長(zhǎng)白山闊葉紅松林土壤微生物和有機(jī)質(zhì)空間分布特征研究.pdf

1、土壤微生物是土壤生物化學(xué)循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)者，積極參與生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，在土壤生物地化循環(huán)過(guò)程調(diào)控和生態(tài)系統(tǒng)功能維持方面起到了關(guān)鍵作用。加強(qiáng)森林生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物小尺度空間異質(zhì)性及其影響機(jī)制的研究，將為更好的評(píng)價(jià)土壤微生物在調(diào)控森林生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)過(guò)程和維持生態(tài)系統(tǒng)功能方面的生態(tài)效應(yīng)提供理論依據(jù)，同時(shí)對(duì)于推動(dòng)森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展和加強(qiáng)對(duì)其管理和功能調(diào)控也具有重要的科學(xué)意義。本文以北方中溫帶亞濕潤(rùn)區(qū)長(zhǎng)白山森林生態(tài)系統(tǒng)定位

2、站一平坦的樣地為研究區(qū)域，選擇代表性的針闊混交林，布設(shè)樣方40×50m，并分0-10cm和10-20cm兩層取樣。一方面運(yùn)用地統(tǒng)計(jì)方法，分析不同土層土壤有機(jī)質(zhì)組分的空間分布，并通過(guò)磷脂脂肪酸分析(PLFA)和Biolog微孔板法來(lái)分析土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性的空間分布;另一方面運(yùn)用多元統(tǒng)計(jì)分析，通過(guò)研究土壤有機(jī)質(zhì)—土壤微生物的分布規(guī)律來(lái)探索微生物群落結(jié)構(gòu)和功能多樣性對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量的響應(yīng)機(jī)制。結(jié)果表明:
　　(1)長(zhǎng)白山闊葉

3、紅松林土壤有機(jī)碳(SOC)和總氮(TN)顯著相關(guān)，除了0-10cm溶解性有機(jī)氮(DON)與10-20cm顆粒態(tài)有機(jī)碳和顆粒態(tài)有機(jī)氮(POC和PON)外，其余活性有機(jī)質(zhì)與總有機(jī)質(zhì)之間顯著正相關(guān)。
　　(2)土壤有機(jī)質(zhì)組分在0-10cm存在著不同空間異質(zhì)性特征:TN、微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和DON強(qiáng)烈空間自相關(guān)，SOC和溶解性有機(jī)碳(DOC)中等空間自相關(guān)，POC和PON不存在空間自相關(guān)性。隨著土壤深度的增加，所有

4、土壤有機(jī)質(zhì)組分的空間自相關(guān)性增強(qiáng)，都呈現(xiàn)強(qiáng)空間自相關(guān)。
　　(3)長(zhǎng)白山闊葉紅松林土壤微生物是以細(xì)菌為主體的群落結(jié)構(gòu)，細(xì)菌生物量在0-10cm和10-20cm分別占總PLFA的74.38％和73.17％。表層土壤微生物量普遍高于下層，但是真菌/細(xì)菌和G+/G-在表層都低于下層。
　　(4)土壤微生物群落具有不同的空間異質(zhì)性特征。總磷脂脂肪酸量、細(xì)菌、放線(xiàn)菌和革蘭氏陽(yáng)性菌表現(xiàn)出高度的空間自相關(guān)。革蘭氏陰性菌在0-10cm呈現(xiàn)中

5、等程度空間自相關(guān)，其中結(jié)構(gòu)因素引起的變異占總空間變異的74.1％。
　　(5)土壤微生物都對(duì)羧酸類(lèi)碳源的代謝活性最高，其次是氨基酸類(lèi)和糖類(lèi)，對(duì)胺類(lèi)和聚合物類(lèi)的代謝活性較低，且土壤微生物代謝活性在0-10cm普遍高于10-20cm。
　　(6)土壤微生物代謝活性呈現(xiàn)中等程度空間自相關(guān)，結(jié)構(gòu)因素引起的變異在0-10cm和10-20cm分別占58.5％和62.6％;土壤微生物代謝多樣性呈現(xiàn)強(qiáng)烈的空間自相關(guān)性，結(jié)構(gòu)因素引起的變異在0