暖溫帶針闊葉林下土壤微生物區(qū)系群落特征及其動(dòng)態(tài)研究

張克弟， 巨天珍*， 王繼偉， 惠亞梅， 曹 春， 張宋智， 劉小林

(1.西北師范大學(xué)，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅省小隴山林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 天水 741022)

暖溫帶針闊葉林下土壤微生物區(qū)系群落特征及其動(dòng)態(tài)研究

張克弟1， 巨天珍1*， 王繼偉1， 惠亞梅1， 曹 春1， 張宋智2， 劉小林2

(1.西北師范大學(xué)，甘肅 蘭州 730030；2.甘肅省小隴山林業(yè)科學(xué)研究所，甘肅 天水 741022)

實(shí)施森林分類經(jīng)營導(dǎo)致土壤微生物生態(tài)的變化，是保護(hù)區(qū)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的任務(wù)之一。結(jié)合甘肅天水小隴山土壤微生物多年調(diào)研資料，在總結(jié)針葉林和闊葉林下微生物群落特征的基礎(chǔ)上，比較了闊葉林轉(zhuǎn)化為針葉林后土壤微生物的動(dòng)態(tài)。結(jié)果表明：①暖溫帶闊葉林土壤微生物數(shù)量和分布特征的生態(tài)幅較小，針葉林較大；②針闊林下土壤微生物群落優(yōu)勢(shì)菌屬相同，但針葉林的優(yōu)勢(shì)屬葡萄球菌屬(Staphylococcus)及稀有菌屬頭孢霉屬(Cephalosporium)在闊葉林未出現(xiàn)，闊葉林常見屬交鏈孢霉屬(Alternaria)在針葉林未出現(xiàn)；③暖溫帶闊葉林土壤微生物多樣性指數(shù)均大于針葉林，針、闊葉林下功能菌群類型且其數(shù)量排序基本一致；④闊葉林轉(zhuǎn)變?yōu)獒樔~林后，對(duì)不同時(shí)期土壤微生物群落的數(shù)量、分布、種屬組成、多樣性和功能菌群等特征的全面分析認(rèn)為，土壤微生物逐步適應(yīng)了地上植被的變化，即微生物與環(huán)境關(guān)系的建立與地上植被類型的關(guān)系更密切。

土壤微生物特征；林地轉(zhuǎn)化；闊葉林；針葉林；暖溫帶

森林土壤微生物是森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分，其類群與數(shù)量變化是反映土壤質(zhì)量的重要生物學(xué)指標(biāo)[1]。同樣，森林植被類型是影響森林土壤微生物群落的重要因素，地上植被影響著土壤微生物的群落結(jié)構(gòu)及多樣性等[2]。不同林型土壤微生物群落數(shù)量及其分布變化規(guī)律是該地環(huán)境優(yōu)劣的標(biāo)志，提煉和總結(jié)不同氣候帶土壤微生物特征和人為干擾下土地恢復(fù)過程，可為林地生態(tài)環(huán)境功能與生物多樣性的評(píng)價(jià)、林業(yè)政策的制定和穩(wěn)定提供科學(xué)依據(jù)。近年來，隨著分子生物學(xué)的迅速發(fā)展，土壤微生物的研究開辟了微生物生態(tài)學(xué)研究的一個(gè)新紀(jì)元[3]。但是傳統(tǒng)方法對(duì)于在探究土壤微生物與環(huán)境之間的相互關(guān)系，發(fā)掘土壤微生物資源和對(duì)土壤微生物實(shí)行定向控制等研究方面仍有優(yōu)勢(shì)，應(yīng)予以足夠重視。特別是現(xiàn)在全球變化、人類活動(dòng)等因素影響了各種營養(yǎng)元素的生物地化循環(huán)，土壤微生物的種類數(shù)量和功能作用也隨之發(fā)生了相關(guān)性的變化[4]。許多學(xué)者在森林土壤微生物多樣性、土壤微生物群落學(xué)特征、微生物量等方面做了很多研究[5-7]，對(duì)微生物和環(huán)境間的關(guān)系進(jìn)行了總結(jié)，成為微生物生態(tài)學(xué)理論的重要組成。暖溫帶代表甘肅天水小隴山國家級(jí)保護(hù)區(qū)針闊林下土壤微生物特征的比較研究及人工干擾下闊葉林地轉(zhuǎn)變?yōu)獒樔~林地后土壤微生物群落動(dòng)態(tài)特征未見全面報(bào)道。本文是對(duì)人工林維持環(huán)境穩(wěn)定性研究、保護(hù)區(qū)人工干預(yù)下土壤生態(tài)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的補(bǔ)充。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

