惠亞梅 巨天珍 賈麗 等
摘要:對(duì)秦嶺西段北坡小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)林下土壤微生物群落特征進(jìn)行了總結(jié)分析,結(jié)果顯示:小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同林型下土壤微生物總量為1.44×107~7.52×109 CFU/g干土,其中細(xì)菌占總數(shù)的87.99%~9996%,真菌占總數(shù)的0.01%~0.16%,放線菌占總數(shù)的0.01%~0.23%;土壤上中下3層微生物總量呈明顯的垂直分布,其中表層數(shù)量最多,中層次之,下層最少。小隴山不同林型下土壤微生物共有27菌屬,其中細(xì)菌有15屬,真菌有9屬,放線菌有3屬。天然林土壤微生物種屬比人工林微生物種屬多,功能菌的數(shù)量由多到少依次為:溶磷菌>好氣性固氮菌>解鉀硅酸鹽細(xì)菌>好氣性纖維分解菌;針闊混交林下土壤中的功能菌群數(shù)量最多,紅豆杉林下土壤中的功能菌群數(shù)最少,人工林下的功能菌群數(shù)基本少于自然林下的功能菌群數(shù)?;旌狭治锓N豐富度指數(shù)最高,其次是油松、華山松林,白皮松林下的土壤微生物物種豐富度最低;土壤微生物物種多樣性指數(shù)的變化幅度較大,說(shuō)明不同植被類型的土壤微生物差異較大。土壤微生物物種均勻度與土壤微生物物種多樣性指數(shù)變化一致,混交林大于純林,自然林大于人工林。
關(guān)鍵詞:土壤;微生物;生態(tài)特征;群落多樣性;小隴山;秦嶺
中圖分類號(hào): S154.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2015)01-0322-05
收稿日期:2014-02-16
基金項(xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金 (編號(hào):41161080);甘肅省科技計(jì)劃 (編號(hào):2010GS05134)。
作者簡(jiǎn)介:惠亞梅(1987—),女,甘肅慶陽(yáng)人,碩士研究生,主要從事城市生態(tài)研究。E-mail:huiyameiwangyoucao@126.com。
通信作者:巨天珍,碩士,教授,主要從事城市生態(tài)研究。E-mail:849298571@qq.com。森林土壤微生物是棲居在森林土壤中的細(xì)菌、放線菌、真菌、顯微藻類、原生動(dòng)物等微小生物的總稱,是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在林地枯枝落葉分解、腐殖質(zhì)合成、土壤養(yǎng)分循環(huán)、能量轉(zhuǎn)化中起著非常重要的作用[1-2]。在陸地生態(tài)系統(tǒng)中,植物將光合產(chǎn)物以根系分泌物、植物殘?bào)w的形式釋放到土壤中,作為土壤微生物的碳源、能源,微生物則將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)物,以利于植物吸收[3]。森林土壤微生物的種群、數(shù)量直接影響土壤的理化性質(zhì)、土壤肥力以及森林生長(zhǎng)發(fā)育,其分布、活動(dòng)是森林生產(chǎn)環(huán)境綜合評(píng)價(jià)的主要依據(jù)之一,也是反映土壤質(zhì)量、人類干擾以及土地利用變化最為敏感的指標(biāo)之一[4]。從微生物群落多樣性格局來(lái)看,植物群落類型初步?jīng)Q定了微生物群落的組成,土壤微生物群落多樣性與覆蓋在土壤表面的植物群落呈正相關(guān)[5]。由于凋落物、菌根真菌以及釋放到菌根根系中的分泌物不同,不同樹種可能導(dǎo)致凋落物以及土壤中微生物群落不同。Prescott等研究表明,樹種對(duì)凋落物、土壤、菌根根系中微生物群落的組成存在影響[6]。王衛(wèi)霞等對(duì)南亞熱帶地區(qū)3種人工林土壤微生物生物量、微生物群落結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),不同樹種對(duì)土壤微生物群落結(jié)構(gòu)具有顯著影響[7]。 20世紀(jì)70年代以來(lái),學(xué)者們?cè)诹值赝寥牢⑸飬^(qū)系、根際微生物區(qū)系、微生物在土壤養(yǎng)分轉(zhuǎn)化與循環(huán)、微生物季節(jié)動(dòng)態(tài)、生態(tài)平衡、固氮作用以及不同海拔、植被、林型、重建模式、林業(yè)技術(shù)措施對(duì)土壤微生物數(shù)量、群落多樣性、功能多樣性、微生物生物量、酶活性的影響等方面進(jìn)行了大量研究。筆者對(duì)秦嶺西段北坡小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地帶性植被及非地帶性群落類型計(jì)8種不同群落的土壤微生物群落特征進(jìn)行了研究。
