森林演替过程中优势树种凋落叶对土壤微生物组成的影响

! ! 森林植被演替规律的认识有助于森林的恢复和 管理。植被演替与土壤微生物关系密切 （ "#$%&’&(’ !" #$% ， )**+ ； ,-.#’&/0 !" #$% ， )**1 ） ， 土壤微生物是土 壤的重要组成部分 （ 王光华等， )**2 ） ， 是陆地生态 系统平衡的 “ 稳定器” 和土壤养分的 “ 转换器” （ 姚槐 应等， )**2 ） 。在森林群落内， 凋落物是土壤养分的 基本 载 体 和 连 接 植 物 与 土 壤 的 纽 带 （ 林 波 等， )**3 ） 。凋落物的产量和质量对土壤微生物有较为 深刻地影响 （ 郑华等， )**2 ） 。森林凋落物回归土壤 会引起土壤微生物数量、 生物量及代谢活性等发生 明显变化 （ 田兴军和立石贵浩， )**) ； 45’6$ !" #$% ， )**3 ； 林开敏等， )**2 ； 7$8$9$5.$ !" #$% ， )**2 ） 。在 森林植被演替过程中， 土壤的微生物学性质常常表 现出规律性变化 （ 朱斌等， )*** ； 龙健等， )**3 ； 谢龙 莲等， )**3 ） ， 但也有研究表明， 土壤微生物群落是 独立于植物群落的演替而变化的 （ "#$%&’&(’ !" #$% ， )**+ ） 。 由于凋落物与土壤微生物关系的重要性， 研究 处于不同演替阶段的森林凋落物与土壤微生物的关 系有助于深化对森林群落演替机理的认识。以往对 于森林凋落物与土壤微生物关系的研究涉及不同干 扰程度下的天然林和人工林 （ 姚拓和杨俊秀， :;;< ； =>0 ? 7(9-， :;;; ；@00A !" #$% ， )**1 ； 张 瑞 清 等， )**< ） ， 研究热点在于凋落物分解对土壤微生物学 性质的影响以及土壤微生物在凋落物分解转化和森 林自肥过 程 中 所 起 作 用 等 方 面 （ 胡 亚 林 等， )**1 ； ,0&&’-$ !" #$% ， )**1 ； 郭剑芬等， )**2 ） 。 本文以黄土高原马栏林区优势种植物辽东栎 （ &’!()’* $+#,"’-.!-*+* ） 和油松 （ /+-’* "#0’$#!1,(2+* ） 的凋落叶浸提液处理不同类型的土壤， 利用土壤浸 提液固体培养基测定微生物数量， 以系统聚类及主 成分分析等方法进行数据处理， 结合该区辽东栎与 油松相互关系的研究， 认识辽东栎及油松凋落叶对 土壤微生物组成的影响以及对植被演替的意义。 !" 研究地区与研究方法 !# !" 自然概况 研究选择在黄土高原中部的陕西省旬邑县马栏 林区进 行。该 区 地 处 :*BC )<D E—:*BC 1)D E ， +1C ;D F—+1C++DF， 海拔 : *** G : <** 9， 相对高差 )** G 3** 9 的土石山林区。属于暖温带半 湿 润 气 候 地 区， 年平均气温 < H ， 极端最低气温 I )B H ， : 月平 均气温 I < H ， J * H 积温值 + :+3 H ； 无霜期 :3* G
摘! 要! 为了进一步认识森林群落演替机理， 研究了黄土高原马栏林区处于不同演替阶段 的森林土壤微生物组成， 以及优势树种凋落叶对土壤微生物组成的影响。采用凋落叶浸提 液处理不同类型的土壤， 利用土壤浸提液固体培养基测定微生物数量， 以系统聚类和主成 分分析等方法进行数据分析。结果表明： 微生物总数量及土壤细菌数量按白桦 （ !"#$%& ’%&#(’)(%%&） 林" 油松 （ *+,$- #&.$%&"/012+- ） 林 " 辽东栎 （ 3$"14$- %+&0#$,5",-+- ） 林递增； 在先 锋森林群落向顶极群落演替过程中， 微生物组成的综合性指标 ’()**+*,-./*/0 指数呈下降 趋势； 土壤微生物 1 大类群中， 数量较少者对 ’()**+*,-./*/0 指数的大小变化起着较大作 用； 依据可培养微生物组成， 2 种土样可划分为 1 个类群， 辽东栎及油松凋落叶对土壤微生 物组成的影响不同， 辽东栎凋落叶对土壤微生物学性质的作用更强； 马栏林区森林土壤微 生物组成与植被类型及演替阶段关系密切； 演替高级阶段森林优势树种凋落叶可能通过其 对土壤微生物组成的改造优势， 逐渐改变土壤的微生物学性质， 进而促进植被演替。 关键词! 马栏林区；凋落叶；土壤微生物；植被演替 中图分类号! 3412! 文献标识码! 5! 文章编号! #$$$6724$ （ &$$2 ） $"6##&"6$" !""#$%& ’" (#)" (*%%#+ "+’, -’,*.).% %+## &/#$*#& -0+*.1 "’+#&% &0$$#&&*’. ’. %2# $’,/’&*%*’. ’" &’*( ,*$+’3*)( $’,,0.