养殖水体Biolog Eco板培养时间对微生物多样性分析结果的影响

为了确定Biolog Eco方法分析养殖水体微生物多样性时合适的培养时间点,分别以1个鲢鱼单养池塘和4个南美白对虾精养池塘水样为研究对象,考察水样微生物群落颜色平均变化率(average well color development,AWCD)、6类碳源利用情况、多样性指数和主成分分析达到没有显著差异的时间点,以及不同时间点对5种水样的区分情况.结果显示,每个水体样品微生物群落的AWCD、6类碳源利用情况、多样性指数和主成分分析达到没有显著差异的时间不同.5种水样微生物群落各项功能指标均没有显著差异的时间点分别为144、192、168、168和120 h,均为水样AWCD值达到没有显著性差异的时间点或之后的24~48 h.ANOSIM分析证实72~192 h各时间点5种水样的群落底物利用特征(community substrate utilization profile,CSUP)均存在显著差异(P<0.05),5种水样均可被区分.SIMPER分析表明随着培养时间的延长各水样之间CSUP的差异百分比逐步降低.总之,微生物群落的各项功能指标在AWCD值达到没有显著差异的时间点趋于稳定,AWCD曲线指数增长期时间点水样的差异度高于稳定期.

长期单作对枸杞园不同土层土壤微生物代谢活性和多样性的影响

土壤微生物群落多样性及其活性对维持农田土壤生态系统稳定和功能至关重要。前期研究表明,长期单作可导致枸杞园土壤微生物多样性降低和群落结构变异,但对其如何影响土壤微生物代谢活性尚不明确。为研究微生物代谢活性对长期单作的响应,利用Biolog Eco平板分析了枸杞园表层(0~20 cm)和亚表层(20~40 cm)土壤微生物底物利用谱(CLPP)的年代变化规律。结合土壤酶活性和理化性质测定和分析,探索了土壤微生物底物利用谱变化的驱动因子。结果表明,长期单作促进了枸杞园表层土壤微生物群落的代谢活性(P<0.05),但不影响亚表层土壤微生物的代谢活性和Shannon指数。随种植年限增加,表层土壤微生物对吐温80和衣康酸的代谢活性增加,而亚表层土壤微生物对D-葡萄氨酸和苯乙基胺的利用显著降低(P<0.05)。对不同碳源类型的分析发现,长期单作抑制了枸杞园表层和亚表层土壤微生物对多聚物的利用能力(P<0.05),说明土壤微生物对复杂有机物的降解能力可能受到干扰。变差分解分析表明,土壤理化性质和真菌丰度是驱动枸杞园土壤微生物代谢多样性变异的主要因子。这些结果表明长期单作干扰了枸杞园,尤其是亚表层土壤微生物的代谢活性,影响了其对复杂有机物的分解过程。在长期单作下,枸杞园亚表层土壤的植物-土壤负反馈作用可能更加严重,应受到更多关注。

湿地土壤微生物功能多样性及碳氮组分对长期氮输入的响应

氮输入对湿地生态系统碳氮循环具有重要影响,研究湿地土壤微生物功能多样性及碳氮组分对氮输入的响应,对于明确湿地土壤碳氮循环微生物驱动机制具有重要意义。依托长期野外氮输入模拟试验,利用Biolog⁃ECO微平板技术,分析不同浓度氮输入:N1(6 g N m^(-2)a^(-1))、N2(12 g N m^(-2)a^(-1))和N3(24 g N m^(-2)a^(-1))对湿地土壤表层(0—15 cm)和亚表层(15—30 cm)微生物碳源代谢活性、功能多样性和碳氮组分的影响。结果表明:N2处理显著提高了亚表层土壤微生物碳源代谢活性和McIntosh指数,N3处理显著降低了表层土壤微生物Shannon指数和Shannon⁃evenness指数。随氮输入浓度增加湿地表层土壤微生物对糖类的利用率显著降低,N3处理表层土壤微生物对胺类的利用率以及亚表层土壤微生物对醇类的利用率显著提高。N1处理显著提高了湿地表层土壤全氮和微生物量碳含量;N2、N3处理显著提高了土壤铵态氮、硝态氮含量;N3处理显著降低了土壤pH值。湿地土壤pH、总碳、溶解性有机碳含量是影响微生物碳源代谢活性和功能多样性的重要因素,土壤溶解性有机碳、铵态氮、全氮含量、含水率是影响微生物碳源利用变化的主要因子。