1研究區(qū)域概況
小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處甘肅省東南部,東與陜西省隴縣、寶雞市相連,南與鳳縣、留壩縣接壤,西與甘肅省岷縣相鄰,北以甘肅省天水市張家川縣為界,地理坐標(biāo)為34°00′~34°40′N,105°30′~106°30′E,屬森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護(hù)區(qū)。小隴山自然保護(hù)區(qū)處于我國(guó)暖溫帶南緣與北亞熱帶的過渡地帶,保護(hù)區(qū)內(nèi)森林覆蓋率高,天然林比重較大,現(xiàn)有林地面積28 723.2 hm2,森林覆蓋率達(dá)80%,保護(hù)區(qū)內(nèi)原生性森林群落總面積為10 827 hm2,其中原生性森林的活立木蓄積為861 005 m3。保護(hù)區(qū)生物的地理成分、區(qū)系成分復(fù)雜多樣,是甘肅省生物種質(zhì)資源最豐富的地區(qū)之一,是我國(guó)西北地區(qū)重要的天然林區(qū),在水源涵養(yǎng)、保持水土、維護(hù)地區(qū)生態(tài)平衡、提高環(huán)境質(zhì)量、保護(hù)生物多樣性以及林業(yè)生產(chǎn)等方面發(fā)揮著重要作用。
2材料與方法
2.1樣品采集
在對(duì)小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)森林群落進(jìn)行調(diào)查的基礎(chǔ)上,選擇了小隴山7種不同的群落類型:銳齒櫟林、油松林、日本落葉松林、華山松林、紅豆杉林、針葉混交林、闊葉混交林,其中日本落葉松林為人工林,其余為自然林。根據(jù)樣方的設(shè)置,分別在每個(gè)樣方內(nèi)設(shè)置5個(gè)采樣點(diǎn),采集每樣方的土樣之前,均先除去地面植被、地表覆蓋物,鏟除表土(厚度大約為1 cm)。用土鉆在每個(gè)采樣點(diǎn)的土壤剖面上每隔10 cm取樣,分別采取0~10 cm、10~20 cm、20~40 cm等不同土層的土樣,并將同一層的土壤混合均勻裝入聚乙烯滅菌袋,貼上標(biāo)簽后帶回實(shí)驗(yàn)室,置于4 ℃冰箱中保存。
2.2方法
2.2.1土壤理化性質(zhì)的測(cè)定方法采用酒精燃燒法測(cè)定自然含水量,采用酸度計(jì)法(緩沖溶液為KCl)測(cè)定pH值,采用重鉻酸鉀容量法測(cè)定有機(jī)質(zhì)含量,采用TFC智能普及型速測(cè)儀測(cè)定速效養(yǎng)分(氮、磷、鉀)含量。
2.2.2土壤微生物區(qū)系研究方法采用固體培養(yǎng)基、平板菌落計(jì)數(shù)法、劃線法、革蘭氏染色法、懸滴法、斜面培養(yǎng)法、氧化酶試驗(yàn)、接觸酶試驗(yàn)、葡萄糖氧化發(fā)酵試驗(yàn)、甲基紅試驗(yàn)、纖維素分解試驗(yàn)、明膠液化試驗(yàn)(穿刺法)、硫化氫產(chǎn)生試驗(yàn)、淀粉水解試驗(yàn)、抗菌譜測(cè)定、載玻片培養(yǎng)法等對(duì)森林土壤微生物進(jìn)行分離、統(tǒng)計(jì)與分類。按照某物種占整體的百分比≥10%為優(yōu)勢(shì)屬,1%~10%為常見屬,≤1%為少見屬規(guī)則進(jìn)行劃分。endprint
2.2.3微生物多樣性指數(shù)測(cè)算方法
2.2.3.1豐富度指數(shù)豐富度指數(shù)主要是測(cè)定一定空間范圍內(nèi)的物種數(shù)目以表達(dá)生物的豐富程度[8]。本研究選用2個(gè)常用的豐富度指數(shù):
R1=(S-1)/lnN;(1)
R2=S/N 。(2)
式中:S為群落中的物種總數(shù),N為觀察到的個(gè)體總數(shù)。
2.2.3.2均勻度指數(shù)常用觀察多樣性與最高多樣性比值來(lái)表示均勻度指數(shù),最高多樣性即所有種的多度相等時(shí)的多樣性[9]。
