不同樹種生長(zhǎng)適應(yīng)性及其對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

徐清乾， 許忠坤， 張 勰， 佘朝亮, 林 斌

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2.會(huì)同林業(yè)局， 湖南 會(huì)同 418300)

不同樹種生長(zhǎng)適應(yīng)性及其對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響

徐清乾1， 許忠坤1， 張 勰1， 佘朝亮2, 林 斌2

(1.湖南省林業(yè)科學(xué)院， 湖南 長(zhǎng)沙 410004； 2.會(huì)同林業(yè)局， 湖南 會(huì)同 418300)

通過(guò)調(diào)查不同樹種新造林樹高生長(zhǎng)量、保存率及其土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量等，研究其生長(zhǎng)、適應(yīng)性及對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響。結(jié)果表明：光皮樺、榿木、楸樹、欒樹、濕地松5年生樹高分別為7.4、6.5、6.3、4.8、4.2m，保存率分別為92%、65%、82%、78%、90%；不同樹種造林后對(duì)土壤微生物數(shù)量的提高有明顯差異，5個(gè)樹種造林后林分土壤微生物數(shù)量提高的效果排序?yàn)闃伳?光皮樺>欒木>楸樹>濕地松；新造林均表現(xiàn)為造林當(dāng)年土壤微生物數(shù)量明顯下降，一般下降35%～40%，第2年底回升并超過(guò)造林前水平，第3～5年逐年增加。

土壤； 微生物數(shù)量； 生長(zhǎng)； 適應(yīng)性； 樹種

土壤微生物對(duì)增加土壤呼吸、土壤保濕、分解土壤有機(jī)物、維護(hù)地力等具有重要作用。植被恢復(fù)將影響其土壤的營(yíng)養(yǎng)和微生物狀況。人們?cè)絹?lái)越重視植被與土壤微生物之間關(guān)系的研究[1-3]。我們針對(duì)湖南省部分地區(qū)生態(tài)退化突出的環(huán)境問(wèn)題[4]，通過(guò)選擇不同樹種造林，采用免耕刀撫、留草梗帶等生態(tài)方法營(yíng)林，從而減少水土流失，促進(jìn)地帶性植被恢復(fù)，并分析了其林分生長(zhǎng)、適應(yīng)性及土壤微生物的差異性。

1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)在常德市周家店鎮(zhèn)姚家沖，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)111°51′—111°54′，北緯29 °15′—29°18′。該區(qū)屬典型的中亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，全年平均光照1570h，平均氣溫16.3～17.3℃，極端最高氣溫39℃以上，年平均降水量1255mm。地形為有代表性的低山丘陵，海拔高45～85m，土壤為第四紀(jì)紅壤。試驗(yàn)區(qū)總面積18.0hm2，全部于2007年春造林，其中四川榿木(AlnuscremastogyneBurkill)林4.0hm2，造林密度2.0m×2.2m；光皮樺(BetulaluminiferaWinkl)林5.0hm2，造林密度2.0m×2.4m；濕地松(PinuselliottiiEngelm)林4.0hm2，造林密度2.0m×2.0m；欒樹(KoelreuterpaniculataLaxm)林3.0hm2，造林密度2.0m×2.2m；楸樹(CatalpabungeiC.A.Mey)林3.0hm2，造林密度2.0m×2.5m。

2 研究方法

2.1土壤樣品采集

2006—2011年，每年12月分別在四川榿木、光皮樺、濕地松、欒樹、楸樹等5種類型的試驗(yàn)林內(nèi)各選擇3個(gè)有代表性的樣點(diǎn)采集土壤樣品。樣點(diǎn)大小均為1m×1m。土壤采集深度為0～30cm，各取1.0kg土樣于無(wú)菌袋中；要求所取土塊大小、厚薄相同，并于袋中貼好標(biāo)簽。

2.2土壤樣品分析

土壤細(xì)菌、真菌、放線菌數(shù)量的測(cè)定采用平板接種培養(yǎng)和混和平板計(jì)數(shù)法測(cè)定。樣品經(jīng)過(guò)多次無(wú)菌水振蕩稀釋后，制成10-4，10-5，10-6等濃度的稀釋液。稀釋液與培養(yǎng)基混和均勻。待其凝固后，細(xì)菌、真菌、放線菌分別于30℃、28℃、28℃保溫培養(yǎng)1d、3d、7d后計(jì)數(shù)。

2.3生長(zhǎng)量與保存率調(diào)查

每1個(gè)樹種設(shè)置3塊30m×20m標(biāo)準(zhǔn)地，標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)進(jìn)行每木樹高調(diào)查(含死亡株登記)，以算術(shù)平均值統(tǒng)計(jì)生長(zhǎng)量與保存率。

3 結(jié)果與分析

3.1試驗(yàn)林生長(zhǎng)與保存率

3.1.1 不同樹種林分樹高生長(zhǎng)量 各樹種1～5年生(不含苗齡，下同)幼林樹高值見(jiàn)圖1。

圖1 不同樹種林分樹高生長(zhǎng)對(duì)比圖Fig.1 Comparision of height growth of different tree species