大理河沉积物微生物碳源利用特征及其影响因素

沉积物是河流生态系统中氮磷等物质循环的重要场所,而微生物是河流生态系统的重要组成部分,探究沉积物中微生物群落碳源利用特征和功能多样性对于河流生态环境保护具有重要意义。利用Biolog Eco微平板法、基于主成分分析、冗余分析阐明了大理河流域沉积物中微生物群落碳源利用强度和功能多样性变化特征及其影响因素。结果表明:(1)从流域上游到流域下游,沉积物中微生物碳源利用强度逐渐降低,与上游相比,支流、中游、下游沉积物中微生物碳源利用强度分别降低了13.4%、30.5%、30.7%。(2)沉积物中微生物群落功能多样性存在差异,沉积物中微生物群落功能多样性(Shannon-Wiener多样性指数)表现为上游>支流>中游>下游,常见物种优势度(Simpson多样性指数)则表现为下游>支流>中游>上游。(3)与微生物代谢活动相关性较高碳源为糖类,其次是氨基酸类,聚合物类、羧酸类、胺类、酚酸类与微生物代谢活动相关性较低。(4)沉积物中全氮、氨氮、硝氮、有机碳含量是影响微生物群落功能多样性和碳源利用特征差异的主要因素。流域沉积物中合适的碳、氮水平对维持河流水生态健康具有重要的意义。

沼液还田对旱地红壤微生物群落代谢与多样性的影响

通过沼液还田定位实验,按照不同沼液全氮还田比例设6个等氮量(N-P_2O_5-K_2O量均为120-90-135 kg/hm^2(对照除外))处理:对照(不施肥,CK)、100%化学氮(NPK)、15%沼液氮+85%化学氮(BS15)、30%沼液氮+70%化学氮(BS30)、45%沼液氮+55%化学氮(BS45)和100%沼液氮(BS100),运用Biolog-ECO技术分析0—20cm花生收获期土壤微生物群落代谢功能多样性,阐明微生物群落代谢与沼液还田量的相关关系。结果表明:①BS45、BS30处理土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)显著高于CK和NPK处理;而BS15、BS100处理土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)与CK和NPK处理则无显著差异;②土壤微生物群落碳源代谢强度(AWCD)、丰富度指数、Shannon指数、Simpson优势度指数均表现为BS45>BS30>NPK>CK>BS100>BS15;③结合主成分分析和聚类分析,表明各处理土壤微生物群落功能多样性分为4组:BS45、BS30处理为一组,微生物群落代谢活性最强,特别是碳水化合物、氨基酸、聚合物和胺类等碳源的代谢能力;NPK、CK、BS100处理为一组,微生物群落代谢活性次之;BS15处理为一组,微生物群落代谢能力最低,其碳水化合物、羧酸、氨基酸、聚合物、酚类和胺类等碳源的代谢能力均为最低。结合主成分分析综合得分,土壤微生物群落代谢和多样性的顺序为BS45>BS30>NPK>CK>BS100>BS15。可见,沼液还田显著影响旱地红壤微生物群落的代谢活性和多样性,沼液不能完全替代化肥,当沼液全氮还田比例在30%—45%时,微生物群落代谢活性最强,有利于土壤质量提高,适于在我国旱地红壤地区推广。

基于Biolog-ECO技术分析不同林下种植竹荪地土壤微生物功能多样性

为研究林下种植竹荪地竹荪采收后土壤微生物功能多样性,运用Biolog-ECO技术,分析了竹林地、橡胶林地和生姜竹荪套种地竹荪采收后的土壤微生物群落功能多样性。结果表明:土壤微生物平均吸光值(AWCD)总体变化趋势和对六大类碳源的利用情况均为竹林下种植竹荪地(竹林地)>橡胶林空白对照地>橡胶林下种植竹荪地(橡胶林地)>生姜+竹荪套种地(竹林地),即竹林地活性最强,套种地活性最低。土壤微生物Shananon-Wiener指数(H'值)、Pielou均匀度指数(E值)、Simpson指数(D值)的总体趋势均为竹林地>橡胶林对照地>橡胶林地>生姜+竹荪套种地,即土壤微生物多样性竹林地最高,套种地最低。竹林地土壤微生物的Mc Intosh指数与橡胶林地、生姜+竹荪套种地和橡胶林对照地间差异均显著,且均极显著;橡胶林地和生姜+竹荪套种地土壤微生物的Mc Intosh指数差异不显著,但这两地的土壤微生物的Mc Intosh指数与橡胶林对照地差异均显著,且均极显著;不同样地土壤微生物的Shannon指数(H')、Simpson指数(D)和Pielou指数(E)差异均不显著。