小隴山國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)地處秦嶺西段，西秦嶺地槽與隴西-祁連地軸的接觸帶，位于北緯34°00′～34°40′，東經(jīng)105°30′～106°30′。是我國暖溫帶南緣與北亞熱帶的過渡地帶，屬森林生態(tài)系統(tǒng)類型的自然保護(hù)區(qū)[8]。保護(hù)區(qū)植物種類非常豐富，木本植物86科、224屬、800多種，包括281種喬木、437種灌木、85種木質(zhì)藤本以及30多種珍貴樹種；草本植物158科、726屬、1 986種，其中蕨類21科、41屬、95種，苔蘚53科、98屬、139種；藥用植物1 004種。已有研究表明全新世中期以來[9]小隴山地帶性植被類型是櫟林或針闊葉混交林，隨著全球氣候變化，兩種林型的分布區(qū)呈現(xiàn)有規(guī)律地變化。目前研究區(qū)櫟林占林地面積的80%左右，以銳齒櫟(Quercusalienavar．a(chǎn)cuteserrataMaxim．)為主的櫟林為地帶性植被類型，分布于1 300～1 800 m的山地。其次是油松(PinustabuliformisCarrière)林、華山松(Pinusarmardii)林、紅豆杉(Taxuschinensis(Pilg.)Rehd)林和白皮松(PinusbungeanaZucc.)林等針葉林及針闊葉混交林等。人工林主要以替換銳齒櫟林地的日本落葉松(Larixkaempferi)林為主。

1.2 方法

1.2.1 樣地設(shè)置及土樣采集 根據(jù)小隴山林科所和林場(chǎng)工作人員多年的工作經(jīng)驗(yàn)，選擇有代表性的樣地，采用樣方法，設(shè)置20個(gè)面積為20 m×20 m的大樣方，每個(gè)大樣方劃分為4個(gè)10 m×10 m的小樣方。利用9點(diǎn)采樣法，在同一垂直面上逐層用土鉆每隔10 cm取樣，分別依次采取深層(40 cm以下)、中層(20～40 cm)以及上層(0～20 cm)的土樣進(jìn)行分析[10]。將同一層次的土樣過 2 mm 土壤篩混勻，每個(gè)土樣采1 000 g裝入滅菌聚乙烯袋，內(nèi)外附上標(biāo)簽，寫明采樣地點(diǎn)、時(shí)間、深度、日期及采樣人并編號(hào)，迅速帶回實(shí)驗(yàn)室，置4 ℃冰箱中保存，用于微生物數(shù)量、組成等的測(cè)定[11]。

1.2.2 土壤微生物的分離與統(tǒng)計(jì) 土壤微生物區(qū)系分析采用涂抹法、稀釋平板法接種，然后用平板計(jì)數(shù)法計(jì)數(shù)[12]。通過公式計(jì)算得出結(jié)果：

菌數(shù)(cfu/g干土)=(菌落平均數(shù)×稀釋倍數(shù))/干土克數(shù)。

1.2.3 土壤微生物的分類及優(yōu)勢(shì)種的劃分 細(xì)菌鑒定依據(jù)培養(yǎng)特征、個(gè)體顯微結(jié)構(gòu)以及生理生化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，真菌、放線菌的顯微鏡觀察均采用插片法：將滅菌的蓋玻片斜插入凝固的無菌培養(yǎng)基中，供試菌株接種在蓋玻片與培養(yǎng)基交界處。將已做好的平板置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5～7 d，取出蓋玻片并用0.1%的美藍(lán)染色鏡檢，根據(jù)菌落、形態(tài)特征確定微生物主要類群的優(yōu)勢(shì)種群[13]。根據(jù)高雄飛等[14]的劃分依據(jù)，某種物種占整體的百分比大于等于10%為優(yōu)勢(shì)屬，1%～10%為常見屬，小于等于1%為少見屬。