Pielou均勻度:
Jsw=(-∑PilgPi)/lgS;(3)
Simpson均勻度:
E=N(N/S-1)∑si=1 ni(ni-1);(4)
Heip均勻度:
Eh=[exp(-∑si=1PilnPi)-1]/(S-1) 。(5)
式中:Pi是第i種個(gè)體數(shù)ni占總個(gè)體數(shù)N的比例,即Pi=ni/N;S為物種數(shù)目;N為所有物種的總個(gè)體數(shù);ni是第i種物種的個(gè)體數(shù)。
2.2.3.3多樣性指數(shù)多樣性指數(shù)是豐富度、均勻度的綜合指標(biāo),本研究采用Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)以及Mclntoch指數(shù)對(duì)森林土壤微生物群落多樣性進(jìn)行測(cè)定。
Shannon指數(shù):
HP=-∑si=1Piln(Pi);(6)
Simpson指數(shù):
D=1-∑P2i;(7)
Mclntoch指數(shù):
DM=(N-u)/(N-N),u=∑si=1(n2i)1/2 。(8)
式中:pi是第i種個(gè)體數(shù)ni占總個(gè)體數(shù)N的比例,即pi=ni/N;N為所有物種的總個(gè)體數(shù);ni是第i種的個(gè)體數(shù)。
2.2.3.4土壤微生物生物量測(cè)定采用熏蒸浸提法測(cè)定土壤微生物量碳(MBC)含量、土壤微生物量氮(MBN)含量,采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定提取液中的碳含量,采用凱氏消化、半微量蒸餾法測(cè)定提取液中的氮含量,采用重鉻酸鉀氧化法測(cè)定土壤有機(jī)碳含量,采用堿吸收滴定法測(cè)定土壤呼吸強(qiáng)度。
2.3數(shù)據(jù)處理
用Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù),用SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。
3結(jié)果與分析
3.1森林土壤微生物的群落特征
3.1.1數(shù)量特征土壤微生物數(shù)量直接影響土壤生物化學(xué)活性及土壤養(yǎng)分的組成與轉(zhuǎn)化,是林地土壤肥力的重要指標(biāo),其數(shù)量與分布不但反映了各因素對(duì)微生物的影響,同時(shí)也反映了微生物對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、土壤肥力的影響。研究表明,土壤微生物能較早地預(yù)測(cè)土壤質(zhì)量變化,是土壤質(zhì)量變化最敏感的指標(biāo)[10-12]。森林土壤微生物數(shù)量常作為土壤微生物活性的重要指標(biāo)之一,土壤微生物的數(shù)量、種類受土壤條件如土壤溫度、濕度、pH值等的影響[13]。有學(xué)者對(duì)美國(guó)科羅拉多流域山區(qū)森林土壤中細(xì)菌、古細(xì)菌的群落組成、多樣性進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),土壤微生物生物量隨土壤深度增加呈指數(shù)下降;0~10 cm 土壤剖面中細(xì)菌多樣性最高;從土壤表層到深層,細(xì)菌多樣性下降了20%~40%,說(shuō)明土壤深度對(duì)細(xì)菌群落組成具有顯著影響。研究人員對(duì)土著馬尾松林、外來(lái)桉樹林下土壤微生物群落結(jié)構(gòu)、代謝活動(dòng)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),桉樹林下土壤中細(xì)菌的數(shù)量、生物量、碳代謝活動(dòng)、微生物群落多樣性明顯低于馬尾松林。