從圖1可以看出，光皮樺生長(zhǎng)最快，5年生樹高達(dá)7.4m；其次是楸樹和四川榿木，5年生樹高分別為6.5m、6.3m；欒樹和濕地松前期生長(zhǎng)相對(duì)較慢，5年生樹高分別為4.8m、4.2m；生長(zhǎng)最慢的是濕地松，樹高僅為光皮樺的56.8%。以連年生長(zhǎng)量比較，光皮樺、楸樹、四川榿木前3年生長(zhǎng)較快，4～5年生長(zhǎng)趨緩；而欒樹、濕地松前3年生長(zhǎng)較慢，4～5年生長(zhǎng)有所加速。

3.1.2 不同樹種林分保存率 各樹種1～5年生幼林保存率見(jiàn)圖2。

圖2 不同樹種林分保存率對(duì)比圖Fig.2 Comparision of the save rate of different tree species

從圖2可以看出，光皮樺、濕地松林的保存率最高，5年生時(shí)保存率達(dá)90%以上；楸樹、欒樹林的保存率中等，5年生時(shí)保存率為78%～82%；四川榿木由于其抗干旱能力差，5年生時(shí)保存率只有65%。

3.2不同樹種林分土壤微生物數(shù)量差異

3.2.1 不同樹種林分土壤細(xì)菌數(shù)量差異 各樹種造林前(2006年底，下同)及1～5年生幼林的土壤細(xì)菌數(shù)量見(jiàn)圖3。

圖3 不同樹種林分土壤細(xì)菌量對(duì)比圖Fig.3 Comparision of soil bacteria quantity of different tree species

由圖3可知，光皮樺、四川榿木、楸樹、欒樹等闊葉林造林當(dāng)年土壤細(xì)菌數(shù)量相對(duì)造林前下降幅度接近，在17.6%～27.8%之間；針葉樹濕地松林下降較多，幅度達(dá)37.9%。闊葉林第2年土壤細(xì)菌數(shù)量接近造林前，為造林前的103.7%～108.8%，隨后逐年增加，第5年為造林前的116.0%～126.7%。樹種間比較，光皮樺、四川榿木林對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量提高的效果較好。濕地松林造林后第1～4年土壤細(xì)菌量均低于造林前，至第5年，僅高于造林前4.7%。

3.2.2 不同樹種林分土壤真菌數(shù)量差異 各樹種造林前至5年生林分土壤真菌數(shù)量見(jiàn)圖4。

圖4 不同樹種林分土壤真菌量對(duì)比圖Fig.4 Comparision of soil fungi quantity of different tree species

由圖4可知，不同樹種新造林土壤真菌數(shù)量均表現(xiàn)為造林當(dāng)年較造林前略下降，降幅為6.0%～10.4%；比同期土壤細(xì)菌量下降幅度低10%以上。造林第2年均達(dá)到造林前水平，其中闊葉林恢復(fù)較快，相對(duì)造林當(dāng)年，造林第2年的土壤真菌數(shù)量，光皮樺和榿木林上升十分明顯，分別上升70.0%和78.8%；楸樹和欒樹林上升較明顯，分別達(dá)40.5%和45.6%；濕地松林上升緩慢，僅為17.6%。造林第2年以后土壤真菌數(shù)量逐年增加，至第5年，光皮樺、四川榿木、欒樹、楸樹、濕地松林的土壤真菌數(shù)量比造林前分別增長(zhǎng)了91.5%、91.2%、80.4%、63.4%、39.8%。

3.2.3 不同樹種林分土壤放線菌數(shù)量差異 各樹種造林前至5年生林分土壤放線菌數(shù)量見(jiàn)圖5。

圖5 不同樹種林分土壤放線菌量對(duì)比圖Fig.5 Comparision of soil actinomyces quantity of different tree species

由圖5可知，不同樹種新造林土壤放線菌數(shù)量均表現(xiàn)為造林當(dāng)年明顯下降，降幅達(dá)30.7%～48.6%,相比同期土壤細(xì)菌數(shù)量下降幅度大20%以上。造林第2年闊葉林恢復(fù)較快，略超過(guò)造林前水平，上升幅度為6.4%～28.5%，其中以四川榿木林上升最明顯；濕地松林上升緩慢，比造林前水平尚低14.3%。造林第2年后土壤放線菌數(shù)量逐年增加，至第3年濕地松林的土壤放線菌數(shù)量已超過(guò)造林前水平，至第5年，光皮樺、四川榿木、欒樹、楸樹、濕地松等林分的土壤放線菌數(shù)量比造林前分別增長(zhǎng)25.9%、37.2%、22.4%、15.4%、15.7%。

4 結(jié)論與討論

4.1不同樹種生長(zhǎng)與適應(yīng)性

(1) 光皮樺適應(yīng)范圍廣，既耐夏秋炎熱干燥氣候，又能抗冬季嚴(yán)寒，在丘陵、荒山瘠薄坡地生長(zhǎng)良好[5]；前期生長(zhǎng)迅速，5年生樹高達(dá)6.5m，保存率達(dá)92%以上[6]。