1.2.4 土壤微生物多樣性分析 采用Shannon指數(shù)HP、Simpson指數(shù)D和Mclntoch指數(shù)DM對(duì)土壤微生物多樣性指數(shù)進(jìn)行測(cè)定，公式如下：

豐富度指數(shù)對(duì)土壤微生物群落多樣性進(jìn)行分析[15]，即

豐富度指數(shù)：R1=(S-1)/ln(N)

均勻度指數(shù)為群落中不同物種的多度分布的程度，即每個(gè)種個(gè)體數(shù)間的差異，計(jì)算公式：

Pielou均勻度:Jsw=(-ΣPilogPi)/logs

Heip均勻度:Eh=(exp(-ΣPilnPi)-1)/(S-1)

式中，Pi是第i種個(gè)體數(shù)ni占個(gè)體總數(shù)N的比例，即Pi=ni/N；S為物種數(shù)目；N為所有物種的總個(gè)體數(shù)；ni是第i種的個(gè)體數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤微生物群落的數(shù)量比較

三大類群微生物數(shù)量的多少常作為土壤微生物活性高低的重要指標(biāo)之一。細(xì)菌是土壤中分解活動(dòng)的主力軍，放線菌對(duì)于土壤有機(jī)質(zhì)的分解和養(yǎng)分的釋放有很重要的作用，真菌則是森林地被物木質(zhì)素的有效分解者，其數(shù)量和種類都受土壤條件的影響。小隴山不同植被微生物的數(shù)量如下：針葉林土壤微生物群落總數(shù)在143.7×105～8 370.9×105cfu/g干土之間，其中細(xì)菌數(shù)量為140.3×105～8 365.3×105cfu/g干土，放線菌為0.694×105～4.849×105cfu/g干土，真菌為0.154×105～1.46×105cfu/g干土;闊葉林微生物總數(shù)在806.188×105～7 295.452×105cfu/g干土之間，其中細(xì)菌數(shù)量為805.51×105～7 292.34×105cfu/g干土，放線菌為0.575×105～1.877×105cfu/g干土，真菌為0.103×105～1.235×105cfu/g干土。

由圖1可知,針葉林土壤微生物群落總數(shù)變化范圍較大，闊葉林變化范圍較小，總體上來說闊葉林土壤微生物數(shù)量比較集中。這一特點(diǎn)與地上闊葉林的集中分布、針葉林在林區(qū)較為分散的分布格局是一致的，如闊葉林集中大片分布在小隴山1 300～1 800 m山地，與此相反的是針葉林以小于1 300 m、大于1 800 m山地，或林區(qū)較干旱或極濕潤地段零星分布。除細(xì)菌外，闊葉林下土壤微生物中放線菌和真菌數(shù)量較針葉林少。從以上數(shù)據(jù)中細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量占微生物總量的比例來看，針葉林型下細(xì)菌總量約占99.89%，放線菌占0.076%，真菌占0.024%。闊葉林細(xì)菌占總數(shù)的99.95%，放線菌占0.03%，真菌占0.02%。這與該地區(qū)自然條件(如氣候、植被狀況等)和人類活動(dòng)強(qiáng)度、方式及其土壤生態(tài)環(huán)境有密切關(guān)系。因此，微生物數(shù)量大小是比較不同氣候條件下生態(tài)優(yōu)劣的指標(biāo)之一。

圖1 針、闊葉林土壤微生物的數(shù)量格局Fig.1 The number of Coniferous and broad-leaved forest soil microbial structure

圖2 針、闊葉林土壤微生物的分布格局Fig.2 The soil microbial distribution pattern in coniferous and broad-leaved forest