本研究表明,小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同植被下土壤微生物的數(shù)量存在顯著差異:表層最豐富,中層次之,下層最少。土壤微生物數(shù)量的這種垂直層次上的差異與土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤養(yǎng)分狀況、水分含量、溫度、通氣狀況等因素有關(guān)[14]。林地土壤表層有比較厚的枯枝落葉層覆蓋地表,有機(jī)質(zhì)含量高,養(yǎng)分、水分相對(duì)豐富,同時(shí),溫度、通氣狀況適宜,有利于微生物生存,深層土壤由于養(yǎng)分減少、空氣缺乏等原因,土壤微生物數(shù)量下降。研究區(qū)域森林土壤微生物數(shù)量為 1.44×107~7.52×109 CFU/g干土,其中細(xì)菌數(shù)量為1.40×107~7.52×109 CFU/g干土,占總數(shù)的87.99%~9996%;真菌數(shù)量為1.45×105~2.05×106 CFU/g干土,占總數(shù)的001%~0.16%;放線菌數(shù)量為2.00×105~1.91×106 CFU/g干土,占總數(shù)的0.01%~0.23%。土壤表層(0~10 cm)的微生物數(shù)量為549.48×106~5 090.69×106 CFU/g干土,土壤中層(10~20 cm)的微生物數(shù)量為150.75×106~1 903.82×106 CFU/g干土,土壤深層(20~40 cm)的微生物數(shù)量為1490×106~528.27×106 CFU/g干土,土壤中層的微生物數(shù)量比土壤表層少40.82%~99.94%,土壤深層的微生物數(shù)量比土壤表層少60.49%~97.22%。闊葉混交林的微生物數(shù)量最多,達(dá)7.52×109 CFU/g干土,油松林次之,紅豆杉林的微生物數(shù)量最少,達(dá)1.44×107 CFU/g干土(圖1、圖2)。
日本落葉松人工林下的土壤微生物數(shù)量多于銳齒櫟林、紅豆杉林;銳齒櫟林、闊葉混交林、針葉混交林、林緣草地中的土壤微生物數(shù)量由多到少依次為:闊葉混交林>針葉混交林>銳齒櫟林>林緣草地,即混合林的微生物數(shù)量大于純林地微生物數(shù)量,此結(jié)果與王健等[15]、齊雅靜等[16]的研究結(jié)果
相同。這主要是因?yàn)椴煌瑯浞N、植被其凋落物的種類、數(shù)量不同,導(dǎo)致其土壤養(yǎng)分含量、水分、溫度等不同,進(jìn)而影響了土壤微生物的種類、數(shù)量[17-20]。小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)森林覆蓋率高,物種組成豐富。
3.1.2種屬組成特征森林土壤微生物是土壤-微生物-植物生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,土壤微生物產(chǎn)生的大量生物活性物質(zhì)與植物生長(zhǎng)關(guān)系密切,直接關(guān)系到林木的生長(zhǎng)[21]。對(duì)小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的油松林、華山松林、日本落葉松林、紅豆杉林、白皮松林、銳齒櫟林、針葉混交林以及闊葉混交林下的土樣進(jìn)行分離鑒別發(fā)現(xiàn),不同林型土壤中的微生物組成如表1所示。小隴山森林土壤中的微生物種屬組成比較豐富;天然林土壤微生物種屬比人工林微生物種屬多,其中,油松天然林、白皮松天然林土壤中分離出的微生物屬最多,有20個(gè)屬,日本落葉松人工林土壤中分離出的微生物種屬最少,有12個(gè)屬;混合林中的土壤微生物種屬(19屬)基本上多于純林土壤中的微生物種屬(12~20個(gè)屬)。endprint
3.2微生物生物量特征
如圖3所示:紅豆杉林各樣地中表層有機(jī)碳(SOC)含量明顯高于下層;各樣地中的微生物生物量碳(MBC)含量大于非洲熱帶森林(280~480 mg/kg),略高于該氣候帶的橡膠樹(380.80~568.3 mg/kg),但小于溫帶森林(1 080 mg/kg)。隨著土層的加深,MBC值迅速下降。隨著土層的加深,MBC/SOC 值也隨著增大,這說(shuō)明深層土壤碳積累強(qiáng)度大于表1不同林型土壤中的微生物種屬組成
微生物優(yōu)勢(shì)菌屬常見菌屬稀有菌屬細(xì)菌
微球菌屬、芽孢桿菌屬、葡萄球菌屬
土壤桿菌屬、假單孢桿菌屬、固氮菌屬、黃桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬節(jié)桿菌屬、拜葉林克氏菌屬、纖維單孢菌屬
真菌青霉屬、曲霉屬、毛霉屬根霉屬、木霉屬、交鏈孢霉屬犁頭菌屬、頭孢霉屬放線菌鏈霉菌屬小單孢菌屬、小雙孢菌屬
表層土壤,土壤有機(jī)碳逐漸由土壤表層向土壤深層轉(zhuǎn)移;隨著土層的加深,MBN值下降,土壤微生物呼吸強(qiáng)度降低。溫帶土壤微生物代謝熵(qCO2)這一數(shù)值范圍大致在1~7 mg/(g·h)之間,本試驗(yàn)值偏低,究其原因可能與研究區(qū)域的植被類型、溫度、水分等生境因素有關(guān),另外還要考慮不同土壤呼吸的測(cè)量方法對(duì)數(shù)據(jù)的影響。