玉米免耕秸秆覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响

为了研究免耕对土壤微生物功能多样性的影响,本项试验运用Biolog-ECO检测手段,对连续2年的玉米(Zea mays L.)保护性耕作试验全部秸秆覆盖免耕和常规耕作2种耕作处理的土样进行了土壤微生物功能多样性研究。试验表明:(1)免耕土壤微生物对碳源利用率以及不同碳源利用率高于常规耕作,免耕对总体碳源利用率平均值比常规耕作高53.1%;(2)免耕土壤微生物丰富度指数、多样性指数显著高于常规耕作,免耕微生物群落丰富度指数22.33±0.57,多样性指数3.02±0.04,常规耕作微生物群路丰富度指数14.33±1.15,多样性指数2.56±0.12。免耕秸秆覆盖耕作措施促进了土壤微生物活性、增加土壤微生物数量。

休牧对贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性的影响

采用Biolog-Eco微平板技术和氯仿熏蒸浸提法,以自由放牧地(zero rest grazing,RG0)为对照,研究了休牧不同年限(RG3a、RG6a和RG9a)贝加尔针茅草原土壤微生物群落功能多样性及土壤微生物量的变化。结果表明,休牧后贝加尔针茅草原土壤微生物群落代谢活性显著升高。反映土壤微生物活性的平均颜色变化率(AWCD)呈以下变化趋势:RG6a>RG9a>RG3a>RG0。RG6a和RG9a样地AWCD值差异不显著(P>0.05),但均显著高于RG0样地(P<0.05),RG3a与RG0样地差异不显著(P>0.05)。休牧不同年限贝加尔针茅草原土壤微生物群落Shannon-Wiener物种丰富度指数(H)、Shannon-Wiener物种均匀度指数(E)和Simpson优势度指数(D)均为RG9a最高,其中RG9a样地H值与其他样地差异显著(P<0.05);不同处理E值差异不显著(P>0.05),RG9a样地D值与RG0差异显著(P<0.05)。主成分分析结果表明,RG0,RG3a和RG6a样地土壤微生物群落碳源利用方式及代谢功能相似,而RG9a样地土壤微生物群落具有不同的碳源利用方式和代谢功能。对不同碳源的分析结果表明,糖类、氨基酸类、脂类为土壤微生物利用的主要碳源。随休牧年限的增加,土壤微生物量呈增加趋势。RG9a土壤微生物量碳、微生物量氮(soil microbial biomass C,N)含量均最高,分别为590.20和72.86mg/kg。相关分析表明,AWCD值与土壤微生物H值呈显著正相关(P<0.05),与D值呈极显著正相关(P<0.01);H值与D值呈极显著正相关(P<0.01)。H值、D值均与土壤微生物量碳(SMBC)呈显著正相关(P<0.05);H值与土壤微生物量氮(SMBN)呈显著正相关(P<0.05)。由此可知,休牧使草原土壤微生物代谢功能增强,土壤微生物繁殖快、数量大,从而促进土壤微生物量碳、氮含量的增加。

稻田湿地循环利用池塘养殖尾水效果

文章将稻田和鱼塘有机结合构建循环水养殖系统,连续两年开展了稻田湿地循环利用池塘养殖尾水效果的研究,同时应用Biolog Eco微平板技术比较了进出稻田湿地水样中微生物群落功能多样性变化特征。结果表明,在水力负荷0.51和0.74 m/d条件下,稻田湿地对池塘养殖尾水中NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N、TN、TP和COD_(Mn)的百分比去除率分别为2.94%-33.38%、12.60%-92.45%、16.06%-32.36%、23.34%-48.50%和15.37%-61.12%,稻田湿地出水DO含量显著提高。通过稻田湿地对池塘养殖尾水中氮磷等营养物质的循环利用,养殖池塘尾水中TN、TP和COD_(Mn)的排污系数相应降低0.71-3.03、0.27-0.31和4.19-8.81 kg/t。Biolog Eco微平板技术揭示稻田湿地进出水中微生物群落碳源利用特征发生明显变化,出水微生物碳源代谢功能多样性指数显著提高;在生产功能上,循环水养殖系统中循环塘养殖产量比对照塘提高22%以上,而且水稻平均产量达到9239 kg/hm^(2)。由此表明,稻田-鱼塘两种具有互补功能的人工湿地耦合形成了一种新的复合系统,该系统在渔农混作区具有一定应用推广价值。

