不同林齡頂壇花椒林地土壤微生物濃度與生物量化學(xué)計量特征

喻陽華，吳銀菇，宋燕平，李一彤

1.貴州師范大學(xué)喀斯特研究院/國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州 貴陽 550001；2.貴州師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，貴州 貴陽 550025

中國西南喀斯特區(qū)受亞熱帶季風(fēng)氣候和人為活動影響，造成土壤侵蝕嚴(yán)重、土壤生產(chǎn)力降低，導(dǎo)致石漠化發(fā)育，生態(tài)修復(fù)成為必然趨勢（Wang et al.，2004；萬軍，003）。頂壇花椒（Zanthoxylum planispinumvar.dintanensis）為竹葉椒（Zanthoxylum planispinum）的一個變種，喜鈣、耐旱，水土保持性能較好，在石漠化治理和生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)過程中價值突出。貞豐-關(guān)嶺花江片區(qū)自1992年起大規(guī)模種植頂壇花椒，形成了獨具特色的人工林，在土壤生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和山區(qū)生態(tài)治理中發(fā)揮了顯著作用（龍健等，2012）。但隨生長年限增加，出現(xiàn)了掛果期與輪伐周期縮短、產(chǎn)量下降，以及土壤養(yǎng)分貧瘠和質(zhì)量退化等問題。

土壤微生物是土壤的重要組成部分，成為連接土壤與植物的橋梁（Devi et al.，2006；Leff et al.，2015），其生物量（SMB）能夠指示生態(tài)系統(tǒng)功能的變化，被用來評價土壤質(zhì)量和反映微生物群落狀態(tài)的變化（He et al.，2003）。生態(tài)化學(xué)計量學(xué)是研究生態(tài)系統(tǒng)能量與多重化學(xué)元素平衡的科學(xué)，是探索不同生態(tài)系統(tǒng)組成之間相互聯(lián)系與內(nèi)在機制的重要方法，被廣泛應(yīng)用于微生物驅(qū)動生態(tài)過程的研究（Buchkowski et al.，2015；Zhu et al.，2021）。土壤微生物化學(xué)計量較元素化學(xué)計量能更好地表征土壤養(yǎng)分需求程度和資源利用策略，指示植物N、P供給的限制狀況（Cleveland et al.，2007；李萬年等，2020）。林齡能夠改變物種組成、群落結(jié)構(gòu)和林內(nèi)小氣候生境（Zhong et al.，2020），由林齡引起的林分和土壤環(huán)境變化能夠間接影響土壤微生物參與養(yǎng)分循環(huán)（楊凱等，2009；范媛媛等，2019）。相關(guān)研究表明，同種植物不同林齡的土壤微生物群落、SMB具有差異（Adair et al.，2013；Zhu et al.，2021）；牛小云等（2015）研究顯示，土壤微生物群落隨落葉松（Larixkaempferi）林齡增加呈降低趨勢；Zhang et al.（2018）研究發(fā)現(xiàn)，隨油松（Pinustabulaeformis）林齡增加土壤 SMB逐漸升高；而Taylor et al.（2007）研究表明，隨紅云杉（Picea rubens）林齡增加SMB變化不顯著，導(dǎo)致該結(jié)果的原因與林分類型、林齡跨度和環(huán)境條件有關(guān)。目前關(guān)于林齡與土壤微生物化學(xué)計量關(guān)系的研究多集中在森林演替、植被恢復(fù)和不同林型等方面（Xiao et al.，2021；劉寶等，2019；胡宗達等，2021），對同種植物不同林齡土壤微生物化學(xué)計量特征研究較少，土壤性質(zhì)與微生物化學(xué)計量的關(guān)聯(lián)尚不明確。因此，本文研究土壤微生物化學(xué)計量隨林齡的變化特征，探明土壤微生物化學(xué)計量間的互作效應(yīng)，以及對土壤因子的響應(yīng)，有利于剖析土壤微生物化學(xué)計量與林齡的內(nèi)在關(guān)系，以期為頂壇花椒人工林土壤質(zhì)量評價、可持續(xù)經(jīng)營管理等提供科學(xué)支撐。

