辽东山区3种林分土壤理化性质和微生物特性研究

以辽东山区长白落叶松人工纯林、长白落叶松-水曲柳人工混交林和次生林3种林分为研究对象,分析表层(0～10cm)、亚表层(10～20cm)、底层(20～30cm)土壤理化性质、微生物含量及其二者相互关系。结果表明:落叶松纯林土壤pH值较次生林和落叶松-水曲柳混交林分别平均降低了5.4%和4.5%,落叶松纯林土壤存在酸化趋势。各林分类型表层土壤总有机碳、全氮、微生物量碳、碳氮比均表现为次生林>落叶松-水曲柳混交林>落叶松纯林,且各指标随土层加深显著降低(p<0.05)。土壤微生物含量受土层的影响显著(p<0.05),其中表层含量最高,表层细菌、真菌和放线菌含量分别为19.09～29.68nmol·g^(-1)、2.47～3.71nmol·g^(-1)和5.59～7.68nmol·g^(-1);次生林表层土壤细菌、放线菌的含量显著高于落叶松纯林(p<0.05)。不同林型之间各土层细菌真菌比(B/F)、革兰氏阳性菌与阴性菌之比(G+/G-)差异显著(p<0.05)。土壤总微生物含量与总有机碳、微生物量碳和全氮含量呈显著正相关。总体上,辽东山区的天然次生林、落叶松-水曲柳混交林与落叶松纯林相比,土壤环境水平改善,为提升辽东山区落叶松人工林纯林质量提供了科学依据。

赤杨对辽东落叶松人工林土壤氨基糖积累的影响

微生物残留物是土壤稳定性碳库的重要组成部分,然而其对固氮树种的响应还不清楚。以辽东山区日本落叶松(Larix kaempferi)人工纯林和落叶松-赤杨混交林为研究对象,以氨基糖作为微生物残留物的生物标识物,研究了赤杨对落叶松人工林根际和非根际土壤氨基糖积累的影响。结果表明,混交林中落叶松根际和非根际各氨基糖单体含量均显著高于纯林,说明赤杨引入有利于土壤微生物残留物的积累。其中,混交林落叶松根际及非根际土壤氨基糖葡萄糖含量分别比纯林高出99.5%(P<0.01)和154%(P<0.01);胞壁酸含量分别比纯林高出66.1%(P<0.01)和132.3%(P<0.01)。赤杨引入对氨基葡萄糖/胞壁酸比值的影响不显著,但显著增加氨基糖对土壤有机碳的贡献。冗余度分析表明全氮是驱动土壤中氨基糖发生变化的主要因子。表明赤杨引入显著提高微生物固持的土壤碳库和有机碳稳定性,这对落叶松人工林合理经营具有重要意义。

辽东山区三种典型林型土壤有机碳及其组分含量

分析森林土壤有机碳及其组分含量特征是研究森林生态系统碳循环的基础。本研究以辽东山区典型的天然次生林(阔叶混交林)、落叶松人工纯林和落叶松-水曲柳人工混交林为对象,通过对其不同土层深度(0~10、10~20和20~30 cm)土壤进行样品采集和分析,研究不同林型土壤有机碳(TOC)及其活性有机碳组分的变化特征。结果表明:3种林型土壤有机碳和活性有机碳均随土层深度的增加逐渐降低;3种林型土壤有机碳和活性有机碳含量均是天然次生林>落叶松-水曲柳人工混交林>落叶松人工纯林;其中,表层(0~10cm)土壤有机碳含量分别为61.52、49.22和41.16 g·kg^(-1),活性有机碳以颗粒有机碳(POC)含量最多,分别为20.18、15.84和12.92 g·kg^(-1),轻组有机碳(LFOC)和微生物生物量碳(MBC)次之,分别为13.51、10.04、8.24 g·kg^(-1)和9.06、6.13、5.11 g·kg^(-1),易氧化有机碳(EOC)含量最少,仅为3.54、2.78、2.26 g·kg^(-1);统计分析表明,土壤有机碳与LFOC、POC、EOC和MBC均存在极显著正相关关系(P<0.01)。