化肥减施对荔枝园土壤微生物功能多样性的影响

为探明化肥减施对荔枝园土壤微生物功能多样性的影响,利用Biolog ECO技术对不同施肥处理[T0(果农习惯施肥处理)和T1~T9(不同化肥减施处理)]荔枝园土壤微生物的功能多样性进行了研究。结果表明,土壤微生物群落的平均颜色变化率(AWCD值)增长的拐点在培养120 h时,以此时的AWCD值为指标进行正交试验方差分析,3个因素对AWCD值的影响排序为无机肥>枝叶还田方式>有机肥,AWCD值最大的是T2处理(枝叶粉粹覆盖、增施有机肥、减施无机肥而高磷肥),最小的是T9处理(枝叶粉碎填埋、有机肥和无机肥用量最少、且磷肥投入最少),其他处理(T1、T3~T8)间无显著差异。为比较化肥减施处理(T1~T9)和果农习惯施肥处理T0的差异,以不同施肥处理作为单因素进行方差分析。结果发现:各处理间AWCD值和McIntosh多样性指数的结果趋势一致,即T2处理的AWCD值和McIntosh多样性指数最高,T0(枝叶直接回田、低有机肥、高无机肥但低磷肥)和T9处理较低,与T2处理呈显著差异,其余处理间无显著差异;各处理间Shannon-winener丰富度指数没有显著差异。不同施肥处理微生物功能多样性的区别在于对糖类、胺类、酚酸类和聚合物类4类碳源利用的差异。土壤中有效磷含量与土壤微生物群落对氨基酸类碳源的利用及其McIntosh多样性指数呈显著正相关。综上,枝叶粉碎覆盖、增施有机肥、高磷肥的化肥减施处理较枝叶直接回田、低有机肥、高无机肥但低磷肥的果农习惯施肥处理显著提高了土壤微生物的功能多样性。

Biolog-Eco方法检测转cry1Ab粳稻对褐飞虱肠道微生物多样性的影响

利用Biolog-Eco方法对以抗虫转cry1Ab基因粳稻(KMD1/KMD2)及其对照(秀水11)为食的褐飞虱肠道微生物群落多样性进行比较研究,以评价其对该飞虱肠道微生物多样性的影响。室内试验结果表明,褐飞虱以KMD1或KMD2为食持续1、3、5代后,其肠道微生物多样性指数(包括Shannon、Simpson和McIntosh指数)与对照无明显差异,但以KMD1为食时,其微生物群落的平均颜色变化率(AWCD)明显高于KMD2和对照。田间调查结果与室内试验基本相似。综合分析认为,KMD1和KMD2对其非靶标害虫褐飞虱肠道微生物群落多样性无明显的负面影响。

不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性的影响

利用Biolog—ECO技术对新垦农田不同作物种植模式下土壤微生物群落功能多样性进行了研究。结果表明：不同作物种植模式对新垦农田土壤微生物群落功能多样性均有很大影响。与6年连作小麦相比较，头3年连种大蒜再轮作小麦的土壤微生物对全部碳源的利用能力最强，生理代谢活性最高，在0～144h内其平均颜色变化率（AWCD）变化最显著，土壤微生物群落优势度、多样性指数及均匀度也相对较高，说明该种作物种植模式对土壤微生物群落结构和功能多样性影响最大，可有效改善土壤贫瘠状况。

不同年龄段银杏树根系土壤微生物群落功能多样性分析

为研究不同年龄段银杏树根系土壤微生物群落代谢功能多样性特征规律,运用Biolog生态板(ECO)技术,结合主成分分析(PCA)和香农韦弗(Shannon⁃Weaver)指数(H)、丰富度指数(S)、均匀度指数(E)、McIntosh指数(U)等研究幼年期(10年以下)、挂果期(20年)和盛果期(40年以上)银杏树根系表层土壤微生物群落功能多样性变化。结果表明:银杏树根系土壤微生物平均颜色变化率(AWCD)增长速率和最大值有显著差异,并呈现幼年期>盛果期>挂果期的趋势;其主要碳源利用类型是氨基酸类、酯类、胺类和酸类碳源;PCA分析表明,3个年龄段银杏树根系土壤微生物碳源利用特征呈现差异性。研究表明,银杏树的年龄段会影响其根系土壤微生物的群落代谢能力和碳源利用能力。

