鼎湖山不同垂直地带土壤微生物生物量研究 .docVIP

鼎湖山主要植被类型土壤微生物生物量研究 易志刚1, 2，蚁伟民2，周丽霞2，王新明1* 1. 中国科学院广州地球化学研究所//有机地球化学国家重点实验室，广东 广州 510640； 2. 中国科学院华南植物园，广东 广州 510650 摘要：对鼎湖山国家级自然保护区3种主要植被类型：季风常绿阔叶林，针阔叶混交林和马尾松林土壤微生物生物量进行了研究。结果表明，土壤微生物生物量（mg·kg-1）在季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林中分别为：822，588，530，季风常绿阔叶林显著高于针阔叶混交林和马尾松林（P 0.01），而针阔叶混交林和马尾松林无显著差异（P 0.05）；土壤中微生物量高的土壤中，有机碳含量也相应高，两者的比值可反应土壤碳的积累或损失，研究表明，鼎湖山3种主要植被类型土壤均处于碳积累过程；季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林土壤微生物碳周转量（t·hm-2·a-1）依次为：14.07，11.45，9.60，碳素的周转带动了其他营养元素的循环和能量的流动；土壤微生物代谢熵（mg·g-1·h-1）由低到高依次是季风常绿阔叶林（0.59）、针阔叶混交林（0.96）和马尾松林（1.33），表明土壤微生物对土壤碳的利用效率季风常绿阔叶林较高，马尾松林较低。 关键词：土壤微生物生物量；鼎湖山；代谢熵；碳周转 中图分类号：S154.1 文献标识码：A 文章编号：1672-2175（2005）05-0727-03 表１ 实验地概况 Table 1 The description of experiment plots at DBR 植被类 型1 海拔/m 土壤特征 pH H2O浸提 土壤容重/ g·cm-3 w 有机碳 / g·kg-1 w 全氮 / g·kg-1 BF 270~300 3.76 0.86 32.0 28.9 MF 200~240 3.80 1.05 23.1 22.4 PF 70~80 4.04 1.26 17.1 24.4 1）BF：季风常绿阔叶林；MF：针阔叶混交林；PF：马尾松林；下同 土壤微生物是陆地生态系统中最活跃的组分，可促进物质的分解和合成，同时作为营养库，在陆地生态系统的物质循环和能量流动中起重要作用。鼎湖山森林生态系统的土壤微生物区系组成和生物量等已有研究报道[1–3]，季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林是鼎湖山有代表性的3种主要植被类型，但土壤微生物生物量和碳素动态尚无系统研究。本文较系统的研究了鼎湖山3种主要植被类型的土壤微生物量，并分析了土壤微生物生物量与土壤有机碳和土壤呼吸的关系，从而为进一步了解土壤微生物在森林生态系统物质循环和能量流动中的作用提供基础数据。 1 研究样地概况 鼎湖山自然保护区位于112°35E 23°08N，地处热带和亚热带的过渡区，属季风南亚热带湿润气候。年平均气温21 ℃，年降水量为1927.3 mm，相对湿度达80%以上[4]。土壤类型主要为赤红壤、黄壤和山地灌丛草甸土。自然植被有季风常绿阔叶林、沟谷雨林、山地常绿阔叶林、针叶阔叶混交林、马尾松林、河岸林、稀树灌丛和灌木草丛。本研究选取了处于演替系列不同阶段的3种主要植被类型：季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林为研究对象（表1），对其中的土壤微生物生物量及其碳素动态进行了研究。 2 研究方法 分别于2001年7月底和2002年1月底在每个实验地内随机采取7个点，采土深度为0~15 cm，土壤装在封口袋内，并在袋口塞上棉花，带回实验室。自然风干后过2 mm筛，放在4 ℃冰箱中备用，用于测量土壤微生物生物量。土壤微生物生物量采用熏蒸培养法[5]，土壤微生物矿化速率取0.41[5, 6]。 在采集土壤样品的同时，采用静态箱－碱石灰吸收法测量土壤呼吸速率[3, 7]。测定前一天剪去地面的绿色草本植物，每个林地同时测量7个样点。 微生物呼吸速率＝土壤呼吸速率×微生物呼吸占土壤呼吸的比例。 3 结果与分析 3.1 土壤微生物生物量 鼎湖山3种主要植被类型土壤微生物生物量为530~822 mg·kg-1（表2），季风常绿阔叶林土壤微生物生物量显著高于针阔叶混交林和松林（P 0.01），但针阔叶混交林和马尾松林微生物生物量差异并不显著（P 0.05）。该地区土壤微生物生物量大于非洲热带森林（280~480 mg·kg-1）[8]，略高于同属该气候带的橡树林（380.8~568.3 mg·kg-1）[9]，但小于温带森林微生物生物量（1 080 mg·kg-1）[5]，土壤微生物生物量大小与气候、植被和土壤有密切关系，而土壤有机碳的含量对土壤微生物生物量起关键作用[10]。3种林型土壤微生物生物量的高低顺序与土壤有机碳一致，土壤微生物生物量的高与低也反映了土壤有机碳