2.2 土壤微生物群落空間分布特征

圖2表明，不同植被類型下土壤微生物的總量在土壤剖面上均表現(xiàn)出明顯的垂直分布特征，表層土壤微生物數(shù)量最豐富，中層次之，下層最少。其中針葉林表層微生物總平均數(shù)達(dá)到763.6×106cfu/g干土，是中層土壤微生物總平均數(shù)359.3×106cfu/g干土的2.13倍，是深層土壤微生物總平均數(shù)176.5×106cfu/g干土的4.33倍。闊葉林上層微生物總平均數(shù)達(dá)到255.7×106cfu/g干土，是中層土壤微生物總平均數(shù)116.8×106cfu/g干土的2.19倍，是深層土壤微生物總平均數(shù)71.05×106cfu/g干土的3.6倍。由圖2還可以看出，針葉林在各層中微生物群落總平均數(shù)變化范圍比闊葉林微生物群落總平均數(shù)變化范圍大，且針葉林與闊葉林表層和中層的微生物總量分布相差較大，下層微生物的數(shù)量比較集中。通過對(duì)比可知三大類群微生物的數(shù)量在空間分布上與土壤微生物總量分布相一致，土壤微生物的這種垂直層次上的數(shù)量差異與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤養(yǎng)分以及土壤水分、溫度和通氣狀況等因素有關(guān)[16]。

2.3 土壤微生物群落的種屬組成

小隴山針葉林下土壤微生物調(diào)查中共鑒定出19個(gè)菌屬，闊葉林下18個(gè)菌屬。放線菌僅檢測(cè)出鏈霉菌屬。由表1可以看出，小隴山針葉林下土壤微生物菌屬與闊葉林下土壤微生物菌屬在類型和數(shù)量上基本一致，但就同一植被類型下不同菌屬在不同樹種下所處的地位不同，如針葉林型下的固氮菌屬在日本落葉松林下屬優(yōu)勢(shì)菌種，而在油松林下則為常見菌屬。同一菌屬在不同林型下的地位也有差別，如根霉屬、毛霉屬在針葉林下為常見屬，而在闊葉林型下則為優(yōu)勢(shì)菌屬；針葉林型下的黃桿菌屬為常見屬，但在闊葉林型下則為稀有菌屬。

表1 針葉林與闊葉林土壤微生物群落的種屬組成Table 1 Coniferous and broad-leaved forest soil microbial community species composition

對(duì)針葉林和闊葉林下特有的優(yōu)勢(shì)種屬進(jìn)行分析比較，表現(xiàn)出小隴山針葉林與闊葉林具有不同的生長環(huán)境。固氮菌屬為無內(nèi)生芽胞革蘭陰性菌，屬于嚴(yán)格好氧性、有機(jī)營養(yǎng)型，能固定空氣中的氮素；葡萄球菌屬為革蘭陽性球菌，常堆聚成葡萄串狀，營養(yǎng)要求不高，在普通培養(yǎng)基上生長良好，在含有血液和葡萄糖的培養(yǎng)基中生長更佳，屬于需氧或兼性厭氧，少數(shù)專性厭氧，適宜溫度為28～38 ℃，pH 4.5～9.8；根霉屬廣泛分布于酒曲、植物殘?bào)w、腐敗有機(jī)物、動(dòng)物糞便和土壤中，適宜生長溫度約為28 ℃;毛霉屬是單細(xì)胞霉菌，隸屬于毛霉目，其菌絲白色，腐生，極少寄生，霉菌分解蛋白質(zhì)能力很強(qiáng)。固氮菌和葡萄球菌屬對(duì)外界生長環(huán)境要求不高，在有些偏酸性或貧瘠的土壤中也可以生存；根霉和毛霉屬則更適于生活在土壤條件比較好的環(huán)境中。固氮菌和葡萄球菌屬是針葉林下的優(yōu)勢(shì)菌屬；根霉和毛霉屬為闊葉林下的優(yōu)勢(shì)菌屬[17]?？梢?，針葉林的生長環(huán)境較闊葉林地偏酸性或貧瘠等。

2.4 土壤微生物多樣性特征

生物多樣性是當(dāng)前生態(tài)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，而微生物群落多樣性作為生物多樣性的重要組成部分，不僅提高了土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和和諧性，也提高了對(duì)抗土壤微生態(tài)環(huán)境惡化的緩沖能力[18]。為了進(jìn)一步比較在不同植被下的土壤微生物多樣性，分別在小隴山針葉林與闊葉林地進(jìn)行取樣調(diào)查，得出物種豐富度指數(shù)(R)、物種多樣性指數(shù)(HP)和物種均勻度指數(shù)(E)，結(jié)果見圖3。

圖3 針葉林與闊葉林土壤微生物多樣性比較

由圖3可見，在小隴山針葉林與闊葉林樣地中，土壤微生物物種豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)都存在闊葉林>針葉林的規(guī)律。闊葉林樣地植物群落中土壤比較適合微生物的生長。在

