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暖温带森林土壤微生物量、群落结构和活性对植物地下碳源的响应

Responses of soil microbial biomass, community structure and soil enzyme to below-ground carbon change in the warm-temperate forest ecosystem

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摘要该研究以典型的亚热带—温带过渡区森林为对象，采用野外过程监测和控制试验相结合的方法，利用磷脂脂肪酸和土壤胞外酶活性分别表征土壤微生物群落结构和活性，并结合微环境因子，重点探究土壤微生物生物量、群落结构和活性对植物地下碳输入的响应特征。结果表明：在观测周期内，处理均能显著降低三组年龄段林分的土壤微生物量碳，其变化幅度在－8.72％~－5.72％之间，其中在80年的林分中降幅最大，而在160年的林分中降幅最小；微生物量氮的变化规律与相应的微生物量碳的变化规律相似，但与对照相比其差异性均未达到显著性水平；另外，经壕沟处理2~4个月后，所有林分的土壤微生物量碳和氮与对照相比出现增加的现象。处理均能对三组年龄段林分的土壤微生物群落结构产生不同程度的影响，其中40年林分的土壤微生物群落对处理的响应程度要高于另外两个年龄段的林分；与对照相比，壕沟处理样方的腐生真菌的相对丰富度均下降明显，其中在40年和80年林分中的下降幅度达到显著水平，而细菌、放线菌和丛枝菌根真菌均无明显变化；壕沟处理样方的水解酶(β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-葡萄糖苷酶)活性均显著下降，而氧化酶(酚氧化酶和过氧化物酶)活性的变化相对较小，除80年的林分外，其余林分均不显著。此外，处理均不能显著影响土壤的含水量和温度。该研究结果为初步阐明全球气候变化背景下森林土壤微生物结构及其功能的变化特征以及更加精确预测未来森林土壤碳的变化趋势提供了科学依据。