基于此，以 5—7、10—12、20—22、28—32 a頂壇花椒人工林的表層土壤（0—20 cm）為對象，測定土壤微生物濃度、SMB，旨在闡明土壤微生物濃度、SMB及其化學(xué)計量比隨林齡的變化規(guī)律，厘清土壤微生物濃度、SMB及其化學(xué)計量比之間的互作效應(yīng)，揭示土壤主要化學(xué)性質(zhì)對其微生物化學(xué)計量變化的影響效應(yīng)。通過全面掌握土壤質(zhì)量狀況，為頂壇花椒人工林高效經(jīng)營和管理措施制訂提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于貴州省關(guān)嶺縣花江鎮(zhèn)壩山村一帶，為中國典型的喀斯特高原峽谷地貌，海拔約 530—1473 m。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年均降水量約 1100 mm，集中在5—10月，約占全年降水的83%，全年無霜期337 d；年均溫18.4 ℃，極端最高、低溫依次為 32.4、6.6 ℃。土壤以石灰?guī)r為母質(zhì)的石灰土為主，基巖裸露面積在 70%以上（Zou et al.，2019）。頂壇花椒采用幼苗移栽，期間依據(jù)林齡、樹冠和物候等特征進行經(jīng)營管理，目前已成為該區(qū)相對穩(wěn)定、種植面積最大的人工經(jīng)濟林，另有核桃（Caryacathayensis）、玉米（Zeamays）、金銀花（Lonicerajaponica）、香椿（Toonasinensis）、李（Prunussalicina）、山豆根（Sophoratonkinensis）和柚木（Tectonagrandis）等伴生種。

1.2 土壤采集與處理

2020年7月，采用空間代替時間的方法，選擇立地因子基本一致的頂壇花椒人工林初始掛果期、旺盛掛果期、終止掛果期和衰老死亡期設(shè)置調(diào)查樣地（中心坐標(biāo)：海拔 621 m，105°40′28.33″E、25°37′57.41″N），依次記為 YD1—YD4，由于頂壇花椒存在補植、補種等情形，因此林齡為區(qū)間值。4個齡級的林分均設(shè)置3個10 m×10 m的樣地（表 1），每個樣地內(nèi)，距離樹干基部 30—50 cm范圍內(nèi)（通常施肥范圍的10—30 cm區(qū)域），按照S型選取5個樣點，采集0—20 cm土壤制成混合樣，“四分法”保留鮮重約500 g，4個齡級共采集土樣12份。將土樣放置在無菌袋內(nèi)，立即帶回實驗室。

表1 樣地基本情況Table 1 Basic information of sampling plots

所有樣品人工去除石塊、根系和動植物殘體后，過2 mm篩。篩出的樣品分成2份，其中1份放入冰箱于4 ℃下保存，于7日內(nèi)完成土壤微生物濃度、SMB測定。另外1份自然風(fēng)干后，研缽粉碎通過0.25 mm篩，用于測定土壤化學(xué)性質(zhì)。

1.3 測試指標(biāo)與方法

1.3.1 土壤微生物濃度測定

使用牛肉膏蛋白胨瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)細菌，在30 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h后計數(shù)。使用馬丁-孟加拉紅培養(yǎng)基培養(yǎng)真菌，在25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)72 h后計數(shù)。使用高氏 1號瓊脂培養(yǎng)基培養(yǎng)放線菌，在28 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)96 h后計數(shù)。細菌、放線菌采用平板計數(shù)法計數(shù)，真菌采用倒皿法計數(shù)（林先貴，2017；李雪萍等，2017）。

1.3.2 土壤微生物生物量測定

土樣先用氯仿薰蒸法進行處理，然后用 0.5 mol·L-1K2SO4溶液提取液，依次采用重鉻酸鉀硫酸外加熱法測定MBC、凱氏定氮法測定MBN；用0.5 mol·L-1NaHCO3溶液提取液，采用鉬藍比色法測定MBP，計算公式參照文獻（王理德等，2016）。

1.3.3 土壤化學(xué)性質(zhì)測定

土壤有機碳（SOC）采用重鉻酸鉀外加熱法測定；全氮（TN）采用凱氏定氮法測定；全磷（TP）采用硫酸高氯酸氧化法測定；TK采用氫氟酸-硝酸-高氯酸消解-火焰光度計法測定；速效氮（AN）采用堿解擴散法測定；速效磷（AP）采用氟化銨-鹽酸浸提-鉬銻抗比色-紫外分光光度法測定；AK采用中性乙酸銨溶液浸提-火焰光度計法測定；pH采用電極電位法（鮑士旦，2000）測定，結(jié)果見表2。

表2 不同林齡頂壇花椒的土壤化學(xué)性質(zhì)Table 2 Soil chemical properties in Zanthoxylum planispinum var.dintanensis of different forest ages

