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0引言   土壤微生物是森林生態系統中的重要分解者，它分解動植物殘體，促進土壤腐殖質的形成以及有機質的分解和轉化，加快土壤團粒結構的形成，改善土壤健康狀況，利于植物生長和發育[1-3]。土壤微生物數量和生物量是研究和評價土壤微生物調控功能的重要參數[4-6]。土壤微生物數量直接影響土壤的生物化學過程及土壤養分的組成與轉化，同時體現土壤中的生物活性，也是恢復和維持林地生產力的主要因素之一[2,7-8]。土壤微生物量可反映土壤同化和礦化能力的大小，是土壤活性大小的標志[5]，其參與生態系統養分循環、有機質分解等生態過程，影響土壤有機質的轉化，因而在陸地生態系統碳氮循環中發揮著重要作用[9-10]。土壤微生物數量和生物量受氣候、土壤和植被因子的顯著影響，即使在相同的氣候條件和土壤類型下，不同植被下的土壤微生物仍然存在較大差異[11]。在森林生態系統中，土壤的理化性質受凋落物、根活性和相關微氣象因子的影響，其中樹種組成起著決定性作用[12]。   以往有關植被對于土壤微生物影響的研究主要針對生態系統不同演替階段[13]、生態恢復和退化過程[14-15]，但對同一條件下不同植被類型，尤其是混交林的土壤微生物生物量的研究還比較少。馬尾松(Pinusmassoniana)和樟樹(Cinnamomumcamphora)是亞熱帶最常見的針葉林和闊葉林，在森林資源上占有重要地位。本試驗在湖南省長沙市天際嶺國家森林植物園分別對樟樹林、馬尾松林、樟樹-馬尾松混交林土壤微生物數量和微生物碳氮生物量進行研究，比較同一氣候條件下不同林型土壤微生物數量和生物量的差異，旨在揭示3種森林類型微生物數量和碳、氮生物量特征，以期為森林生態系統的碳氮循環機理、有機質分解等提供基礎數據。   1試驗地概況   研究樣地位于湖南省長沙市天際嶺國家森林植物園(113°03'—113°04'E，28°06'—28°08'N)。屬典型的亞熱帶濕潤季風氣候，年均氣溫17.1℃，1月最冷，平均為5.0℃，極端最低溫度為-11.3℃；7月最熱，平均氣溫為29.0℃，極端最高氣溫41.0℃；全年無霜期270~300天，年均日照時數1677.2h；雨量充沛，年均降水量1425mm。地層主要是第4紀更新世的沖積性網紋紅土和砂礫，屬于典型紅壤丘陵區。   研究樣地坡度為13°~20°，海拔55~100m；樟樹、馬尾松和混交林均為24年生的人工林，混交林為樟樹和馬尾松混交，其混交比例為4:6，3種群落基本情況見表1。林下植被有毛葉木姜子Litseamollis、油茶Camelliaoleifera、枸骨Ilexcornuta、山蒼子Litseacubeba、梔子Gardeniajasminoides、滿樹星Ilexaculcolata、狗脊蕨Woodwardiaprolifera、杜荊Vitexagnuscastus、大青Clerodendroncyrtophyllum、紫金牛Ardisiajaponica、黃檀Dalbergiabalansae、苔草Carextristachya、山麥冬RadixLiriopes、烏桕Sapiumsebiferum、喜樹Camptothecaacuminate、鱗毛蕨Dryopterischinensis、野柿Diospyroslotus、一枝黃花Solidagocanadensis、華山礬Symplocoschinensis、鹽膚木Rhuschinensis、白櫟Quercusfabri、小葉女貞Ligustrumquihoui、淡竹葉Lophatherumgracile、雞矢藤Paederiascandens、青桐Firmianasimplex、芒萁Dicranopterisampla、鐵線蕨Adiantumcapillusveneris、井欄邊草Pterismultifida、蛇葡萄Ampelopsissinica等。   2研究方法   2.1樣品采集   2009年7月初，在湖南省長沙市天際嶺國家森林植物園的馬尾松、樟樹、樟樹馬尾松混交林3種群落中，每種森林類型設置6塊3m×4m的固定樣地，每塊樣地間相隔10m以上。本次試驗采樣時間是2011年7月初，采樣時，先去除地表面凋落物，用自制直徑5cm、長10cm的鋼管打入到地下0~10cm土層，取500g左右的土樣，3種林型共采集24個樣，然后將每種林型采集的6個樣進行兩兩混和后，及時裝入自封袋帶回實驗室放入冰箱4℃下保存，供土壤微生物數量和微生物生物量的測定。   