不同人工林树种对土壤微生物群落结构和功能的影响

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在福建厦门汀溪林场(24°49’N,118°07’E)选取杉木(Cunninghamia lanceolata)、湿地松(Pinus elliotii)、福建柏(Fokienia hodginsii)、火力楠(Michelia macclurei)、闽楠(Phoebe bournei)、木荷(Schima superba)、马占相思(Acacia mangium)和台湾相思林(Acacia confusa Merr)8种人工林为研究对象,各林分之间最大距离小于3 km。其中,杉木、湿地松、福建柏和火力楠4种林分设立3个重复,其余林分4个重复,每个小区面积为20 m×30 m,8个林分共有28个小区。通过测定不同树种林下土壤性质、植物特性、微生物生物量、群落和功能的差异,分析树种对土壤性质、微生物和酶活性的影响。主要结论如下:(1)利用PLFA(磷脂脂肪酸)分析发现,8个树种人工林下土壤微生物脂肪酸含量存在显著差异,总体上呈现出固氮树种>阔叶树种>针叶树种,但针叶树种福建柏磷脂脂肪酸含量与固氮树种较为接近。除福建柏林外,固氮树种G+:G-显著高于阔叶树种和针叶树种,表明固氮树种受外界胁迫的程度低。不同树种间真菌群落的差异主要来自于腐生真菌,进而造成了 F/B的差异。主成分分析表明,8树种间微生物群落结构存在显著差异,尤其是不同类型的树种之间差异明显,其中固氮树种微生物群落结构与针叶、阔叶树种差异最显著。研究结果表明,不同树种对6种酶活性均有显著影响。其中,针叶树种CBH活性最高,显著高于火力楠、闽楠和台湾相思,其他树种间差异不显著。AP、NAG、βG、PPO和PER五种酶活性均为固氮树种最高。(2)不同树种林分下土壤性质和植物特性对微生物群落结构和功能均有显著影响。土壤性质中pH、土壤速效钾对微生物群落有显著影响,DON和SWC对微生物群落也有重要的影响,但未达到显著水平。植物性质中叶片、凋落叶和细根氮含量及碳氮比对微生物生物量和群落结构有显著影响。土壤酶活性主要受到土壤性质中DOC、DON的影响。植物性质中叶片、凋落物和细根N含量和C/N与酶活性显著相关,表明了树种主要是通过自身特性影响土壤性质对酶活性产生影响。(3)不同树种人工林下土壤性质如碳、氮含量、可溶性有机碳和有机氮均存在显著差异,固氮树种上述指标含量显著高于其他树种,但针、阔叶树种间差异不显著,总体上呈现出固氮树种>阔叶树种>针叶树种的趋势。其他性质如pH、土壤养分含量也存在显著差异,但没有表现出明显的规律,因树种不同而不同。不同树种的植物特性(叶片、凋落叶和细根养分)存在显著差异。叶片特性主要是N含量和C/N指标,N含量变化范围为11.1~25.7mg.kg-1,不同类型树种间有明显的趋势:固氮树种显著高于针叶、阔叶树种,阔叶树种高于针叶树种。Leaf C/N表现出与之相反的趋势。凋落物特性主要表现为碳、氮、C/N、木质素/N各指标存在显著差异,并呈现出与与叶片特性一致的趋势:固氮树种>阔叶树种>针叶树种。细根特性主要表现为细根碳氮含量及碳氮比存在显著差异,并表现出固氮树种>阔叶树种>针叶树种的规律。植物叶片、凋落物和细根在其他养分含量上也存在较大差异,但不同类型树种间无明显趋势。
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