黄土丘陵区典型 植被 类型土壤微生物及异养 呼吸特征

Abstract

自黄土高原地区大规模的实施了植被恢复以来，生态环境得到了大幅度的改 善。植被恢复不仅可以保持水土，而且可通过土壤－植物之间的相互作用，改变 土壤生态系统的生产力及改善土壤养分状况。研究植被恢复后不同植被类型下的 土壤特点，是进一步认识生态系统结构和功能的基础，对于预测土壤生态系统功 能对环境因子的响应规律、为黄土高原区植被类型优选有着重要的理论和现实意 义。 以陕西延安黄土丘陵区 4 种植被类型（人工刺槐林、天然侧柏林、天然辽东 栎林、天然灌丛）为研究对象，以裸地作为对照，分析了土壤微生物生物量碳、 氮含量、细菌和真菌的丰度及其与土壤基本化学性质的关系，探讨土壤微生物群 落结构的主要影响因素和驱动力。结果表明：（1）4 种植被类型的土壤质量较 之裸地都有不同程度的改善；植被类型相似，土壤的化学性质也相似。本研究中 天然辽东栎林在土壤养分的累积上优于人工刺槐林；与林地相比，裸地的土壤养 分比较贫瘠。人工刺槐林的有机质、总氮和土壤碳氮比含量显著低于其他天然林 地的含量（P &lt; 0.05）。（2）不同植被类型，土壤养分状况不同，土壤微生物生 物量也有较大差异。土壤养分的总体变化趋势为：天然林＞人工林＞裸地。土壤 养分和微生物生物量表现出一致的趋势：天然林与灌丛最高，人工林次之，裸地 最低。土壤微生物生物量碳、氮与土壤有机质、总氮和土壤有效磷呈显著正相关 （P ＜ 0.01）。（3）裸地土壤的细菌丰度最低，细菌丰度与土壤养分状况呈显 著正相关（P &lt; 0.05）；人工刺槐林真菌含量显著低于天然辽东栎林，真菌与土 壤养分无显著相关性，与土壤 pH 显著负相关（P &lt; 0.05）。（4）细菌的优势门包括变形菌门（42.35%），放线菌（15.61%），酸杆菌（13.32%），拟杆菌（8.43%） 和芽单胞菌（6.0%）。真菌优势门为子囊菌（40.39%），担子菌（38.01%)和接 合菌（16.86%）。典范对应分析和冗余分析结果显示，土壤细菌和真菌群落都可 以按照植被类型进行聚类。其中，细菌群落的主要驱动因子是土壤有机质，而真 菌的主要驱动因子是土壤有效磷。该研究结果表明，植被类型不同可以导致土壤 质量的差异，二者对土壤微生物群落组成具有控制作用，微生物的群落组成在一 定程度上可以反映土壤质量状况。 两典型林分（天然辽东栎林和人工刺槐林）的土壤呼吸强度在 25&ordm;C 时最大， 且天然辽东栎林的土壤呼吸强度要高于人工刺槐林。天然辽东栎林土壤呼吸温度 敏感性（1.630）略高于人工刺槐林（1.572）土壤呼吸强度均随着土壤湿度的升 高先增强后降低，二者趋势均表现为 60%时最高。 关键词：植被类型；土壤微生物生物量碳；土壤微生物生物量氮；土壤细菌群落； 土壤真菌群落；土壤呼吸；黄土丘陵区</p