2.2土壤微生物的分離與鑒定   土壤微生物數量的測定采用稀釋平板培養計數法，稀釋倍數為細菌10-4~10-6、真菌10-2~10-4、放線菌10-3~10-5，每個稀釋濃度做3個重復，選擇長出菌落數10~200的培養皿計數[16]。細菌分離采用牛肉膏蛋白胨培養基，鑒定通過菌體形態結構觀察和生理生化指標測定，具體參照文獻[17]。真菌分離采用孟加拉紅培養基，鑒定參照文獻[18-19]。放線菌分離采用高氏一號培養基，鑒定參照文獻[20]。   2.3土壤微生物生物量碳和氮的測定   土壤微生物量C、N采用氯仿熏蒸浸提方法測定[21]。提取液中C的測定用重鉻酸鉀-硫酸消煮，硫酸亞鐵滴定法，N的測定采用凱氏消煮法。微生物量C、N的計算，見公式(1)、(2)。Cmic=EC/KEC(1)Nmic=EN/KEN(2)式中：EC、EN分別表示熏蒸與未熏蒸土壤提取液中所測C、N含量之差，KEC、KEN分別表示微生物量C、N浸提測定的比例，數值分別為0.38、0.54。   2.4試驗儀器   全自動凱氏定氮儀（產地：山東；滴定精度：1μL/步）；石墨消解儀（產地：山東；精度：±1.0℃）；真空干燥器（產地：鞏義）；微生物培養箱（產地：寧波；精度：±1）；無菌操作臺（產地：天津；潔凈等級：100級）；高溫滅菌鍋（產地：山東）。   2.5統計分析   試驗數據的處理和運算采用Excel2003軟件，用統計軟件SPSS18.0進行單因素方差分析和相關性分析，檢驗相同條件下土壤微生物數量、碳氮生物量的顯著差異性和相關性。   3結果與分析   3.13種林型土壤理化性質及養分比較   由表2可知，3種林型土壤養分中含水量和土壤平均溫度差異都達到顯著水平(P<0.05)，其特征均為：樟樹>馬尾松>混交林。土壤中有機碳為：樟樹林>混交林>馬尾松林，其中樟樹林和馬尾松林之間差異性達到顯著水平(P<0.05)；土壤全氮為：樟樹林>混交林>馬尾松，其中樟樹林與馬尾松林、馬尾松林與混交林的差異性達到顯著水平(P<0.05)；pH值為：樟樹林>馬尾松林>混交林；凋落物量為：樟樹林>混交林>馬尾松林，3種林型之間差異性均達到顯著水平(P<0.05)。#p#分頁標題#e#   3.2土壤微生物總數特征比較   對3種不同林型土壤微生物的總數量進行統計，其微生物總數量分別為：樟樹林751.6×103個/g干土、混交林298.2×103個/g干土、馬尾松林174.3×103個/g干土，特征為樟樹林>混交林>馬尾松林（見圖1）。進行單因素方差分析，結果表明3種森林類型的土壤微生物總數量存在顯著差異(P<0.05)，進行組間兩兩比較，發現3種林型兩兩之間的微生物總數的差異性均顯著(P<0.05)；其差異特征說明3種不同森林類型的土壤微生物在其分布上存在明顯的非均勻性。   3.3森林類型與土壤中微生物的關系   由表3可知，3種林型微生物中細菌比例特征為樟樹林>馬尾松林>混交林，其比例分別為：樟樹林82.63%，馬尾松林78.39%，混交林64.46%；真菌比例特征為混交林>馬尾松>樟樹林，比例分別為：混交林18.55%，馬尾松林12.62%，樟樹林10.44%；放線菌比例特征為混交林>馬尾松>樟樹林，比例分別為：混交林18.55%，馬尾松林8.99%，樟樹林6.93%。可見，3種林型對土壤微生物數量的影響有差異，這與不同的林型的凋落物量有一定關系[22]，從而影響其分解速率[23]。有研究[24]發現，不同林型混交林的土壤微生物數量組成比例也因林地不同而發生變化，不同林型的根際環境對細菌、真菌和放線菌也有不同影響[25]。   3.4土壤微生物生物量碳氮特征   由圖2可知，3種林型土壤微生物生物量碳的平均含量分別為543.01、421.48、370.95mg/kg，其特征為馬尾松林>混交林>樟樹林；微生物生物量氮平均含量為37.28、23.20、15.12mg/kg，特征則為：樟樹林>馬尾松林>混交林。進行單因素方差分析，其結果表明3種森林類型的土壤微生物生物量碳、氮均不存在顯著差異(P>0.05)。進行相關關系分析表明（見表4）：土壤微生物生物量碳和氮與土壤有機碳、全氮、碳氮比呈顯著線性相關，微生物生物量碳、氮均與土壤中水分相關性不顯著，微生物生物量碳氮之間也存在顯著線性相關。