Biolog-ECO法用于PAC-A/O系统微生物群落分析

采用Biolog-ECO方法对粉末活性炭强化A/O(PAC-A/O)系统在长期运行过程中的微生物群落进行分析。结果表明,PAC-A/O系统稳定运行时,微生物的平均代谢活性有所提高,但微生物对各类碳源的代谢情况基本不变,微生物群落特性也没有明显改变。投加粉末活性炭没有改变活性污泥系统中微生物对有机物的代谢途径。

循环水养鳗系统生物过滤器中微生物群落的代谢特性

为了研究鳗鱼循环水养殖系统不同水处理单元微生物群落的碳代谢特征,实验采用Biolog Eco技术,分析了流化床2个槽和滴流式微珠生物过滤器上、中、下3层的生物膜微生物群落功能多样性。结果显示,流化床2个槽和滴流式微珠生物过滤器中、下层微生物多样性指数(Shannon-Wiener指数、Simpson指数和Pielou指数)无显著差异(P>0.05),但均显著高于滴流式微珠生物过滤器上层(P<0.05)。平均色度变化(AWCD)与主成分分析(PCA)均证明滴流式微珠生物过滤器上层与其他采样点微生物代谢差异较大。各采样点微生物未对ECO板某一大类碳源表现出偏好,但对衣康酸、D-半乳糖醛酸、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-丝氨酸、D-甘露醇、D-木糖、N-乙酰-D-葡萄糖氨、吐温40、吐温80、苯乙胺等单一碳源利用较好;而对γ-羟丁酸、α-丁酮酸、D,L-α-磷酸甘油和1-磷酸葡萄糖利用较差。某些碳源种类如D-葡糖胺酸、α-D-乳糖、2-羟基苯甲酸仅能被部分采样点的微生物利用。本实验利用Biolog Eco PlateTM技术研究中试规模循环水处理单元微生物群落代谢特征,研究结果为生物过滤器的调控提供了一种新的思路,即可通过碳源调节来促进生物膜微生物群落结构的改变,以此提高水处理效率。

树脂膜和硫膜控释尿素对小麦近根区土壤微生物多样性的影响

利用Biolog ECO微孔板技术,从微生物功能多样性的角度,通过田间试验研究树脂膜和硫膜控释尿素对小麦近根区土壤微生物多样性的影响。研究结果表明:硫膜控释尿素在培养初期提高了小麦近根区土壤微生物利用单一碳源的能力,但随着时间延续逐渐降低,而树脂膜控释尿素则越来越强;在N300 kg/hm2条件下,硫膜控释尿素对全部碳源利用能力最高,在N210 kg/hm2条件下树脂膜控释尿素最高;在两种施氮量条件下,培养初期均为硫膜控释尿素有利于提高小麦近根区土壤微生物群落的多样性。

生态农业的景观规划、循环设计及生物关系重建

景观生态规划、循环系统建设和生物关系重建是生态农业建设的核心和重点,是分别在景观层次、生态系统层次和群落以下层次为中国特色农业现代化道路营造基本格局。景观生态规划包括生物保护规划、资源利用规划、生态安全规划和景观美学规划等。循环系统建设包括农田系统循环、农牧系统循环、农业加工循环、农村内部循环、城市农村循环和生物地球化学循环。生物关系重建是针对当前农业的生物关系被简化、被分割的情况提出的,以作物为核心的生物关系为例,可通过与昆虫、微生物、大型动物、乔、灌、草和其他作物建立起恰当关系,改善作物养分供应,实现对有害生物控制和对资源高效利用。这三大措施所支撑的中国生态农业不同于西方工业化国家农业发展的道路,能够很好地继承中国传统农业的精华,促进现代信息技术、生物技术、材料科学和先进机械制造等现代科学技术在农业的应用,有利于推动农业现代企业、农业相关法规和制度建设。明确了这些措施也就为生态农业建设的科学评价提供了依据。