3.3森林土壤微生物的功能特征
3.3.1功能菌群特征土壤中有特殊生理功能的微生物類群,如氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、固氮菌、纖維素分解菌、硫細(xì)菌等,在土壤物質(zhì)轉(zhuǎn)化上起著重要的作用[22]。對(duì)小隴山不同植被、林型土壤中的功能菌群進(jìn)行鑒定,結(jié)果顯示不同植被、林型土壤中的功能菌群數(shù)量特征總體表現(xiàn)為:溶磷菌>好氣性固氮菌>解鉀硅酸鹽細(xì)菌>好氣性纖維素分解菌。其中針葉混交林下土壤中的功能菌群數(shù)量最多,紅豆杉林下土壤中的功能菌群數(shù)量最少(圖4)。
土壤中各類微生物生理群的分布、數(shù)量等隨林型不同而不同。這是由于土壤中各類微生物生理群的分布、數(shù)量等不但與其本身的特性有關(guān),并且與其所處的土壤環(huán)境、植物類群、植被狀況、氣候帶特點(diǎn)等有關(guān),甚至與植物間的他感作用也有關(guān)系。
3.3.2生物多樣性特征微生物多樣性能較早地反映環(huán)境變化,并揭示微生物的生態(tài)功能差異,被認(rèn)為是最有潛力的敏感性生物指標(biāo)之一[23]。森林植被通過影響土壤環(huán)境從而影響土壤微生物的結(jié)構(gòu)、多樣性,因此研究森林植被多樣性、土壤微生物群落多樣性之間的相互關(guān)系,對(duì)于促進(jìn)林區(qū)土壤生態(tài)、微環(huán)境等具有積極作用。小隴山不同植被、林型下土壤中微生物物種豐富度指數(shù)R1為1.79~5.02,R2為1.53~3.57;土壤微生物物種多樣性指數(shù)D為0.46~5.58,DM為0.21~0.85,多樣性指數(shù)D的變化幅度較大;土壤微生物物種均勻度指數(shù)Jsw、E、Eh的變化趨勢(shì)不太明顯,Jsw為0.30~0.85,E為0.22~0.66,Eh為012~0.78,土壤微生物物種均勻度指數(shù)的變化趨勢(shì)基本與土壤微生物物種多樣性指數(shù)變化一致。土壤微生物群落多樣性特征基本表現(xiàn)為:混交林大于純林、自然林大于人工林。
3.4微生物與環(huán)境因子的關(guān)系
土壤微生物與土壤理化性質(zhì)之間存在密切關(guān)系,土壤理化性質(zhì)很大程度上影響土壤微生物的分布、數(shù)量、組成、生化活性,同時(shí)微生物的種類、數(shù)量反過來(lái)又影響土壤的理化性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),土壤微生物群落組成受土壤pH值、土壤養(yǎng)分、碳有效性的影響[24]。此外,不同植物、物種多樣性、植被類型會(huì)對(duì)土壤微生物生物量、微生物活性、微生物過程、微生物群落結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。陳文軍等研究表明,微生物數(shù)量、分布與土壤含水
量、pH值、養(yǎng)分、樹種、林地類型、營(yíng)林措施等關(guān)系密切[25]。
表2表明,小隴山森林土壤微生物數(shù)量與土壤pH 值、含水量和有機(jī)質(zhì)等存在著十分密切的關(guān)系:10~20 cm土層中的細(xì)菌數(shù)量與含水量呈極顯著正相關(guān)(r=0.637),0~10 cm和10~20 cm土層中的細(xì)菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)含量呈極顯著正相關(guān)(r=0949、0.656),20~40 cm土層中的細(xì)菌數(shù)量與速效氮、速效磷含量呈正相關(guān)(r=0.716、0.715),20~40 cm土層中的細(xì)菌數(shù)量與速效鉀含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.999);
表2土壤微生物數(shù)量與土壤因子的相關(guān)性
指標(biāo)土層