實(shí)地調(diào)查中了解到這些樣地物種組成復(fù)雜且各樹株分布比較均勻，群落結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜，土壤層較厚，相比之下針葉林樣地群落土壤環(huán)境的異質(zhì)性較高，土層薄，土壤貧瘠。

2.5 土壤微生物群落的生理類群

由表2可以看出，針葉林與闊葉林下土壤微生物群落功能菌群類型基本相同，闊葉林土壤微生物功能菌數(shù)量較針葉林豐富，且變化范圍比針葉林大。但總體數(shù)量在不同植被下土壤中的變化基本一致，其中數(shù)量最為豐富的是氨化細(xì)菌，在闊葉林中達(dá)(11.26～36.58)×105cfu/g干土，在針葉林中的變化范圍是(1.92～17.78)×105cfu/g干土。另外，土壤微生物主要生理類群的數(shù)量隨著土層深度的增加而減少。闊葉林和針葉林土壤微生物各主要生理類群數(shù)量均表現(xiàn)為氨化細(xì)菌>溶磷菌>好氧固氮菌>解鉀硅酸鹽細(xì)菌>好氧纖維素分解菌。

表2 針葉林與闊葉林土壤微生物功能菌數(shù)量特征(×105 cfu/g干土)Table 2 The quantitative characteristics of coniferous and broad-leaved forest soil microbial functional bacteria

2.6 銳齒櫟林地轉(zhuǎn)換為日本落葉松林地后土壤微生物特征研究

本研究主要是銳齒櫟生長地置換為日本落葉松林后，對(duì)日本落葉松林地集中試驗(yàn)栽種區(qū)6～35 a林地土壤微生物的數(shù)量、生態(tài)分布、功能菌群以及多樣性做一對(duì)比，結(jié)果見圖4。圖4表明，栽培日本落葉松后土壤中的細(xì)菌、放線菌和真菌的數(shù)量較銳齒櫟均有所增加，隨著日本落葉松林齡的增加，土壤微生物呈現(xiàn)出先增加后減少的正態(tài)分布趨勢(shì)，即中年林微生物數(shù)量最為豐富，總數(shù)達(dá)到321.209×108cfu/g干土；老年林微生物總數(shù)次之，為42.876×108cfu/g干土；幼齡為27.703×108cfu/g干土；銳齒櫟為0.72×108cfu/g干土，銳齒櫟林下微生物總數(shù)較日本落葉松小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。日本落葉松在不同林齡下，微生物數(shù)量隨著土層的加厚均表現(xiàn)出明顯的垂直分布規(guī)律，表層微生物總平均數(shù)最多，在日本落葉松的中齡達(dá)到175.271 6×108cfu/g干土，中層次之，深 層最少。從細(xì)菌、真菌和放線菌的數(shù)量占微生物數(shù)量的比例來看，細(xì)菌數(shù)量最大，較放線菌和真菌大3～4個(gè)數(shù)量級(jí)，放線菌和真菌的差異不大。同樣在亞熱帶氣候地區(qū)，薛立等[19]研究，也得出了類似的結(jié)果。

圖4 銳齒櫟與日本落葉松不同林齡的 土壤微生物數(shù)量比較Fig.4 Comparison of soil microbial quantity Sharptooth oak and Japanese Larch with different age

對(duì)銳齒櫟和日本落葉松林地土壤微生物主要類群進(jìn)行鑒定，可以了解土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和物種組成，能夠?qū)M(jìn)一步分析土壤C、N等元素及其相關(guān)有機(jī)物質(zhì)的分解、循環(huán)過程以及土壤-植被系統(tǒng)的穩(wěn)定性提供參考。由圖5可知，銳齒櫟林地功能菌數(shù)量總體上多于日本落葉松，在栽培日本落葉松后，推動(dòng)磷素循環(huán)的有機(jī)磷分解菌和解鉀硅酸鹽細(xì)菌等微生物類群隨著林齡的增加呈上升的趨勢(shì)，但維持碳素循環(huán)的纖維素分解菌卻出現(xiàn)了相反的情況。