赤星病发生期不同成熟度烟叶叶际微生物代谢与群落结构

为了解不同成熟度烟叶叶际微生物在代谢功能与群落组成上的差异,采用Biolog ECO代谢表型及高通量测序技术研究了赤星病发生期不同成熟度(成熟、适熟、未熟)烟叶叶际微生物代谢功能与群落结构。结果表明,3种成熟度烟叶叶际微生物在代谢功能上存在较大差异,成熟烟叶叶际微生物代谢活性最强,其次依次为适熟、未熟烟叶,其中均能高效代谢的碳源为L-天冬酰胺酸,均一般或弱代谢的碳源为2-羟基苯甲酸、L-苯基丙氨酸、α-环式糊精、γ-羟基丁酸和苯乙基胺。3种烟叶叶际优势真菌、细菌菌门均分别为子囊菌门和变形菌门,优势真菌属均为链格孢属、枝孢霉属、亚隔孢壳属和Symmetrospora,优势细菌属均为假单胞菌属和鞘氨醇单胞菌属。3种烟叶叶际真菌中,成熟烟叶叶际子囊菌门和担子菌门相对丰度最高,且均显著高于未熟烟叶;3种烟叶叶际细菌中,未熟烟叶的变形菌门相对丰度最高,且显著高于适熟烟叶。3种成熟度烟叶真菌群落和细菌群落在多样性(Shannon、Simpson)上均无显著性差异,但成熟烟叶叶际真菌群落丰富度(ACE)最高,其次依次为适熟、未熟烟叶,且成熟烟叶显著高于未熟烟叶。

基于梯度稀释法分析细菌多样性对土壤碳代谢的影响

为探究土壤微生物多样性对土壤碳代谢过程的影响,利用梯度稀释法(处理D1、D3和D5分别为稀释10-1、10-3和10-5倍)改变土壤样品中原始土壤微生物群落的多样性,以探究土壤微生物群落多样性减少对土壤碳代谢的影响。进行为期6周的预培养实验,以消除梯度稀释法对土壤样品中微生物群落丰度的影响,并通过Q-PCR和高通量测序测定预培养结束后3种土壤样品中细菌丰度及其基因多样性指数(ACE、Chao1、Shannon),以验证预培养实验结果。后加入等量葡萄糖(0.5g/100g干土)继续培养,并于培养期间测定3种处理土壤的碳矿化速率,进行biolog ECO板实验,分析计算各土壤样品中细菌的功能多样性指数(Shannon指数(H)、Simpson指数(D)、McIntosh指数(U))及碳源代谢强度。结果表明:(1)3种处理土壤样品碳矿化速率及累积碳矿化量大小排序为:D1> D3> D5,且D1与D3、D5处理均有显著差异(P<0.05)。(2)D1处理下土壤样品中微生物群落的孔平均颜色变化率(AWCD)、功能多样性指数(Shannon指数(H)、McIntosh指数(U))均显著高于D3、D5处理(P<0.05)。(3)对31种碳源吸光度做主成分分析(PCA)分析,发现3种稀释处理下土壤样品的碳源利用模式存在差异,且D1处理下的土壤微生物群落对碳源的代谢功能大于D3、D5处理。因此,该研究表明土壤微生物多样性的减少会降低土壤的碳矿化速率及其碳源代谢强度,对土壤碳代谢过程产生一定程度的不利影响。

杉木人工林土壤微生物对林分密度的响应

[目的] 为研究不同密度杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤微生物对碳源的利用情况及土壤理化性质与微生物多样性的相关关系。 [方法] 运用Biolog微平板技术,对江西大岗山5种不同密度38年生杉木人工林(密度分别为1 667、3 333、5 000、6 667和10 000株·hm-2,造林前3 a抚育,后基本无人工干扰)土壤微生物的功能多样性进行研究,探讨了土壤微生物碳代谢对林分密度的响应及土壤理化性质与微生物碳代谢的关系。 [结果] 在杉木存活密度为2 600~4 600株·hm-2时,反映土壤微生物代谢功能多样性的平均颜色变化率较高。该密度范围下土壤微生物多样性高,适合有机质的分解和养分的转化与积累;不同密度杉木人工林土壤微生物对6种碳源的利用量不同,密度在2 600~4 600株·hm-2时,土壤微生物利用的主要碳源为糖类,其次为羧酸类和氨基酸类,但密度小于或超出这一范围时,土壤微生物对羧酸类的利用大于对糖类的利用;主成分分析结果显示:α-D-乳糖对土壤微生物的利用贡献最大,是杉木人工林中利用最多的物质;相关性分析结果显示:全氮和碱解氮与微生物多样性显著相关(P < 0.05),是微生物利用碳源的决定性因素。 [结论] 综合考虑微生物碳代谢与土壤理化性质,符合杉木人工林可持续发展要求的理想林分密度为2 600株·hm-2。