【摘 要】
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倒木是森林生态系统的重要组成部分,在林木更新、物种多样性、涵养水源、防止水土流失、养分供给和碳循环等方面具有重要生态意义。目前对倒木的研究多集中在倒木储量及分解过程中养分元素的变化上,关于倒木分解对土壤有机碳组分及细菌群落结构变化过程的研究相对较少。为探究倒木对土壤有机碳组分、土壤理化性质和土壤细菌群落结构的影响,提供倒木对土壤碳库作用效果的科学依据,本研究采用空间代替时间的方法在两个不同海拔高度
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倒木是森林生态系统的重要组成部分,在林木更新、物种多样性、涵养水源、防止水土流失、养分供给和碳循环等方面具有重要生态意义。目前对倒木的研究多集中在倒木储量及分解过程中养分元素的变化上,关于倒木分解对土壤有机碳组分及细菌群落结构变化过程的研究相对较少。为探究倒木对土壤有机碳组分、土壤理化性质和土壤细菌群落结构的影响,提供倒木对土壤碳库作用效果的科学依据,本研究采用空间代替时间的方法在两个不同海拔高度的天然甜槠林里选取甜槠倒木并根据之前对倒木的划分依据并结合实际情况对样地倒木划分为轻度腐烂（Ⅰ）、中度腐烂（Ⅱ）和重度腐烂（Ⅲ）三个腐烂等级,采集倒木下方0-15、15-30和30-45cm土壤及样地内无倒木覆盖的相同土层土壤（CK）进行对照研究。主要研究结果如下:1、有无倒木覆盖对土壤含水率并无显著性差异,但重度腐烂等级倒木下方土壤含水率要高于轻度腐烂等级倒木下方,重度腐烂等级倒木下方土壤含水率较对照高14.46%。倒木下方土壤pH低于对照,pH随腐烂等级并无一致性的变化规律。倒木覆盖后土壤有机碳和全氮均显著高于对照（P＜0.05）,并随着腐烂等级的递增呈上升趋势,高海拔地区土壤有机碳和全氮显著高于低海拔地区。土壤C:N＜20:1,表明土壤微生物繁殖可能受到碳限制。2、倒木对土壤稳定性具有重要影响,在0-15cm土层中,重度腐烂等级倒木下方土壤团聚体平均重量直径（MWD）和几何平均直径（GMD）显著高于对照（P＜0.05）,随着腐烂等级的递增,团聚体平均重量直径和几何平均直径呈递增趋势;随着土层的递增,平均重量直径和几何平均直径呈递减趋势;表明与倒木接触的表层土壤的稳定性得到了提升。高海拔地区平均重量直径和几何平均直径要显著低于低海拔地区（P＜0.05）。有机碳和全氮主要分布在0.053-0.25 mm粒径团聚体中,随着团聚体粒径的增加,有机碳和全氮的含量呈递减趋势。随着土层的递增,各个粒径土壤团聚体碳氮含量呈递减趋势。3、在高海拔地区,土壤淀粉酶、蔗糖酶和脲酶随腐烂等级的递增呈显著递增趋势（P＜0.05）且倒木下方这三种土壤酶活性显著高于无倒木覆盖的对照组。0-15 cm 土层中重度腐烂等级倒木下方过氧化氢酶活性显著高于对照（P＜0.05）。在低海拔地区,仅在0-15 cm 土层,重度腐烂倒木下方土壤蔗糖酶和淀粉酶活性显著高于对照（P＜0.05）,脲酶和过氧化氢酶活性随倒木腐烂并未有一致性规律。4、倒木下方土壤细菌相对丰度高于对照。通过环境因子与土壤微生物群落冗余分析发现,土壤有机碳和pH是驱动微生物群落的关键环境因子。轻度腐烂倒木跟无倒木覆盖下方土壤细菌群落分布具有相似性,与中度和重度腐烂等级倒木下方土壤细菌群落分布具有显著差别,土壤细菌群落丰度与土壤活性有机碳组分受重度腐烂等级倒木影响最大。5、活性有机碳受倒木覆盖后发生显著变化,倒木覆盖后土壤易氧化有机碳、轻重组有机碳和微生物生物量碳均显著高于对照（P＜0.05）,可溶性有机碳含量随腐烂等级的递增呈上升趋势但倒木下方的可溶性有机碳含量低于对照。活性有机碳含量随土层递增均呈现下降趋势。不同海拔高度对有机碳组分影响显著,高海拔地区活性有机碳高于低海拔地区。通过Pearson相关性分析发现有机碳组分主要与放线菌门、土壤酶活性、有机碳、全氮和含水率正相关,与pH负相关。综上所述,有无倒木覆盖的土壤有机碳组分差异显著,倒木覆盖和分解对土壤有机碳组分具有提升作用。全氮是影响有机碳组分的关键因子,有机碳组分与土壤酶活性正相关,放线菌是影响有机碳组分含量的主要细菌群落。本研究有助于明晰倒木对土壤有机碳组分的影响,深入理解有机碳组分—土壤酶活性—土壤细菌群落之间的相互影响关系,完善倒木在森林生态系统碳循环中的功能,同时为倒木在森林生态系统中生物地球化学循环作用提供科学理论依据。
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