圖5 微生物功能菌比較Fig.5 Comparison of Microbial functional bacteria

對(duì)小隴山銳齒櫟和日本落葉松人工林地土壤微生物群落的多樣性比較，見圖6，銳齒櫟林地豐富度指數(shù)較日本落葉松林地多，R值分別為4.16和2.987，其均勻度指數(shù)和多樣性指數(shù)也比日本落葉松林各林齡段高。日本落葉松從幼齡、中齡到老齡林地豐富度指數(shù)、均勻度指數(shù)及多樣性指數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致。

圖6 微生物多樣性比較Fig.6 Microbial diversity comparison

3 討 論

暖溫帶小隴山闊葉林土壤微生物群落數(shù)量和分布的生態(tài)幅均小于針葉林，這與地上植被的分布特征一致。闊葉林下土壤微生物有18個(gè)菌屬，3個(gè)特有屬；針葉林下19個(gè)菌屬，2個(gè)特有屬。但是闊葉林土壤微生物多樣性>針葉林微生物，闊葉林與針葉林下土壤微生物群落生理菌群類型基本相同，且數(shù)量大小順序一致：氨化細(xì)菌>溶磷菌>好氧固氮菌>解鉀硅酸鹽細(xì)菌>好氧纖維素分解菌。

人工干預(yù)下：①栽培日本落葉松后，土壤微生物數(shù)量先增加后減少，呈正態(tài)分布趨勢(shì)，銳齒櫟林下微生物總數(shù)較日本落葉松小1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。微生物數(shù)量隨著土層的加深都表現(xiàn)出明顯的垂直分布規(guī)律，但是變化幅度較闊葉林大，與針葉林下微生物變化規(guī)律相似。②日本落葉松林地功能菌數(shù)量少于銳齒櫟，且隨著林齡的增加，氮素等生理類群數(shù)量成增加的趨勢(shì)，纖維素分解菌卻出現(xiàn)了相反的情況。③從多樣性上來說，銳齒櫟林地高于日本落葉松各林齡地，這一特點(diǎn)與其地上樹種單一性有一定的關(guān)系。

闊葉林地轉(zhuǎn)變?yōu)獒樔~林地后，土壤微生物數(shù)量總體呈增加趨勢(shì)，數(shù)量的分布、多樣性及功能菌群等特征越來越趨向于針葉林群落的特點(diǎn)，是適應(yīng)的表征，是植被演替后微生物與環(huán)境之間新型關(guān)系的建立，從這個(gè)角度而言是“進(jìn)展”演替。

[1] 劉純，劉延坤，金光澤.小興安嶺6種森林類型土壤微生物量的季節(jié)變化特征[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34(2):451-459 .

[2] Chaerun S K, Pangesti N P D, Toyota K, et al. Changes microbial functional diversity and activity in paddy soils irrigated with industrial wastewater in Bandung, West Java Province, Indonesia[J]. Water Air Soil Pollution,2011,217(1):491-502.

[3] 譚益民，何苑皞，郭文平．基于分子技術(shù)的土壤微生物多樣性研究進(jìn)展[J]．中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，(10)：1-9.

[4] 羅達(dá)，史作民，唐敬超，等．南亞熱帶鄉(xiāng)土樹種人工純林及混交林土壤微生物群落結(jié)構(gòu)[J]．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，25(9)：2543-2550.

[5] 吳則焰，林文雄，陳志芳，等. 武夷山不同海拔植被帶土壤微生物PLFA分析[J]．林業(yè)科學(xué)，2014, 50(7): 105-112.

[6] 王淼，曲來葉，馬克明，等．罕山不同林型下土壤微生物群落特性[J]．中國科學(xué)，2013，43(6)：499-508.

[7] 黃元元，曲來葉，曲秀春，等．鏡泊湖巖溶臺(tái)地不同植被類型土壤微生物群落特征[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2012，32(9)：5-18.

[8] 王繼偉，巨天珍，曹春，等. 天水小隴山日本落葉松人工林土壤微生物類群生態(tài)特征研究[J]．土壤通報(bào)，2011，42(5):69-72 .

[9] 巨天珍，陳學(xué)林.甘肅小隴山林區(qū)全新世中期以來古植被演替的研究[J]．西北植物學(xué)報(bào)，1998，18(2):292-299 .

