不同林分密度側(cè)柏人工林土壤微生物碳和水溶性碳特性研究

王玥侍繼梅

（宿豫區(qū)林果技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇宿豫223800）

不同林分密度側(cè)柏人工林土壤微生物碳和水溶性碳特性研究

王玥侍繼梅

（宿豫區(qū)林果技術(shù)指導(dǎo)站，江蘇宿豫223800）

在林業(yè)生產(chǎn)中林分密度是林業(yè)工作者所能控制的主要因子，也是形成一定林分水平結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。密度是否合適直接影響到人工林生產(chǎn)力的提高和功能的最大發(fā)揮，所以探索合理密度一向是當(dāng)今林業(yè)生產(chǎn)的中心課題之一。多年來，人們通過對人工林分生長、結(jié)構(gòu)、蓄積量等方面的研究來評價間伐措施的效果，然而土壤作為參與森林內(nèi)物質(zhì)循環(huán)的一部分，其理化性質(zhì)及生物學(xué)特性直接受到林內(nèi)光、熱、水以及林木根系對土壤營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用等方面的影響，這些因素和林分密度密切相關(guān)。土壤質(zhì)量在受到林分密度影響的同時又影響林木生長，所以從土壤質(zhì)量角度對人工林撫育管理效果進行研究，對維護人工林地力、可持續(xù)地經(jīng)營森林具有重要意義。本研究以宿遷嶂山林場側(cè)柏人工林為研究對象，選擇不同林分密度側(cè)柏人工林為典型樣地，從土壤活性有機碳的角度研究該地區(qū)土壤碳庫（主要是快庫）的動態(tài)變化，了解該地區(qū)土壤微生物生物量碳的變化規(guī)律，并對該地區(qū)不同密度側(cè)柏人工林下土壤的土壤微生物生物量碳和水溶性碳的現(xiàn)狀做出科學(xué)的解釋，以期為指導(dǎo)側(cè)柏林的科學(xué)經(jīng)營提供有力依據(jù)。

1　研究地概況和研究方法

1.1研究地概況

嶂山林場是1958年成立的國有林場，該林場位于宿遷市以北7km處的湖濱新城區(qū)境內(nèi)，東西寬2km，南北長4.6km，林場總面積1190hm2，其中國有生態(tài)林面積840hm2（國家級生態(tài)公益林424hm2，省級生態(tài)公益林416hm2），森林覆蓋率85.2%以上，活立木蓄積量8.2萬m3。主要營造側(cè)柏、槐樹、黑松、麻櫟、刺槐等鄉(xiāng)土樹種80余種。

1.2研究方法

在嶂山林場隨機選擇樣地12塊，樣地大小為20m× 20m。對樣方內(nèi)活立木進行每木檢尺，測定其樹高、胸徑、冠幅、枝下高等林分特征并調(diào)查幼樹更新情況，另外對樣方內(nèi)的灌木和草本做調(diào)查。根據(jù)林分密度的大小歸納為4個梯度密度（50～100株/667m2，101～150株/667m2，151～200株/667m2、201～250株/667m2）。

采用Vance和Tate等提出的氯仿熏蒸浸提法（CFE）公式對不同林分密度側(cè)柏人工林土壤微生物生物量碳含量進行測定，公式為：微生物生物量碳（mg/kg）={（A-B）×V}/（M× KEC）。采用Gill等的方法對不同林分密度側(cè)柏人工林土壤水溶性有機碳含量進行測定，公式為：水溶性有機碳（mg/kg）=（A×V/M）/KEC

