.2%和1.8%,出材量分别为56.376、44.239、6.832和6.325 m~3·hm~(-2);中径材出材率表现为对照强度间伐中度间伐弱度间伐,分别为47.3%、42.3%、41.6%、24.2%,出材量分别为146.928、123.783、105.196和85.408 m~3·hm~(-2);小径材出材率为弱度间伐对照中度间伐强度间伐,分别为48.4%、25.9%、18.8%和17.8%,出材量分别为171.099、80.561、52.837和47.121 m~3·hm~(-2);(3)立地条件是杉木大径材培育的限制因子,而间伐可有效调控规格材出材比例,并提高规格材出材率。     

污泥与园林废弃物混合堆肥施用量对林地土壤重金属质量分数及微生物活性的影响

  目的  研究了城市污泥与园林废弃物混合堆肥在人工林地施用2 a后重金属质量分数和土壤微生物活性的变化,以期为城市污泥产品在林业上的资源化利用提供科学依据。  方法  在榆树Ulmus pumila林地设计随机区组试验,根据堆肥中污泥含量设置4种混合堆肥施加量水平(0、15、30、60 t·hm?2),施用2 a后采集土样测定其中铬、铅、铜、锌、镉和镍等7种重金属指标(总量及形态)、土壤微生物碳氮质量分数、土壤呼吸强度及4种土壤酶活性等7种土壤微生物指标,分析不同施肥量对林地土壤质量的影响。  结果  污泥堆肥施用2 a后,6种重金属总量有一定的增加趋势,但各施加量之间差异不显著,同时不同形态的质量分数变化较小,表明土壤中重金属总体污染风险较低;土壤酶和微生物碳氮随施加量增加无明显变化趋势,但施肥样地的土壤酶指数和土壤呼吸强度都比对照样地高,表明施污泥堆肥提高了土壤微生物活性。  结论  污泥堆肥的施加量低于30 t·hm?2时,榆树林生态系统可承受其增加的重金属风险并提高土壤微生物活性,改善土壤质量。图1表4参22     

广西沙塘林场马尾松和杉木人工林的碳储量研究

【目的】量化广西沙塘林场马尾松(Pinus massoniana)和杉木（Cunninghamia lanceolata）人工林碳储量,为评价其碳汇功能和可持续经营提供依据。【方法】 在广西沙塘林场选择处于中龄和成熟期的马尾松和杉木人工林,设置样地测算乔木、林下植被和枯落物的生物量,按20 cm分层挖取样地0～60 cm土层土样,最后依据有关方程,计算马尾松和杉木中龄和成熟人工林生态系统的含碳率和碳储量。【结果】 马尾松、杉木人工林林下植被含碳率变化于40.06%～45.23%, 枯落物含碳率为40.79%～46.06%,0～60 cm土层含碳率变化于0.34%～1.26%。马尾松和杉木人工林生态系统平均碳储量分别为168.36和128.08 t/hm²,其乔木层的平均碳储量分别为106.33和54.8 t/hm²,分别占总碳储量的63.15%和42.79%;土壤平均碳储量分别为54.96和67.33 t/hm²,其分别占总碳储量的32.64%和52.57%;其林下植被和枯落物平均碳储量分别占总碳储量的1.28%,1.02%和2.93%,3.63%。【结论】 马尾松人工林总碳储量以成熟林显著高于中龄林,杉木则以中龄林略高于成熟林;土壤和乔木层碳储量是马尾松和杉木人工林生态系统碳储量的主体部分,而林下植被和枯落物对碳储量的贡献较小。