姜海燕，閆 偉

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學 林學院，內(nèi)蒙古 呼和浩特010019）

森林土壤微生物在林地枯枝落葉分解、腐殖質(zhì)合成和土壤養(yǎng)分循環(huán)等過程中，起著十分重要的作用，其數(shù)量不僅直接影響土壤的生物化學過程及土壤養(yǎng)分的組成與轉(zhuǎn)化，也是土壤中生物活性的具體體現(xiàn)，是維持和恢復林地生產(chǎn)力的主要因素之一［1－4］。林地土壤中3大類微生物的數(shù)量，通?？勺鳛樯滞寥郎锘钚愿叩偷闹匾獦酥局弧Ａ值匚⑸锓N群及數(shù)量、分布的廣度，直接影響林地土壤理化性質(zhì)和土壤肥力，進而影響林木的生長［5－7］；土壤微生物種群和數(shù)量與土壤肥力及林木生長狀況成正相關［8－10］。林地土壤微生物的數(shù)量是在更深層次上揭示森林生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質(zhì)循環(huán)過程的重要環(huán)節(jié)。因此，研究林地土壤微生物的分布特征具有現(xiàn)實意義。興安落葉松Larix gmelinii是中國大興安嶺林區(qū)主要的用材樹種。許多學者對興安落葉松林群落特性、物種特異性、碳循環(huán)、火干擾、營養(yǎng)狀況和肥力特征等進行研究［11－13］，但對土壤微生物方面的研究很少。本研究對內(nèi)蒙古大興安嶺森林生態(tài)定位站地區(qū)不同林型土壤微生物分布特征進行初步研究，為探討興安落葉松林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能提供依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

試驗地設在內(nèi)蒙古大興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)定位站，地理坐標為50°49′～50°51′N，121°30′～121°31′E。地處大興安嶺西北坡，為中山山地，海拔為784～1 142 m。屬寒溫帶濕潤氣候區(qū)，年均氣溫為－5.4°C，最低氣溫－54.0°C，大于等于10°C積溫1 403°C，年降水量450～550 mm，60%集中在7-8月，9月末至翌年5月初為降雪期，降雪厚度為20～40 cm，降雪量占全年降水量的12%。全年地表蒸發(fā)量為800～1 200 mm。年均日照為2 594 h，無霜期80 d。林地土壤暗棕壤土，土層厚度為30～40 cm，含較多石礫，基巖以花崗巖與玄武巖為主。研究地主要樹種為興安落葉松，其面積占總面積的79%，樹高為25～30 m，胸徑26～30 cm，蓄積量150～200 m3·hm－2。林下植物常見有杜香Ledum palustre，杜鵑Rhododendron parvifolium，越橘Vaccinium vitis-idaea，紅花鹿蹄草Pyrola incarnata，舞鶴草Maianthemumbif olium和山黧豆Lathyrus quinquenervius等。

2 材料與方法

2.1 樣地選擇

在內(nèi)蒙古大興安嶺森林生態(tài)系統(tǒng)定位站附近原始林區(qū)選擇有代表性的3種原始林型，即原始林杜香-興安落葉松林，原始林草類-興安落葉松林，原始林柴樺-興安落葉松林及已被干擾的皆伐落葉松林和火燒跡地（采樣時距火燒時約1 a）為樣地。

2.2 土壤采集

土壤采集按不同林型采用對角線型混合取樣法，分0～10，10～20，20～30 cm取樣，過篩后帶回實驗室4℃冷藏保鮮，進行土壤微生物指標測定。采樣時間為2008年9月。

2.3 土壤微生物數(shù)量的測定

土壤微生物數(shù)量分析采用稀釋平板分析法。微生物計數(shù)培養(yǎng)基分別為：細菌采用牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基，放線菌采用高氏1號培養(yǎng)基，真菌采用馬丁氏孟加拉紅-鏈霉素培養(yǎng)基。各個處理設3個重復，最終結(jié)果取其平均值。接種后倒置于28～30℃恒溫箱中培養(yǎng)一定時間，細菌2 d，真菌5 d，放線菌10 d，然后進行計數(shù)。細菌和放線菌的菌落數(shù)選在20～200個之間的計數(shù)，真菌菌落數(shù)在10～100個之間的計數(shù)；土壤水分含量測定采用烘干法［14－15］。

2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel和SPSS統(tǒng)計分析軟件進行數(shù)據(jù)分析，樣地間差異用最小顯著差數(shù)（LSD，least sighificant difference）法，土層間差異用配對樣品t檢驗（paired-samples t test）法。