(cm)相關(guān)關(guān)系細(xì)菌數(shù)量真菌數(shù)量放線菌數(shù)量含水量0~100.3840.5720.04310~200.637**0.5320.13720~400.2480.4830.075pH值0~100.2060.1890.13210~20-0.562-0.755**-0.621**20~400.485-0.682**0.056有機(jī)質(zhì)含量0~100.949**0.976*0.87510~200.656**0.4350.63720~400.4370.2830.374速效氮含量0~10-0.420-0.393-0.50910~200.649-0.4330.45520~400.716*-0.4660.083速效磷含量0~10-0.163-0.3220.13810~200.9230.984*0.77220~400.715*0.4250.960*速效鉀含量0~100.9310.9250.905**10~20-0.559-0.326-0.58220~40-0.999**0.8470.007
10~20 cm和20~40 cm土層中的真菌數(shù)量與pH值呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.755、-0.682),0~10 cm土層中的真菌數(shù)量與有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān)(r=0.976),10~20 cm土層中的真菌數(shù)量與速效磷含量呈正相關(guān)(r=0.984);10~20 cm土層中的放線菌數(shù)量與pH 值呈極顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.621),20~40 cm 土層中的放線菌數(shù)量與速效磷含量呈正相關(guān)(r=0960),0~10 cm 土層中的放線菌數(shù)量與速效鉀含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.905)。由此可知,細(xì)菌生長(zhǎng)需要充足的水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),但速效鉀含量增加可能會(huì)減少細(xì)菌數(shù)量,影響土壤真菌數(shù)量的最主要因素是土壤pH 值,其次是土壤中的有機(jī)質(zhì)含量、速效養(yǎng)分含量,真菌喜歡在偏酸性的土壤中生存;土壤中的放線菌數(shù)量主要受pH 值、速效養(yǎng)分含量的影響。endprint
4結(jié)論
本研究表明,小隴山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)不同林型下土壤微生物總量為1.44×107~7.52×109 CFU/g干土,其中細(xì)菌占總數(shù)的87.99%~99.96%,真菌占總數(shù)的0.01%~016%,放線菌占總數(shù)的0.01%~0.23%;土壤上中下3層微生物總量呈明顯的垂直分布,其中表層數(shù)量最多,中層次之,下層最少。小隴山不同林型下土壤微生物共有27菌屬,其中細(xì)菌有15屬,真菌有9屬,放線菌有3屬。天然林土壤微生物種屬比人工林多,其中,油松天然林、白皮松天然林土壤中微生物屬最多,有20個(gè)屬;日本落葉松人工林土壤中微生物種屬最少,有12個(gè)屬;混合林中的土壤微生物種屬多于純林土壤。隨土層的加深,土壤有機(jī)碳逐漸由土壤表層向土壤深層轉(zhuǎn)移。功能菌的數(shù)量由多到少依次為:溶磷菌>好氣性固氮菌>解鉀硅酸鹽細(xì)菌>好氣性纖維分解菌;針闊混交林下土壤中的功能菌群數(shù)量最多,為2.19×106 CFU/g干土,紅豆杉林下土壤中的功能菌群數(shù)最少,為6.13×105 CFU/g干土;人工林下的功能菌群數(shù)量少于自然林下的功能菌群數(shù)量?;旌狭滞寥牢⑸镂锓N豐富度指數(shù)最高,其次是油松、華山松林,白皮松林下的土壤微生物物種豐富度最低;土壤微生物物種多樣性指數(shù)的變化幅度較大,說(shuō)明不同植被類型的土壤微生物差異較大。土壤微生物物種均勻度與土壤微生物物種多樣性指數(shù)變化一致,混交林大于純林,自然林大于人工林。影響細(xì)菌數(shù)量的主要因素是水分、各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量;影響真菌數(shù)量的最主要因素是土壤pH值,其次是土壤中的有機(jī)質(zhì)含量、速效養(yǎng)分含量;土壤中的放線菌數(shù)量主要受pH值、速效養(yǎng)分的影響。
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