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马尾松林土壤真菌生物量及酶活性季节变化特征

Seasonal changes in soil fungal biomass and enzyme activities in Pinus massoniana forests

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摘要植物与土壤微生物在碳和养分的流动中建立了紧密关系,这对生态系统养分循环具有重要影响.以重庆地区的马尾松(Pinus massoniana)林为研究对象,旨在揭示土壤真菌群落及其生物量的季节性变化特征,并探讨其是否与植物在养分利用尤其是氮素利用存在季节互补.在植物生长活跃期(夏季)和休眠期(冬季)分别采集土壤样品,测定土壤溶解性有机碳(DOC)、铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)含量;通过真菌ITS扩增子高通量测序分析真菌群落组成,并利用磷脂脂肪酸(PLFAs)法测定了真菌生物量;同时测定了土壤酶活性以评估微生物的养分代谢特征.结果显示,土壤DOC、NH4+-N和NO3--N均存在显著季节差异(P＜0.001).冬季土壤DOC含量显著高于夏季,而NH4+-N和NO3-N的含量则显著降低;相反,夏季土壤NH4+-N和NO3--N含量显著升高,而土壤DOC含量显著下降.真菌群落结构亦表现出显著的季节性差异(P＜0.001),夏季腐生真菌占比更高(P=0.016),而冬季外生菌根真菌的比例显著增加(P＜0.001).真菌生物量在夏季显著低于冬季(P＜0.001).酶活性分析表明,夏季碳和氮水解酶活性均显著高于冬季(P＜0.01),但酶活性碳氮比值显著低于冬季(P＜0.001),表明夏季微生物受到更强的碳限制.综合各指标的季节变化特征,提出马尾松林土壤真菌与植物在氮素利用上的季节互补格局:冬季真菌的生长将氮固定于自身生物量中,降低了土壤中氮的可利用性;而夏季受碳源限制,真菌生物量下降,其固定的氮经矿化重新释放至土壤,为植物提供速效氮.这为理解马尾松林氮养分循环的季节动态提供了一个概念框架.