因此說明水分不是影響土壤中微生物生物量碳、氮的主要因素，土壤中的有機碳和全氮才是影響微生物生物量碳、氮的主要因素，而且微生物生物量碳與氮之間還會相互影響。   4結論   （1）3種林型下的土壤微生物總數量有顯著差異性(P<0.05)，總的特征是：微生物總數最大的是樟樹林，混交林次之，馬尾松林的數量最小。這種微生物數量的差異與林型存在密切關系，這在一定程度上反映了不同林型土壤有機質轉化程度和肥力水平。   （2）林型對土壤微生物數量和比例有顯著的影響。不同林型生境為微生物提供了異質性的生境條件，小生境理化因素的差異對3大類異養微生物的組成和比例有顯著的影響。研究結果表明，不同林型土壤微生物中細菌、放線菌、真菌的數量和比例都不盡相同。   （3）3種林型的土壤微生物生物量碳、氮無顯著差異性(P>0.05)。與土壤有機碳、全氮、碳氮比呈顯著線性相關，與土壤水分無明顯著的相關關系，表明土壤有機質是影響土壤微生物生物量的重要因素。   5討論   不同凋落葉分解的土壤微生物效應[26]研究結果表明，闊葉林凋落物分解速度影響土壤微生物的數量，其凋落物分解速度越快，其土壤微生物數量越多，而針葉林凋落物的土壤微生物效應就較差。5種不同人工林型下土壤微生物類群數量特性[27]的研究結果表明，混交林群落中的土壤微生物總數比單一林型中的數量多，其原因可能是在混交條件下，合理布局空間，根系發達，加速有機物分解和養分的積累，加速土壤微生物的活動，從而改善土壤的理化性狀，因此比單一林型更有利于微生物的生長。但是，本研究結果與眾多結論不同，經過對比分析3種林型的基本條件發現，混交林林地密度大，郁閉度大，所以在相同關照條件下，地面溫度相對較低，光照條件比較差，地被植物少，凋落物多，導致土壤微生物數量減少[28]。   有研究[29-30]發現，土壤微生物中以細菌所占的比例最多，真菌次之，放線菌最少，土壤微生物的組成以細菌為主，占微生物總數的71.4%~87.7%，放線菌次之，占總數的9.2%~22.7%，真菌最少，占1.1%~9.6%。可見，不同林型對土壤微生物數量的影響效果有差異。其原因可能與不同的林型的凋落物量有一定關系[31]，從而影響其分解速率[32]。在不同混交林地土壤養分、微生物和酶活性的研究[33]中發現，不同林型的混交林的土壤微生物數量組成比例也因林地不同而發生變化，不同林型的根際環境對細菌、真菌和放線菌也有不同的影響[34]。   細菌的數量很大程度上與土壤有機質含量呈正相關[35]。土壤細菌主要營養來源是植物殘體，在肥沃土壤和有機質豐富的土壤中，細菌數量相應偏多，而在缺乏有機質的土壤中其數量較少[30]，本試驗3種林型中以樟樹林的有機質含量最高，因此樟樹林更有利于細菌的生長。而真菌則是以混交林最多，馬尾松林次之，樟樹林最少，這是因為真菌相比放線菌和細菌更適合于pH較低的土壤條件下發育[36]，3種林型中混交林的pH相對較低，而真菌數量最多，這也與表2中的數據相印證。放線菌比例則是混交林所占比例最大，馬尾松次之，樟樹林最少。眾多研究[35,37]結論得出，放線菌具有喜熱耐旱以及適合在堿性的土壤環境中生存，本試驗3種林型中雖然混交林放線菌所占比例最大，但放線菌總數以闊葉林最高，放線菌特征也與眾研究結論相符。   土壤微生物生物量與溫度、濕度、土壤理化性質等環境因素有關[38-39]。本研究結果表明，土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮與土壤水分無顯著相關關系，說明在本研究的3種林型中土壤濕度不是影響土壤微生物生物量的限制性因子。關于微生物生物量碳氮與土壤水分關系的研究報道較多[40-42]，但至今都對其相關性沒有定論。另外，相關分析表明，土壤微生物生物量碳和氮與土壤有機碳、全氮呈顯著正相關，這表明土壤有機質是影響土壤微生物量的重要因素[43]，有機質含量高，就能夠為微生物在進行自身合成與代謝過程中提供足夠的碳、氮物質來源以及能量來源[44]。此結果與以往研究結論相符，如金發會等石灰性土壤微生物量碳、氮與土壤顆粒組成和氮礦化勢的關系[45]研究結果表明，土壤微生物量碳和微生物量氮與土壤養分高度正相關。除有機碳、全氮與微生物生物量碳氮相關之外，杉木人工林土壤微生物生物量碳氮特征及其與土壤養分的關系[46]的研究結果揭示，土壤微生物量碳氮含量與銨態氮、全鉀和速效鉀含量之間存在顯著正相關；劉占鋒等[47]研究揭示，土壤微生物量碳與土壤全磷呈顯著正相關。#p#分頁標題#e#