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马尾松(Pinus massomiana Lamb.)长期大面积单一树种种植所带来的生态问题一直备受关注,探究较高生态效益且兼顾木材生产及其他生态服务功能的营林方式用以替换传统的马尾松纯林经营模式,是解决南方大面积马尾松人工纯林经营所导致的土壤退化、生产力低下、生物多样性降低等问题的重要手段。本论文以南亚热带种植的马尾松纯林(PP)和在马尾松纯林中引入阔叶树种(如:红锥Castanopsis hystrix Miq.和香梓楠Michelia hedyosperma Law.)异龄复层混交改造后形成的近自然林(CP)为研究对象,采用野外监测和室内实验相结合的研究方法,对两种林分原土和各粒径土壤团聚体的理化性质、土壤微生物群落结构及功能、土壤碳(C)、氮(N)组分等指标进行测定和分析,重点探究土壤团聚体中不同C、N组分的变化规律及其与环境因子之间的相互关系。为有效提高马尾松人工林的土壤团聚体稳定性、C和N积累与转化的造林模式、树种配置和可持续经营管理技术等提供重要的科学依据,以服务于林业可持续发展、生物多样性保护和碳达峰碳中和等国家战略目标。主要研究结果如下:(1)马尾松人工林引入阔叶树种近自然改造12年后,CP的原土和各粒径团聚体中的土壤有机碳(SOC)、氨态氮(NH4+-N)、有效磷(AP)和碳氮比(C/Nsoil)均显著提高(p<0.05),总氮(TN)只在原土和>2 mm粒径团聚体中显著提高(p<0.05);硝态氮(NO3--N)、总磷(TP)、p H值在原土和各粒径团聚体中差异不显著。土壤团聚体平均质量直径(MWD)在CP中显著高于PP(6.51%,p<0.05)。此外,CP的微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN),以及微生物呼吸(MR)在原土和所有粒径团聚体中均显著提高(p<0.05),而微生物代谢熵(q CO2)在原土、>2 mm和<0.25 mm团聚体中显著降低(p<0.05)。微生物总PLFAs、细菌(Bacteria)、革兰氏阳性细菌(G+)、革兰氏阴性细菌(G-)、真菌(Fungi)和丛枝菌根真菌(AMF)在原土和所有粒径团聚体中均表现为CP显著高于PP(p<0.05),而CP的真菌/细菌只在原土中显著高于PP(p<0.05)。MWD与原土和大部分粒径土壤团聚体的微生物群落表现为显著正相关关系(p<0.05)。主成分分析(PCA)表明,近自然化改造的营林模式显著改变了原土及各粒径土壤团聚体中的土壤微生物群落结构;并经冗余分析(RDA)最终确定SOC和MWD是驱动土壤微生物群落结构变化的最关键因子。(2)与PP相比,CP中与土壤C、N转化相关的水解酶活性具有一定程度改变,具体表现为β-葡萄糖苷酶(BG)、纤维二糖水解酶(CB)和N-乙酰-葡萄糖苷酶(NAG)在原土和所有粒径团聚体中均显著提高,亮氨酸氨基肽酶(LAP)只在原土和0.25-2 mm土壤团聚体中显著增加;CP中的酚氧化酶(PO)在原土和所有粒径团聚体中均显著高于PP,而两种林分的过氧化物酶(PER)在原土和所有粒径团聚体均无显著差异。除LAP和PER外,BG、CB、NAG、PO与各微生物群落几乎都表现为极显著正相关关系(p<0.01)。土壤C水解酶BG和CB,氧化酶PO与土壤N水解酶(LAP、NAG)均呈极显著正相关关系(p<0.01)。原土和各粒径土壤团聚体中与C、N循环相关的水解酶(BG和NAG)和氧化酶(PO)均与MWD呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)的正相关。(3)与PP相比,CP的原土和各粒径团聚体的高度不稳定有机碳(LOC)、中度不稳定有机碳(IOC)和惰性有机碳(ROC)均显著或极显著增加,惰性碳指数(RCI)除了0.25-2 mm土壤团聚体外,在原土和其他粒径土壤团聚体中均显著增加;CP的高度活性有机氮(LON)和惰性有机氮(RON)在原土和>2 mm土壤团聚体中均显著增高,中度活性有机氮(ION)在原土和所有粒径团聚体中均显著增加,而CP中的惰性氮指数(RNI)在原土和所有粒径团聚体中均表现为下降趋势,且在<0.25 mm团聚体中达到显著水平(p<0.05);原土和所有粒径土壤团聚体的不稳定性有机碳(LOC+IOC)与MWD均呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)正相关关系,RCI仅在>2 mm土壤团聚体中与MWD呈显著(p<0.05)正相关关系;在0.25-2 mm和<0.25 mm土壤团聚体中的活性有机氮(LON+ION)与MWD呈显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)正相关关系,而原土和所有粒径土壤团聚体的RNI与MWD均呈负相关关系,且在0.25-2 mm和<0.25 mm团聚体中达到显著水平(p<0.05)。(4)PP和CP的C、N酶化学计量与土壤C/N、LOC/LON、IOC/ION和(LOC+IOC)/(LON+ION)均呈极显著的正相关(p<0.01)关系,而与MBC/MBN呈极显著负相关关系(p<0.01),与ROC/RON无相关性。方差分解表明,影响SOC及其组分最主要因素是土壤理化性质、微生物特征和植物特性三类因子之间的交互作用,共同解释了其变化的66.8%;而影响N及其组分的最主要因素是土壤理化性质和微生物特征两类因子之间的交互作用,共同解释了其变化的45.8%;RDA表明,Fungi、TN和q CO2是驱动SOC及其组分变异的最主要因子;而Actinomycete、q CO2、p H和土壤容重(BD)是推动N及其组分变异的最主要因子。综上所述,在马尾松人工林引入阔叶树种的近自然改造模式能有效改善土壤团聚体粒径组成及其稳定性,提高土壤养分质量,增强土壤C、N的固持、积累及转化。本研究为有效促进马尾松人工林的土壤团聚体稳定性的形成和提高土壤C、N组分的积累与转化提供新方法和新途径。