退化紅壤馬尾松恢復林地土壤微生物生物量變化及其控制因素研究_圖文

1、 318 土 壤 學 報 45 卷 度和有機碳對微生物生物量碳 、 氮的間接通徑系數 較大 。這表明在直接影響土壤微生物生物量碳 、 氮 的因素中 ,土壤有機碳的作用最大 , 其次是孔隙度 。 此外 ,有機碳還與孔隙度相互作用 ,共同影響微生物 生物量碳 、 氮 ,而凋落物對微生物生物量的影響則主 要是通過提高土壤有機碳含量和改善土壤孔隙狀況 實現(xiàn)的 。 直接為土壤微生物生長提供能量和養(yǎng)分 ,凋落物在地 表的分解產物進入土壤后才可能直接促進土壤微生 物生長或間接改善土壤微生物生境 土壤孔隙。 除了土壤有機碳外 , 影響土壤微生物生物量的 直接因素還包括土壤孔隙度 ( 表 5 。土壤有機碳是 土

2、壤團聚體形成的主要膠結劑19 。凋落物清除直 接減少了土壤有機物料的輸入量 , 土壤有機碳含量 低 ,影響土壤結構的形成 ,土壤孔隙度降低 。土壤 01 25 mm 水穩(wěn)性團聚體比例與凋落物量呈顯著相 關 ,但與土壤有機質含量相關性不顯著 。這可能是 因為紅壤黏土礦物中鐵鋁氧化物含量高 , 而鐵鋁氧 化物又對土壤團聚體穩(wěn)定性上起主導作用20 ,最終 表現(xiàn)為鐵鋁氧化物的主導作用掩蓋了土壤有機質的 次要作用 21 ,因此該土壤穩(wěn)定性與土壤有機碳含量 無顯著相關 。馬尾松凋落物含較多樹脂和蠟質等疏 水性物質 22 ,阻礙了土壤的濕潤速度 23 , 增強了土 壤的弱疏水性從而增加了土壤團聚體穩(wěn)定性24

3、 ,因 此凋落物量與土壤團聚體穩(wěn)定性呈顯著相關 。此 外 ,土壤微生物和植被根系在土壤結構的形成和穩(wěn) 定的過程中發(fā)揮著極其重要的作用19 , 25 。 土壤結構是土壤微生物的重要生境 , 決定土壤 微生物生長的水分 、 溫度條件和養(yǎng)分供應 ,其對土壤 微生物的反饋作用正被逐步認識26 。Elliott 等 27 指出控制土壤結構是控制土壤生物生長的重要方式 之一 。本研究表明退化土壤結構性狀的改善是土壤 微生物功能恢復的直接作用因素之一 。 3 討 論 侵蝕退化紅壤種植馬尾松顯著改善土壤理化性 質和微生物學性質 。這些土壤性質的改善主要在表 層土壤 , 并因坡位和凋落物管理而異 ( 表 2 、

4、 表 3、 圖 1、 圖 2 。由于凋落物量清除直接減少了土壤有機 質的來源 ,凋落物清除的林地土壤性質提高幅度較 凋落物保留處理低 。無論凋落物保留或清除處理的 林地 ,凋落物量大的坡底和坡頂其提高幅度均大于 坡中 。這一現(xiàn)象與凋落物量空間分異相關 。兩個凋 落物處理馬尾松的生長量相似 , 因此產生凋落物量 空間分異的原因可能應歸咎于地形因素以及受地形 因素影響的地表徑流 。地表徑流和地形因素使坡中 地表凋落物向坡底運動 , 導致坡底凋落物量大于坡 頂和坡中 ( 表 1 。此外 , 不同坡位的地表徑流引起 水熱狀況的空間分異 , 從而影響凋落物分解率17 。 水熱狀況好的坡底和坡頂凋落物分解

5、更有利于這些 坡位土壤有機質含量提高 , 同時坡中的分解產物如 可溶性有機碳又會隨地表徑流流失 , 影響坡中土壤 有機質的積累 。 雖然凋落物及其分解影響土壤質量恢復 , 但與 土壤有機碳和全氮含量以及微生物生物量指標相關 性不顯著 ( 表 4 。一方面由于本研究的凋落物量非 長期監(jiān)測結果 ,還需要長期動態(tài)監(jiān)測凋落物量和分 析凋落物分解過程 , 另一方面土壤有機碳氮含量可 能還受其他來源的有機質的影響 , 例如馬尾松根表 脫落物 、 根系分泌物等的影響18 。相關分析顯示 , 土壤微生物生物量與土壤毛管孔隙度 、 非毛管孔隙 度、 土壤有機碳和土壤全氮含量呈顯著或極顯著正 相關 。通徑分析表明

6、 , 土壤有機碳含量對土壤微生 物生物量的直接影響作用最大 , 其他指標通過土壤 有機碳對土壤微生物生物量的間接影響作用也很 大 。這說明土壤有機碳是土壤微生物生物量產生不 同坡位分異的主控因素 。凋落物則通過改善土壤孔 隙度和提高有機碳水平間接影響土壤微生物生物 量 。其原因可能是凋落物沒有直接混合到土壤中而 4 結 論 馬尾松植被恢復改善了土壤物理 、 化學和生物 性質 ,凋落物清除降低了這些改善效果 。凋落物量 的空間差異引起土壤物理化學和生物性質發(fā)生了明 顯的空間分異 。土壤有機質含量和毛管孔隙的直接 影響土壤微生物生物量 , 而凋落物則是通過孔隙度 和有機碳來間接影響土壤微生物生物量

7、 。本研究表 明恢復良好的土壤物理結構對恢復土壤微生物學性 質有重要意義 。 致 謝 本文撰寫過程中得到了南京農業(yè)大學應用生 態(tài)研究所張衛(wèi)健老師的指導和幫助 ,特此感謝 ! 參考文獻 1 Stanley S W , Pierre C U S. Soil erosion rates2myth and reality. Sci2 ence , 2000 , 289 : 248250 2 楊玉盛 , 何宗明 , 林光耀 , 等 . 退化紅壤不同治理模式對土壤 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All right

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