2　結(jié)果與分析

2.1不同密度側(cè)柏人工林土壤微生物生物量碳變化特征

本研究通過各個密度梯度的土壤微生物生物量碳進行方差分析，結(jié)果表明，林分密度對土壤微生物生物量碳具有較大的影響。林分密度梯度為101～150株/667m2的土壤微生物生物量碳最高，為3397mg/kg，密度為50～100株/667m2的林分中土壤微生物生物量碳最低，為466mg/kg。這可能是由于密度大的林分產(chǎn)生的凋落物較多，在相似分解速率下能夠向林地歸還更多的養(yǎng)分，曾有研究表明，凋落物量與土壤微生物生物量關(guān)系密切，并呈現(xiàn)顯著正相關(guān)，但是密度為101～150株/667m2的林分中土壤微生物生物量明顯不符合這個規(guī)律（P＞0.05）。根據(jù)調(diào)查，該林分中存較多的闊葉樹以及大量天然更新的構(gòu)樹幼樹，并且該密度的林分土壤相對濕度明顯高于其他密度的林分，這可能是由于闊葉樹種入侵帶來的凋落物相比于針葉樹種更容易分解，并且較高的土壤含水率也有利于微生物的生長發(fā)育，故該密度的林分土壤的為生物生物量碳反而較高。

2.2不同密度側(cè)柏人工林土壤水溶性有機碳變化特征

與微生物生物量碳的變化趨勢相似，在密度分別為201～250株/667m2、151～200株/667m2、101～150株/667m2、50～100株/667m2的4種林分內(nèi)土壤水溶性碳的含量分別是143 mg/kg、174 mg/kg、206 mg/kg、105 mg/kg，其差異顯著，50～100株/667m2的水溶性有機碳含量最小。

2.3不同密度側(cè)柏人工林土壤微生物量碳與水溶性碳的相關(guān)性

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)土壤微生物量碳與水溶性碳呈顯著的線性相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.561（p＜0.01），說明土壤微生物量碳和土壤水溶性碳之間具有密切聯(lián)系，而這均來源于土壤有機質(zhì)或加入土壤的動植物殘體。二者雖然均是土壤有機物中較為活躍的組分，但其在含量、來源及去向等方面又存在差異。土壤可溶性碳既可源自有機物質(zhì)的直接溶解，也可來源于土壤微生物的生命活動；而土壤微生物量碳的含量是土壤微生物生命活動的直接結(jié)果。同時，可溶性有機碳可被土壤微生物直接利用，土壤水溶性碳、氮在土壤中的移動性相對較強，是林地等生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分損失的形式之一，因此，有必要進一步研究土壤微生物量碳與水溶性碳之間的關(guān)系，以評價土壤有機質(zhì)中較為活躍的這些組分在土壤碳循環(huán)中的作用。

3　結(jié)論

通過對嶂山林場側(cè)柏人工林土壤微生物量碳和水溶性碳特性研究，表明林分密度對土壤微生物量碳和水溶性碳具有很大影響。不同林分密度下側(cè)柏人工林土壤微生物量碳和水溶性碳存在極顯著差異。

林分密度梯度在101～150株/667m2的林分中，土壤微生物生物量碳和土壤水溶性有機碳均為最高；林分密度梯度密度為50～100株/667m2的林分土壤微生物生物量碳、水溶性有機碳都為最低；林分密度梯度為151～200株/667m2和201～250株/667m2的林分土壤微生物生物量碳、水溶性有機碳、都處在中等水平；通過對不同林分密度側(cè)柏人工林下土壤微生物量碳和水溶性碳之間的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，兩者之間存在顯著的線性相關(guān)關(guān)系，說明土壤微生物量碳和土壤水溶性碳之間具有密切聯(lián)系。

通過對不同林分密度側(cè)柏人工林土壤活性有機碳的研究，綜合分析表明，密度在中等水平（101～150株/667m2）的林分中土壤生物學(xué)性質(zhì)較好，是比較適宜的林分密度，這主要是因為在中等密度的林分中，林內(nèi)光線充足，枯落物分解較快，提高土壤有機質(zhì)含量，土壤疏松，通透性強，蓄水保水能力強。因此，建議對密度高的林分要進行適時適量的間伐，使林分始終處于合理的密度狀態(tài)，增大林內(nèi)透光度，降低林分郁閉度，促進林下植被的發(fā)育，從而達到提高生物活性的目的；對于密度較低的林分，在林下栽植抗干旱、耐瘠薄等適應(yīng)性較強的樹種，如刺槐、構(gòu)樹等地帶性植被，提高林分密度，形成穩(wěn)定性較強的針闊混交林。

（責(zé)任編輯荷初）