材料与方法
1.1 研究地概况及林型选择 研究地位于东北林业大学实验林场内（45°43′46″ N，126°37′45″ E），气候类型为温带季风气候，海拔136～140 m，年均气温3.5 ℃，年均积温2 757 ℃，年均降水量534 mm，土壤类型为地带性黑钙土。该试验共设3种林型：白桦纯林、胡桃楸纯林、混交林。
1.2 土壤采集 于2011年4月份采用五点法在3种林型中取土，取土深度为：表层、0～10 cm、10～20 cm。每个土样采集500 g，过2 mm筛后装入聚乙烯塑料袋内，置于4 ℃冰箱保存，用于土壤理化性质的测定及土壤微生物特性的测定。
1.3 土壤理化性质测定 采用常规方法进行土壤理化性质测定。含水量使用便携式土壤水分测定仪测定； pH采用电位法测定；有机质采用重铬酸钾外加热法测定；水解氮采用碱解扩散法测定；有效磷采用氟化铵-盐酸法测定；土壤速效钾采用醋酸铵-火焰光度法测定[8]。
1.4 土壤微生物类群数量测定 土壤微生物类群的数量分析采用稀释平板法，细菌、放线菌、真菌分别采用牛肉膏蛋白胨培养基、高氏Ⅰ号培养基、马丁氏培养基培养。称取土壤样品5 g，放入盛有45 ml无菌水的三角瓶中，得到10-2倍土壤稀释液，再用无菌吸管从10-2倍土壤稀释液中吸取1 ml放入装有9 ml无菌水的试管中，得到10-3倍土壤稀释液，直至稀释到10-6倍。接种浓度为：细菌10-5、10-6倍；放线菌10-3、10-4倍；真菌10-3、10-4倍，接种量为0.2 ml。根据公式计算数量：
CFU=同一稀释度菌落平均数×稀释度×5
1.5 土壤微生物多样性测定 采用BIOLOG ECO平板法进行微生物多样性测定，称取相当于10 g烘干土壤的新鲜土壤，加入含100 ml磷酸缓冲液的三角瓶中。于150 r/min 转速条件下振荡20 min，静置3 min后取3 ml上清液加至27 ml 0.145 mo1/L的NaCl溶液中稀释，重复稀释至10-3倍后，吸取150 μl溶液接种至BIOLOG板中，在25 ℃培养箱中培养10 d，每24 h在595 nm处用VAMAX自动读盘机读数。按公式计算微生物多样性SW指数、SP指数和McIntosh指数[8-10]。
物种丰富度SW指数H=-∑Pi（lnPi）
物种优势度SP指数D=∑Ni=1[ni（ni-1）/N（N-1）]
物种均匀度McIntosh指数U=∑（n2i）
式中：Pi为第i孔的相对吸光值与所有反应孔相对吸光值总和的比值；ni为第i孔的相对吸光值；N为全部孔内相对吸光值之和。
1.6 数据处理 原始数据使用Excel 2003软件进行处理；统计分析采用SPSS14.0软件处理。
2 结果与分析
2.1 土壤微生物三大类群数量分析 由表1可知：3种林型以表层土中细菌、真菌、放线菌数目最多，随着土层深度的增加，各林型总菌数也呈现出递减的趋势。其中胡桃楸表层土壤的细菌数显著高于其他林型各土深细菌数目；放线菌数目以白桦林和胡桃楸林中表层土显著最多；真菌数以白桦林表层土显著最多。由此可知，研究地内土壤微生物三大类群的数量与土壤深度及林型间的差异有关。
2.2 土壤微生物多样性分析 由图1～3的结果可知：土壤微生物SW指数均以混交林各土层内显著最高，以白桦林各土层最低，胡桃楸林介于二者之间。SP指数在表层土与0～20 cm层土中表现为混交林显著最高，白桦林显著最低，而在3种林型0～10 cm土壤中SP指数无显著差异。McIntosh指
数仍以混交林各土层中最高，而其他2种林型各土层间差异
不显著。综合比较后发现，混交林内土壤微生物多样性指数高于人工纯林。
2.3 土壤理化性质与土壤微生物特性的关系分析 由表2可知：土壤微生物数量与多样性指数之间表现出极显著正相关（P<0.01）。其中微生物数量与土壤有机质、水解氮、速效钾含量呈极显著正相关（P<0.01），与其他土壤理化指标也表现为正相关，但无显著性差异；多样性指数则与有机质和水解氮呈极显著正相关（P<0.01），与速效钾呈显著正相关（P<0.05），与pH呈不显著的负相关，与含水量和有效磷呈不显著的正相关。由此可知：土壤理化性质是影响微生物特性的重要因子。
3 结论与讨论
土壤微生物可以在一定程度上反映土壤肥力，是土壤质量评价的一个重要的生物学指标[11-12]。通过对土壤微生物中的细菌、真菌和放线菌三大类群生物特性和理化性质的研究，探寻土壤微生物对林地生态系统稳定与平衡的作用，为改善林地土壤环境提供理论依据[12-14]。3种林型中土壤微生物数量以胡桃楸纯林显著最多，可能是其林下更为丰富的植被类型所导致的。从多样性指数的研究结果来看混交林有更高的显著效果，因此可在今后的营林工作中多种植混交林来增加林分物种多样性[14-16]。Emile Benizri等[13]通过研究发现：微生物功能多样性与林内物种多样性存在着明显的相关关系，并且生物多样性在维持林内生态系统平衡过程中扮演着重要的角色。改善土壤环境可以使林分中的生态系统更加稳定[17-20]。
综上所述，可以初步确定，与人工林相比，营建混交林在具有相对较高的物种多样性的同时也较为稳定，因此混交林的营造具有一定的现实意义和发展前景。在营林过程中人工林也占有相当大的资源比例，为土壤微生物学研究提供了理论依据和技术支持。然而由于人工林品种过于单一，微生物组成也不够丰富，因此提高人工林生物多样性成为必要的营林措施。今后将对土壤微生物量和土壤性质进行进一步研究。
安徽农业科学 2015年
参考文献
[1] 周丽霞，丁明懋.土壤微生物学特性对土壤健康的指示作用[J].生物多样性，2007，15（2）：162-171.