[10]Piotrowska A, Dkugosz J. Spatio-emporal variability of microbial biomass content and activities related to some physicochemical properties of Luvisols[J]. Geoderma, 2012，S173-174(2):199-208.

[11]Kaschuk G, Alberton O, Hungria M. Three decades of soil microbial biomass studies in Brazilian ecosystems: Lessons learned about soil quality and indications for improving sustainability[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2010, 42(1):1-13.

[12]B. F. Rovers, R. L. Tate Ⅲ. Temporal analysis of the soil microbial community along a toposequence in pineland soils [J].Soil Biology and Biochemistry, 2001, 33: 1389-1401.

[13]李俊清.森林生態(tài)學(xué)[M].北京:高等教育出版社，2010.

[14]高雄飛,龍民生.昆蟲群落生態(tài)學(xué)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1996:77-103.

[15]Toms C, Gattinger A, Thomas F M, et al. Direct and indirect effect of tree diversity drive soil microbial diversity in temperate deciduous forest[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2010, 42 (9):1558-1565.

[16]Rosenvald K,Kuznetsova T,Ostonen I,et al. Rhizosphere effect and fine-root morphological adaptations in a chronosequence of silver birch stands on reclaimed oil shale post-mining areas[J].Ecological Engineering,2011,37(7):1027-1034.

[17]Royer-Tardif S,Bradley RL,Parsons WFJ.Evidence that plant diversity and site productivity confer stability to forest floor microbial biomass[J].Soil Biology and Biochemitry,2010,42:813-821.

[18]劉秉儒，張秀珍，胡天華，等. 賀蘭山不同海拔典型植被帶土壤微生物多樣性[J]．生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33(22)：7211-7220.

[19]薛立，吳敏，徐燕,等.幾個(gè)典型華南人工林土壤的養(yǎng)分狀況和微生物特性研究[J]. 土壤學(xué)報(bào)，2005,42(6):1017-1022.

Soil Microbial Community Characteristics and Dynamics under a Warm Temperate Coniferous and Broadleaf Forest

ZHANG Ke-di1, JU Tian-zhen1, WANG Ji-wei1, HUI Ya-mei1,CAO Chun1, ZHANG Song-zhi2, LIU Xiao-lin2

(1.NWNormalUni.,Lanzhou730030; 2.XiaolongshanForest.Sci.Res.Inst.ofGansuProv.,Tianshui741022)

It is one of the tasks of ecological environment monitoring that the change of soil microbial ecology in preservation zone caused by implementing forest classification management. This article compared the dynamic of soil microorganisms after transferring broadleaf forest into coniferous forest combined with microbial community characteristics of investigation and research data in many years in Mt. Xiaolong, Tianshui, Gansu and based on summarized the characteristics of the microbial community under the coniferous and broadleaf forests. The results showed that the region ① in warm temperate zone the broadleaf forest soil microbial quantity and the ecological range of distribution characteristics was fairly small, but fairly large in coniferous forest; ②The dominant bacteria genera of soil microbial communities were the same in the coniferous and broadleaf forests, but the dominant genus ofStaphylococcusin coniferous forest and rare genus ofCephalosporiumin broadleaf forest did not appear, and common genus ofAlternariain coniferous forest did not appear; ③ in warm temperate zone the soil microbial diversity index in broadleaf forest were all greater than in coniferous forest. The functional bacteria types and quantity sequence were basically identical in coniferous and broadleaf forest; ④ comprehensive analyses of the quantity, distribution, component of species and genera, diversity and function, and other characteristics of soil microbial community in different periods, it is believed that after transferring broadleaf forest into coniferous forest, the soil microbes gradually adapt to the variation of the ground vegetation, i.e. the establishment of the relationship between microorganisms and environment and the types of ground vegetation had much closely related.

soil microbial characteristics; forest-land conversion; broadleaf forest; coniferous forest; warm temperate zone

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41161080)；甘肅省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010GS05134)

張克弟 女，碩士研究生。研究方向?yàn)槌鞘猩鷳B(tài)。E-mail: llfhnovice@126.com

* 通訊作者。女，教授，碩士，碩士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)槌鞘猩鷳B(tài)。E-mail:jujutz@163.com

2015-06-20；

2015-08-19

Q939.9;X172

A

1005-7021(2016)03-0007-07

10.3969/j.issn.1005-7021.2016.03.002