(2) 榿木是一種喜光、喜溫、耐水濕的淺根性樹種，適宜于水肥條件較好的立地造林[7]；前期生長(zhǎng)較快，5年生樹高達(dá)6.3m，但不宜在干旱地造林[8]，干旱致使其幼林大量死亡，5年生的保存率僅65%。

(3) 濕地松原產(chǎn)美國(guó)東南部，現(xiàn)已成為湖南省低山丘陵造林主要樹種之一；前期生長(zhǎng)速度緩慢，5年生樹高4.2m，適應(yīng)性強(qiáng)，一般紅壤造林5年生的保存率在90%以上。

(4) 欒樹根深，萌蘗力強(qiáng)，喜光，耐寒，耐干旱瘠薄，對(duì)土壤要求不嚴(yán)；前期生長(zhǎng)相對(duì)較慢，5年生樹高4.8m，適應(yīng)性中等，5年生時(shí)保存率78%。

(5) 楸樹根系發(fā)達(dá)，喜光，喜深厚肥沃濕潤(rùn)的土壤，較耐寒，不耐干旱、積水[9]； 前期表現(xiàn)為速生，5年生樹高達(dá)6.5m，適應(yīng)性中等，5年生時(shí)保存率82%。

4.2不同樹種林分土壤微生物數(shù)量的差異

不同造林樹種，其林分的土壤微生物數(shù)量差異明顯，闊葉林土壤微生物數(shù)量恢復(fù)較快，針葉林土壤微生物數(shù)量恢復(fù)較慢。由于光皮樺、四川榿木生長(zhǎng)迅速且富有根瘤菌，造林后土壤微生物數(shù)量提高的效果最明顯。5個(gè)樹種造林后林分土壤微生物數(shù)量提高的效果排序?yàn)椋簶伳?光皮樺>欒木>楸樹>濕地松。

4.3不同林齡林分土壤微生物數(shù)量的差異

由于整地動(dòng)土破壞了原有土壤環(huán)境，不同樹種新造林均表現(xiàn)為造林當(dāng)年土壤微生物數(shù)量明顯下降，一般下降35%～40%。闊葉樹林分土壤微生物數(shù)量于第2年底回升并超過(guò)造林前水平，第3～5年逐年增加。針葉樹濕地松林分第4年接近造林前，第5年后超過(guò)造林前水平。

[1] 宋會(huì)興，蘇智先，彭遠(yuǎn)英.山地土壤肥力與植物群落次生演替關(guān)系研究[J].生態(tài)學(xué)雜志，2005，24(12)：1531-1533.

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[4] 鄒碧，李志安，丁水禎，等.南亞熱帶4種人工林凋落物動(dòng)態(tài)特征[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(3)：702-709.

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[7] 徐清乾，許忠坤，蔣玉璋.四川榿木引種湖南適應(yīng)性及生長(zhǎng)調(diào)查研究[J].湖南林業(yè)科技,2006，33(6)：20-22.

[8] 許忠坤，徐清乾.四川榿木紙漿材耐干旱優(yōu)良家系選擇初探[J].湖南林業(yè)科技,2007，34(6)：7-9.

[9] 吳麗華，王軍輝，林娟.楸樹植物資源的研究概況[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào):農(nóng)業(yè)科學(xué)版，2010，28(1)：91-95.

(文字編校：唐效蓉)

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《湖南林業(yè)科技》雜志社

Thegrowthadaptabilityofdifferenttreespeciesandtheireffectsonsoilmicrobialquantity

XU Qingqian1, XU Zhongkun1, ZHANG Xie1, SHE Chaoliang2, LIN Bin2

(1.Hunan Academy of Forestry, Changsha 410004, China; 2.Forestry Bureau of Huitong County, Huitong 418300, China)

Through the investigation of different tree species in new forest height growth, survival rate and soil bacteria, fungi and actinomyces quantity, the growth and adaptation of different tree species and their effects on soil microbial quantity were studied. The results showed that, the height ofBetulaluminifera, alder,Catalpabungei,KoelreuteriapaniculataandPinuselliottiiwith 5-year-old were 7.4 m, 6.5 m, 6.3 m, 4.8 m, 4.2m respectively, and the save rate were 92%, 65%, 82%, 78%, 90% respectively. There were significant differences on soil microbial quantity among different tree species of afforestation, the effect on soil microbial quantity increase was in order of alder >Betulaluminifera>Koelreuteriapaniculata>Catalpabungei>Pinuselliottii.The new forest showed soil microbial quantity decreased obviously at the first year of afforestation, generally decreased by 35%～40%, picked up even exceeded the level of before afforestation at the end of the second year, and increased year by year from the third year to the fifth year.

soil; microbial quantity; growth; adaptability; tree species

2012-09-20

2013-02-25

中德財(cái)政合作森林可持續(xù)經(jīng)營(yíng)試驗(yàn)與示范項(xiàng)目；國(guó)家林業(yè)局科技重點(diǎn)項(xiàng)目(2006BAD03A16-02)。

S 714

A

1003-5710(2013)02-0027-03

10. 3969/j. issn. 1003-5710. 2013. 02. 007