3 結(jié)果分析

3.1 不同林地土壤微生物數(shù)量的變化

興安落葉松林林型不同，土壤微生物的數(shù)量也有差異，微生物總數(shù)是杜香-興安落葉松林＞草類-興安落葉松林＞柴樺-興安落葉松林＞火燒跡地＞皆伐興安落葉松林（表1）。在P＜0.05水平上，杜香-興安落葉松林與柴樺-興安落葉松林、皆伐興安落葉松林、火燒地間差異性顯著，與草類-興安落葉松林差異性不顯著；草類-興安落葉松林與皆伐興安落葉松林、火燒地間差異性顯著，與柴樺-興安落葉松林差異性不顯著。細菌數(shù)量在各樣地的分布特征及不同林型差異性與微生物總數(shù)一致；真菌數(shù)量是皆伐興安落葉松林＞柴樺-興安落葉松林＞杜香-興安落葉松林＞草類-興安落葉松林＞火燒跡地，在P＜0.05水平上，杜香-興安落葉松林與皆伐興安落葉松林、皆伐興安落葉松林與火燒跡地差異性顯著，其他林型間差異性不顯著；放線菌數(shù)量是杜香-興安落葉松林＞草類-興安落葉松林＞火燒跡地＞皆伐興安落葉松林＞柴樺-興安落葉松林，杜香-興安落葉松林與柴樺-興安落葉松林、皆伐興安落葉松林、火燒跡地之間差異性顯著（表1）。說明不同林型間土壤微生物數(shù)量分布上存在明顯的非均勻性。3種微生物中，細菌占有絕對的優(yōu)勢，占微生物總數(shù)的80.19%～96.83%，放線菌為1.07%～6.31%，真菌為0.38%～13.55%（表1）?？梢?，不同林地類型對土壤微生物數(shù)量和種類影響效果是有差異的。之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，可能與不同林型的凋落物質(zhì)量有一定關系，從而影響分解速率。杜香-興安落葉松林微生物數(shù)量最多是由于其分布于原始林垂直帶的頂層，光照充足，外界干擾少，土壤結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，枯枝落葉積累多，水分涵養(yǎng)好，分解有機質(zhì)的微生物多；皆伐林與火燒跡地的原有土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，林下的凋落物積累少，土壤養(yǎng)分容易流失，導致微生物數(shù)量減少。皆伐林樣地中真菌所占比例大于放線菌，這是由于皆伐林土壤pH值較低，適宜異養(yǎng)型的真菌生長發(fā)育，而不適宜喜于生活在土壤pH值較高的放線菌生長。

表1 不同林型土壤微生物數(shù)量及差異Table 1 The quantity and difference of soil microorganism in different forest types

3.2 土壤微生物的垂直變化

不同樣地土壤微生物總數(shù)均是0～10 cm層最多，隨著垂直深度的增加而逐漸減少。在皆伐林內(nèi)，10～20 cm與20～30 cm微生物的垂直變化不大，而其他林型不同層次微生物的變化較明顯（圖1）。3類微生物的變化是：①細菌的垂直變化與微生物總數(shù)量的變化規(guī)律一樣（圖1～2和表1），即5個樣地細菌是0～10 cm＞10～20 cm＞20～30 cm，皆伐林的0～10 cm與10～20 cm和20～30 cm在P＜0.05水平上差異性顯著，火燒跡地的0～10 cm與20～30 cm差異性顯著（P＜0.05），其他樣地不同層次間差異性不顯著。②真菌的垂直變化與微生物總數(shù)的變化一樣，5個樣地中皆伐林的0～10 cm真菌數(shù)量最多，其次是柴樺-興安落葉松林；除火燒跡地外，其他樣地0～10 cm與10～20 cm和20～30 cm間差異性顯著（P＜0.05）；火燒跡地0～10 cm與20～30 cm差異性顯著（P＜0.05），前4個樣地0～10 cm真菌數(shù)量遠遠大于其他2層，真菌主要集中分布在0～10 cm層（圖3和表1）。③在前3個樣地，放線菌的分布是10～20 cm＞0～10 cm＞20～30 cm，皆伐林的分布是隨著深度的增加，放線菌呈遞減趨勢，火燒跡地的10～20 cm與20～30 cm的數(shù)量基本相近（圖4），皆伐林的0～10 cm與20～30 cm間在P＜0.05水平上差異性顯著，其他樣地土層間差異性不顯著（表1）。微生物主要集中在土壤表層是由于地表聚集大量枯枝落葉，有充足的營養(yǎng)源，并且水熱和通氣狀況都比較好，有利于微生物的生長和繁殖。而隨著土層加深，有機質(zhì)和腐殖質(zhì)的含量減少，土壤溫度降低，微生物活動能力減弱，其數(shù)量相應降低減少。

圖1 微生物總數(shù)量垂直變化Figure 1 Vertical change of soil microbe

圖2 細菌垂直變化Figure 2 Vertical change of bacteria

圖3 真菌垂直變化Figure 3 Vertical change of fungi

圖4 放線菌垂直變化Figure 4 Vertical change of actinomycetes

4 結(jié)論

土壤微生物數(shù)量與分布受各種生態(tài)因素的綜合影響，生態(tài)環(huán)境的地理區(qū)域差異是主導因素。研究表明：大興安嶺興安落葉松林不同林型中細菌占有絕對的優(yōu)勢，占微生物總數(shù)的80.19%～96.83%，微生物總量和細菌數(shù)量為杜香-興安落葉松林＞草類-興安落葉松林＞柴樺-興安落葉松林＞火燒跡地＞皆伐興安落葉松林，前3個林型土壤微生物數(shù)量較大，由于是原始林，人為干擾少，對林下土壤及微生物破壞性小，因此微生物活性強，數(shù)量大。

不同林型土壤微生物的垂直分布除放線菌外，其他均是隨著土層深度的增加，微生物數(shù)量呈遞減的趨勢，同一林型的0～10 cm與20～30 cm間差異性顯著（P＜0.05），10～20 cm與20～30 cm間差異性不顯著；杜香-興安落葉松林、草類-興安落葉松林、柴樺-興安落葉松林的放線菌10～20 cm高于0～10 cm。

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