川南马尾松人工林不同改造措施土壤微生物特性及其与有机碳的关系

川南马尾松人工林不同改造措施土壤微生物特性及其与有机碳的关系土壤微生物直接参与林地的改造与恢复过程,是改造过程的重要评价指标,研究林地生态系统恢复过程中土壤微生物的变化规律及其与土壤碳库的关系对于反映生态恢复具有重要的指导意义。土壤微生物影响着植被与土壤理化性质,关联性较强。土壤微生物数量随着植物群落的变化而产生差异。微生物不仅是土壤的重要组成部分,又是影响土壤团聚体的生物因子,在土壤有机碳的形成与转化中起到非常重要的作用。土壤酶活性不仅是表征土壤肥力的重要生物指标,而且与碳素循环密切相关,己成为生态系统过程研究中必不可少的监测指标之一。土壤碳库稳定性的影响因素诸多,微生物作为土壤中最活跃的组成部分,对其贡献显著。本文以宜宾市来复镇马尾松低效林不同改造措施为研究对象,探讨不同改造措施对林下土壤微生物、土壤酶活性、土壤微生物量的影响,以及微生物学特征与土壤有机碳的响应,主要研究结论如下：(1)马尾松低效林几种改造措施土壤中各类微生物数量变化：林窗改造细菌数量比对照增多3%-63%,小中型林窗对对照差异显著(p<0.05),真菌数量增多24%-100.06%,中型林窗差异显著(p<0.05);放线菌增多14%-84%,中型林窗差异显著(p<0.05)；皆伐重造细菌数量比对照减少8%-19%,差异不显著(p>0.05),真菌数量减少14-34%,差异显著(p<0.05),放线菌数量减少4%-10%,差异不显著(p>0.05)。微生物总量变化趋势与细菌相似。总体看来：小中型林窗微生物数量显著增多(p<0.05),皆伐林下微生物数量减少,但不显著(p>0.05)。几种改造措施土壤细菌、真菌、放线菌以及微生物总量在不同土层数量变化明显。0-20土层明显高于20-40cm土层。土壤微生物数量随季节变化表现出明显的变化趋势：细菌与放线菌数量整体表现为：夏季出现峰值,其次为春秋季,冬季出现最低值；真菌为秋季出现峰值,其次为春夏季,冬季出现最低值。(2)不同改造措施下,三种酶活性大致表现为：林窗>对照>皆伐重造。蔗糖酶活性随林窗大小出现先升后降的趋势,整体来看林窗以及皆伐重造对蔗糖酶的变化并不显著(p>0.05)。小型及大型林窗改造过氧化氢酶活性与对照相差异不显著(p>0.05),中型林窗过氧化氢酶活性差异显著(p<0.05)。皆伐重造降低了过氧化氢酶活性,且差异显著(p>0.05)。纤维素酶表现为中型林窗差异显著(p<0.05),皆伐不显著(p<0.05)。几种改造措施下,土壤酶活性在秋季出现最大值,其次为春夏季,冬季酶活性最小。(3)不同改造措施下,林窗土壤微生物量碳比对照提高了0%-76%,皆伐重造比对照降低了3%-26%。中型林窗与对照相比差异显著(p<0.05),小型及大型林窗差异不显著(p>0.05)；皆伐初期显著(p<0.05)降低了土壤表层的MBC含量,下层不显著(p>0.05)。几种改造措施下,土壤微生量碳的季节分布动态基本为：秋季最高,其次为春夏季,冬季最低。(4)不同改造措施下,土壤微生物熵大小整体表现为林窗>皆伐重造>对照,林窗与皆伐重造初期使得微生物熵增加,整体差异显著(p<0.05)。土壤微生物熵的季节变化大致表现为：秋春季较高,其次为冬季,夏季最低。(5)有机碳与细菌、真菌、放线菌、微生物总量、MBC含量、过氧化氢酶、纤维素酶呈正相关关系,但不显著(p>0.05),有机碳与qMBC呈极显著负相关关系(p<0.01),与蔗糖酶呈显著正相关关系(p<0.05)；可溶性有机碳与放线菌呈正相关关系,但不显著(p>0.05),与细菌、微生物总量、MBC含量、过氧化氢酶、纤维素酶呈显著正相关关系(p<0.05),与真菌、蔗糖酶呈极显著相关关系(p<0.01)；易氧化碳与真菌、放线菌、微生物总量、MBC含量、qMBC、纤维素酶、蔗糖酶呈正相关关系,但不显著(p>0.05),与细菌、过氧化氢酶呈显著正相关关系(p<0.05)；氧化稳定系数与qMBC呈正相关关系,但不显著(p>0.05),与MBC、过氧化氢酶、蔗糖酶呈显著正相关关系(p<0.05),与真菌、细菌、放线菌、微生物、纤维素酶呈极显著正相关关系(p<0.01)。(6)通过对不同改造措施微生物特性的研究,结果表明：林窗尤其是中型林窗下微生物数量、生物量、酶活性显著提高,这说明马尾松林