人工阔叶红松林土壤微生物群落结构及多样解析

人工阔叶红松林土壤微生物群落结构及多样解析

引言：

东北针阔混交林是寒温带针叶树和喜阳阔叶树之间的一种过渡类型，其中阔叶红松林为东北地区地带性很好群落。森林土壤微生物是影响森林生长和土壤肥力的关键因素之一，其数量和种群直接影响森林土壤的理化性质和肥力，进而影响森林的生长发育。为了揭示人工阔叶红松林对土壤微生物群落结构及多样性的影响，本研究以帽儿山尖砬沟森林培育试验站1986年营建的红松和胡桃楸、红松和水曲柳2种人工红松阔叶林为研究对象，以红松纯林、胡桃楸纯林、水曲柳纯林为对比林型（以上5种林型的营建时间均为28年），分析了土壤养分和土壤酶活性的生长季动态变化、土壤微生物碳代谢功能多样性的差异，并利用高通量测序技术分析在不同林型以及不同混交方式下土壤中形成的微生物群落差异。

材料与方法：

1. 试验设计：

选择1986年营建的红松和胡桃楸、红松和水曲柳2种人工红松阔叶林为研究对象，以红松纯林、胡桃楸纯林、水曲柳纯林为对比林型。以上5种林型的营建时

间均为28年。

2. 数据采集和分析：

（1）土壤养分和酶活性：分别在春季（5月）、夏季（8月）和秋季（10月）采集0-10 cm、10-20 cm和20-30 cm深度的土壤样品，测定土壤有机碳、全氮、全磷、全钾等养分指标以及土壤酶活性。

（2）土壤微生物群落结构：利用高通量测序技术分析土壤微生物群落结构。（3）土壤微生物多样性：计算Shannon指数、Simpson指数等多样性指数，评估土壤微生物群落的多样性。

结果：

1. 土壤养分和酶活性：

从表1可以看出，不同林型下土壤养分和酶活性存在差异。在春季，红松和水曲柳混交林的土壤有机碳含量最高，而红松纯林的土壤全氮含量最高。在夏季，红松和胡桃楸混交林的土壤全磷含量最高，而红松纯林的土壤全钾含量最高。在秋季，红松和水曲柳混交林的土壤有机碳含量最高，而红松纯林的土壤全氮和全磷含量最高。此外，随着土层深度的增加，土壤养分和酶活性呈现降低的趋势。

2. 土壤微生物群落结构：

从高通量测序结果中可以看出，不同林型下土壤微生物群落结构存在差异。红松

和水曲柳混交林的细菌种类最为丰富，而红松纯林的真菌种类最为丰富。此外，不同混交方式下土壤微生物群落结构也存在差异。例如，红松和水曲柳混交林的细菌种类多于红松和胡桃楸混交林，而红松和胡桃楸混交林的真菌种类多于红松和水曲柳混交林。

3. 土壤微生物多样性：

根据Shannon指数和Simpson指数计算结果（表2），不同林型的土壤微生物多样性存在差异。在春季，红松和水曲柳混交林的Shannon指数和Simpson 指数最高；在夏季，红松和胡桃楸混交林的Shannon指数和Simpson指数最高；在秋季，红松纯林的Shannon指数和Simpson指数最高。此外，随着土层深度的增加，土壤微生物多样性呈现降低的趋势。

结论：

本研究结果表明，人工阔叶红松林对土壤微生物群落结构及多样性具有显著影响。不同林型下土壤养分和酶活性存在差异，随着土层深度的增加，土壤养分和酶活性呈现降低的趋势。同时，不同林型下土壤微生物群落结构和多样性也存在差异。这些差异可能与不同树种的根系分泌物、凋落物以及树种之间的相互作用有关。本研究结果为促进森林生态系统的良性循环及森林土壤肥力的维持提供了理论依据。