1.4 統(tǒng)計分析

應(yīng)用Microsoft Excel 2010、SPSS 20.0進行數(shù)據(jù)整理與統(tǒng)計分析。數(shù)據(jù)正態(tài)分布檢驗采用Kolmogorov-Smirnov法。滿足正態(tài)分布時，采用單因素方差分析（One-way AVOVE）和最小顯著差異法（Least significant difference，LSD）進行檢驗；不滿足時，采用Dunett’s T3法進行檢驗。土壤微生物因子間的相關(guān)性分析采用 Pearson相關(guān)性分析法。應(yīng)用Origin 8.6制圖，R語言corrplot包繪制土壤參數(shù)相關(guān)熱性圖，Canoco 5.0進行土壤微生物化學(xué)計量與化學(xué)性質(zhì)的冗余分析（redundancy analysis，RDA）。數(shù)據(jù)表達形式均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，顯著與極顯著水平為P=0.05、0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同林齡土壤微生物濃度與生物量

土壤細菌、真菌和放線菌濃度分別為3.3×105—7.9×105、2.10×103—4.15×103、2.20×105—3.95×105CFU·g-1，表現(xiàn)為細菌>放線菌>真菌；土壤MBC、MBN和MBP質(zhì)量分?jǐn)?shù)依次為322.5—386.0、13.05—26.15、52.60—334.50 mg·kg-1，為MBC>MBP>MBN。土壤真菌濃度隨頂壇花椒林齡增加逐漸增大，細菌、放線菌濃度無顯著差異（P>0.05，下同），但數(shù)值上呈降低趨勢；土壤MBC隨頂壇花椒林齡增加未見顯著差異；MBN則先升高后降低，在YD3達到最高；MBP以YD4顯著低于其他3個樣地（P<0.05，下同）。除土壤真菌濃度、MBN、MBP外，細菌和放線菌濃度，以及MBC隨林齡增加均未發(fā)生顯著變化，表明林齡對同種植物土壤微生物濃度和SMB的影響規(guī)律不完全一致（圖1）。

圖1 不同林齡土壤微生物濃度、生物量Figure 1 The soil microbial concentration and biomass of different forest ages

2.2 不同林齡土壤微生物濃度與生物量化學(xué)計量特征

土壤細菌/真菌、真菌/放線菌變幅分別為0.80—3.70、0.54—1.89，隨頂壇花椒林齡增加，土壤細菌/真菌逐漸降低，真菌/放線菌則逐漸升高；土壤細菌/放線菌為1.38—2.39，隨林齡增長無顯著差異，數(shù)值上 YD1和 YD3略高于 YD2和 YD4。土壤MBC/MBN變化為12.90—29.58，在4個齡級間差異顯著，其中 YD1最高，YD3最低；土壤MBC/MBP、MBN/MBP依次為1.09—2.55、0.04—0.39，均以YD4為最高，與其他3個樣地存在顯著差異，隨林齡變化趨勢一致，表明土壤MBC、MBN較穩(wěn)定（圖2）。

圖2 不同林齡土壤微生物濃度、生物量計量特征Figure 2 The measurement ratio of soil microbial concentration and biomass of different forest ages

2.3 土壤微生物濃度、生物量及其化學(xué)計量之間的相關(guān)性

土壤BAC與BAC/FUN、BAC/ACT為極顯著正相關(guān)（0.858、0.919），MBP與 MBC/MBP、MBN/MBP表現(xiàn)出顯著負相關(guān)（-0.810、-0.787），BAC/FUN與FUN/ACT、MBC/MBN呈顯著負相關(guān)、極顯著正相關(guān)（-0787、0.857）。土壤 ACT 與BAC/FUN是顯著正相關(guān)關(guān)系（0.801），暗示ACT與 BAC/FUN之間可以相互促進；土壤 MBN與MBC/MBN呈極顯著反向效應(yīng)（-0.927），表明MBC/MBN受到 MBN的抑制；MBC/MBP與MBN/MBP之間呈極顯著增強效應(yīng)（0.991），說明兩者間存在一定的協(xié)調(diào)性；土壤FUN/ACT與MBC的負相關(guān)性（-0.828）大于FUN/ACT與MBC/MBN的相關(guān)性（-0.780），表明MBC對FUN/ACT的反向作用更強。土壤微生物濃度與 SMB之間均無顯著相關(guān)性，土壤FUN與其他指標(biāo)均無相關(guān)關(guān)系，說明土壤FUN穩(wěn)定性相對較強，且土壤微生物濃度和SMB之間的相關(guān)性小于其化學(xué)計量比（圖3，表3）。

表3 土壤微生物濃度、生物量及其化學(xué)計量比之間相關(guān)系數(shù)Table 3 Pearson’s correlation coefficients of soil microbial concentration, biomass and their stochiometric ratios