[2] 华建峰，林先贵，蒋倩，等.砷矿区农田土壤微生物群落碳源代谢多样性[J].应用生态学报，2013，24（2）：473-479.
[3] RODR1GUEZ-LOINAZ G，ONAINDIA M，AMEZAGA I，et al.Relationship between vegetation diversity and soil functional diversity in native mixed-oak forests[J].Soil Biology & Biochemistry， 2008，40：49-60.
[4] 范瑞英，杨小燕，王恩姮，等.黑土区不同林龄落叶松人工林土壤微生物群落功能多样性的对比研究[J].北京林业大学学报，2013，35（2）：63-68.
[5] 郭新春，曹裕松，刘苑秋，等.3种人工林土壤微生物群落结构与可溶性有机氮的相关性[J].江西农业大学学报 2013，35（1）：131-137.
[6] 夏志超，孔垂华，王朋，等.杉木人工林土壤微生物群落结构特征[J].应用生态学报，2012，23（8）：2135-2140.
[7] 郑诗樟，肖青亮，吴蔚东，等.丘陵红壤不同人工林型土壤微生物类群、酶活性与土壤理化性状关系的研究[J].中国生态农业学报，2008，16（1）：57-61.
[8] 邸雪颖，耿莹莹，孙龙，等.兴安落叶松林土壤微生物生物量季节动态及影响因素[J].东北林业大学学报，2012，40（5）：1-4.
[9] 陈立新.土壤实验实习教程[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，2005.
[10] 侯晓杰，汪景宽，李世朋.不同施肥处理与地膜覆盖对土壤微生物群落功能多样性的影响[J].生态学报，2007，2（2）：655-661.
[11] 林先贵.土壤微生物研究原理与方法[M].北京： 高等教育出版社，2010： 170-172.
[12] HARRIS J A，BIRCH P.Soil microbial activity in opencast coal mine restorations[J].Soil Use and Management，1989，5（4）：155-160.
[13] BENIZRI E，AMIAUD B.Relationship between plants and soil microbial communities in fertilized grasslands[J].Soil Biology & Biochemistry， 2005，37：2055-2064.
[14] 王树力，孙悦，沈海燕，等.不同密度杂种落叶松人工林的土壤微生物变化特征[J].中国水土保持科学，2009，7（3）：59-66.
[15] 赵萌，方晰，田大伦.第2代杉木人工林地土壤微生物数量与土壤因子的关系[J].林业科学，2007，43（6）：7-12.
[16] 李永进，汤玉喜，吴敏，等.洞庭湖滩地杨树人工林土壤微生物的研究[J].中南林业科技大学学报，2010，30（2）：79-82.
[17] 梁理勇.雷州林业局桉树人工林地土壤微生物的分布规律[J].中南林业科技大学学报，2004，24（4）：59-61.
[18] 丁新华，黄金萍，顾伟，等.扎龙湿地土壤养分与土壤微生物特性[J].东北林业大学学报，2011，39（4）：75-77.
[19] 邵元元， 邹莉，王志英，等.落叶松人工林土壤养分与微生物群落的变化动态[J].东北林业大学学报，2011，39（1）：82-84.
[20] 魏天凤，任艳林，曾辉，等.降水改变对樟子松人工林土壤微生物量碳及微生物商动态变化的影响[J].北京大学学报：自然科学版，2008，4（4）：52-59.
推荐访问： 混交林 白桦 胡桃 微生物 土壤