*%*#&4 GH5IJ K.)*，-5IJ L.)+,)*，M5N ’(C,@.*?，O; -/*,P.*?， -5IJ OC.,<.*（ 60%%"5" 0/ 7+/" 84+",4"，8)&&,9+ :012&% ;,+<"1-+#(，=+ ’ &, "#$$%& ，6)+,& ） > 6)+,"-" ?0$1,&% 0/ @40%05(， &$$2 ， 56 （"） ： ##&"6##11D 73&%+)$% ：H* +0E/0 Q+ RC0Q(/0 C*E/0BQ)*E Q(/ </F()*.B<B +R R+0/BQ BCFF/BB.+* ，Q(/ F+<S+B.Q.+* +R B+.= <.F0+T/B C*E/0 R+0/BQB )Q E.RR/0/*Q BCFF/BB.+* BQ)?/B .* Q(/ U)=)* R+0/BQ 0/?.+* +R G+/BB V=)Q, /)C )*E Q(/ /RR/FQB +R =/)R =.QQ/0 R0+< E+<.*)*Q Q0// BS/F./B +* Q(/ F+<S+B.Q.+* +R B+.= <.F0+T.)= F+<<C*.Q./B >/0/ .*W/BQ.?)Q/ED M(/ /@Q0)FQB +R =/)R =.QQ/0 >/0/ .<S+B/E Q+ E.RR/0/*Q QPS/B +R B+.= B)<S=/BD M(/ *C<T/0 +R B+.= <.F0+T/B >)B E/Q/0<.*/E TP CB.*? B+=.E </E.C< )EE/E >.Q( Q(/ /@, Q0)FQB +R B+.= ，)*E F=CBQ/0 )*E S0.*F.S)= F+<S+*/*Q )*)=PB/B >/0/ )SS=./E Q+ S0+F/BB Q(/ +TQ).*/E E)Q)D M(/ 0/BC=QB B(+>/E Q()Q Q(/ Q+Q)= *C<T/0 +R B+.= <.F0+T/B )*E Q(/ *C<T/0 +R T)FQ/0.) .*, F0/)B/E .* Q(/ +0E/0 +R !"#$%& ’%&#(’)(%%& R+0/BQ"*+,$- #&.$%&"/012+- R+0/BQ"3$"14$- %+&0#$,5",A -+- R+0/BQD X0+< Q(/ S.+*//0 F+<<C*.QP Q+ Q(/ F=.<)@ F+<<C*.QP，’()**+*,-./*/0 .*E/@ ，) F+<, S0/(/*B.W/ .*E.F)Q+0 CB/E Q+ E/BF0.T/ Q(/ <.F0+T.)= F+<S+B.Q.+* ，B(+>/E ) E+>*>)0E Q0/*ED NR Q(0// B+.= <.F0+T.)= ?0+CSB，Q(/ ?0+CS >.Q( ) B<)==/0 *C<T/0 S=)P/E ) <+0/ .<S+0Q)*Q 0+=/ .* Q(/ F()*?/B +R ’()**+*,-./*/0 .*E/@D 5FF+0E.*? Q+ Q(/ F+<S+B.Q.+* +R FC=QC0)T=/ B+.= <.F0+T/B，Q(/ Q/BQ /.?(Q B+.= B)<S=/B >/0/ E.W.E/E .*Q+ Q(0// ?0+CSBD 8+<S)0/E >.Q( Q()Q R0+< *> #&.$%&"/012+-， Q(/ =/)R =.QQ/0 R0+< 3> %+&0#$,5",-+- S=)P/E ) ?0/)Q/0 0+=/ +* Q(/ F+<S+B.Q.+* +R B+.= <.F0+T.)= F+<, <C*.Q./BD HQ >)B BC??/BQ/E Q()Q Q(/ F+<S+B.Q.+* +R B+.= <.F0+T/B .* U)=)* R+0/BQ 0/?.+* >)B F=+B/=P 0/=)Q/E Q+ Q(/ R+0/BQ W/?/Q)Q.+* QPS/ )*E .QB BCFF/BB.+* BQ)?/D M(0+C?( .QB BS/F.R.F E+<.*)*F/ ，Q(/ =/)R =.QQ/0 R0+< Q(/ E+<.*)*Q Q0// BS/F./B )Q )EW)*F/E BCFF/BB.+* BQ)?/ F+C=E F()*?/ Q(/ B+.= <., F0+T.)= F+<S+B.Q.+* ?0)EC)==P ，)*E Q(/0/TP，S0+<+Q/ Q(/ +FFC00/*F/ +R W/?/Q)Q.+* BCFF/BB.+*D 8#9 :’+-&：U)=)* R+0/BQ 0/?.+*；=/)R =.QQ/0；B+.= <.F0++0?)*.B<；W/?/Q)Q.+* BCFF/BB.+*D