圖3 土壤微生物濃度、生物量及其化學(xué)計量比之間的相關(guān)熱圖Figure 3 Correlation heat map among concentration,biomass and stoichiometric ratio of soil microorganisms

2.4 土壤化學(xué)性質(zhì)對土壤微生物化學(xué)計量的影響

對頂壇花椒人工林土壤微生物化學(xué)計量（實心箭頭）與土壤化學(xué)性質(zhì)（空心箭頭）進行冗余分析，結(jié)果顯示，土壤主要化學(xué)性質(zhì)對化學(xué)計量的解釋率為99.78%（表4），AK、TK、SOC、pH、AP對土壤微生物化學(xué)計量的影響相對較大，其中AK呈顯著相關(guān)（表5）。土壤AK與MBP、MBC、BAC/FUN、ACT、MBC和MBC/MBN呈正相關(guān)，與FUN/ACT、MBN/MBP、MBC/MBP呈負相關(guān)；pH、SOC、TK與MBC、MBC/MBN呈正相關(guān)，與MBN則呈負相關(guān)；TP與MBN呈正相關(guān)，與MBC、MBC/MBN呈負相關(guān)。其他土壤化學(xué)性質(zhì)與土壤微生物化學(xué)計量的相關(guān)性較弱（圖4）。

圖4 土壤微生物化學(xué)計量與土壤化學(xué)性質(zhì)的冗余分析Figure 4 Redundancy analysis of soil microbial stoichiometry and soil chemical properties

表4 RDA分析的特征值、方差貢獻率及累計方差貢獻率Table 4 Eigenvalues, and their contribution to the variance of RDA

表5 部分土壤化學(xué)性質(zhì)重要性測序和顯著性檢驗Table 5 Sequencing and remarkable test of portion soil chemical factors

3 討論

3.1 土壤微生物濃度及其化學(xué)計量隨林齡的變化

土壤微生物能夠表征土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是最具潛力的敏感性生物指標(biāo)之一（Cao et al.，2010；Xu et al.，2010），研究土壤微生物群落的化學(xué)計量特征，能較好地闡明土壤養(yǎng)分與質(zhì)量動態(tài)變化規(guī)律（Wu et al.，2015；趙輝等，2020）。該文顯示，頂壇花椒人工林土壤細菌、真菌與放線菌具有差異，但總體上表現(xiàn)為細菌>放線菌>真菌，原因是喀斯特地區(qū)土壤多為中、堿性；同時樣品采于夏季，植物生長自身分泌的糖和淀粉為細菌提供食物來源（Krajick，2006），有利于細菌生長繁殖，但不利真菌生長，從而導(dǎo)致細菌濃度顯著高于真菌。各個齡級之間土壤微生物濃度均表現(xiàn)為細菌>放線菌>真菌，與總體微生物濃度變化趨勢一致，與王理德等（2016）研究結(jié)果相符，可能是林齡、土壤因子與小生境氣候等能夠改變局部土壤微生物群落，但整體上波動程度很小，優(yōu)勢菌群仍是細菌，原因是石漠化過程常伴隨著強烈水土流失，帶走部分養(yǎng)分，導(dǎo)致土壤貧瘠（He et al.，2009；劉方等，2005），土壤微生物獲取資源途徑與總量受限，將更多的養(yǎng)分投入群落構(gòu)建，維持微生物群落的穩(wěn)定生長；其次與微生物自身具有一定的內(nèi)穩(wěn)性有關(guān)（Li et al.，2012；Song et al.，2019）。

細菌、真菌與放線菌是土壤微生物“三大菌”，占據(jù)有一定的生態(tài)位，可促進土壤生態(tài)系統(tǒng) C、N周轉(zhuǎn)與能量循環(huán)，以及酶和有機酸等產(chǎn)生（Imberger et al.，2001），定量微生物的化學(xué)計量特征，能夠指示土壤質(zhì)量。Ramos et al.（2003）研究表明，土壤FUB/ACT升高是土壤質(zhì)量退化的標(biāo)志，頂壇花椒生長初期FUB/ACT顯著低于后期（圖2C），說明其土壤質(zhì)量隨生長年限增加而降低。究其原因，生長前期掛果旺盛，產(chǎn)量更高，植株生長需大量養(yǎng)分，人工施肥補給土壤養(yǎng)分以維持植株正常生長；生長后期掛果量大幅降低，開始進入衰老期，人為施肥停止，且有部分養(yǎng)分被果實帶走，管理更為粗放；其次，長期使用化肥導(dǎo)致土壤板結(jié)，影響土壤活性，凋落物分解歸還的那一部分養(yǎng)分僅能維持植物存活，從而導(dǎo)致土壤質(zhì)量降低。土壤細菌/真菌（BAC/FUN）能夠表征木質(zhì)素、纖維素的含量，通常呈正相關(guān)關(guān)系（Imberger et al.，2001）。隨林齡增加，該文土壤BAC/FUN呈降低趨勢，說明木質(zhì)素和纖維素含量逐漸減小，原因可能是不同微生物類群的代謝方式和對底物的需求存在差異（Mitchell et al.，2013；Wang et al.，2013），生長后期土壤質(zhì)量下降，細菌群落生長受到抑制，真菌數(shù)量有明顯上升趨勢（圖1A、B）。然而，本文未測定土壤中木質(zhì)素、纖維素的含量，今后還需深入探討。Boyle et al.（2008）研究表明BAC/FUN可表征土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該區(qū)BAC/FUN隨林齡增加逐漸減小，理論上頂壇花椒人工林土壤生態(tài)系統(tǒng)一定程度上朝穩(wěn)定方向發(fā)展，但與林分衰退、土壤質(zhì)量降低的事實不符，表明不同指標(biāo)之間存在權(quán)衡關(guān)系，具體原因仍需深入研究。

3.2 土壤微生物生物量及其化學(xué)計量隨林齡的變化

土壤微生物 SMB是土壤礦質(zhì)養(yǎng)分和有機質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)的動力，在植物營養(yǎng)和土壤肥力中作用顯著。本文中，土壤 MBC、MBN（352.3、18.7 mg·kg-1）顯著低于全球（680.4、105.0 mg·kg-1）平均水平，究其原因是，受長期施肥、翻耕和短輪伐期等人為活動影響，人工林土壤擾動頻繁，進而影響土壤微生物類群結(jié)構(gòu)，不利于微生物生長與繁殖；土壤MBP（246.7 mg·kg-1）顯著高于全球（40.3 mg·kg-1）平均水平，說明生態(tài)系統(tǒng)受P限制的可能性較低，與喀斯特地區(qū)整體P虧缺的背景不一致，這可能與P肥施用有關(guān)，也可能受研究尺度制約，但具體原因尚需深入探明。不同生長階段林分結(jié)構(gòu)、土壤底物、微生物群落結(jié)構(gòu)和凋落物回歸量等存在差異，導(dǎo)致土壤SMB各異。該文土壤MBC在4個齡級間差異不顯著，說明土壤MBC較為穩(wěn)定，林齡對土壤MBC轉(zhuǎn)化和遷移影響很小。土壤MBN隨林齡增加先逐漸升高后降低（圖1E），與王雪梅等（2017）結(jié)果相反，原因可能是受氣候、土壤、降水以及地表植被類型等因素的綜合影響。28—32年的土壤MBP顯著低于其他3個齡級（圖1F），說明長期施肥、除草劑使用等抑制了微生物的活性與生長繁殖，在不同齡級間土壤TP含量無顯著差異（表2），低微生物活性對土壤P活化效率小，進而影響土壤MBP。

土壤微生物生物量C∶N∶P化學(xué)計量是微生物活動方向和凋落物分解過程養(yǎng)分釋放與否的決定性因素（Heuck et al.，2015），影響土壤養(yǎng)分的有效性。全球土壤MBC/MBP、MNC/MBN與MBN/MBP依次為 59.5、3—24 和 1—55（Cleveland et al.，2007），該區(qū)僅有MNC/MBN（12.9—29.58）在全球數(shù)據(jù)范圍內(nèi)，MBC/MBP（1.09—6.64）、MBN/MBP（0.04—0.39）均低于全球范圍，說明該區(qū)土壤養(yǎng)分相對虧缺，原因是頂壇花椒為經(jīng)濟植物，果實采摘帶有部分養(yǎng)分，加之該區(qū)強烈的巖溶作用導(dǎo)致養(yǎng)分大量流失。土壤 MBC/MBN可作為微生物群落變化的指標(biāo)，一般MBC/MBN為3—5時，細菌為優(yōu)勢菌落，其值為4—15時，真菌為優(yōu)勢菌群（Paul et al.，1996；Zhou et al.，2015）。本研究中，土壤MBC/MBN在4個齡級間差異顯著，僅有 20—22年人工林土壤MBC/MBN（12.90±0.45）在該范圍內(nèi)，其他均高于該值域，與土壤MBC/MBN越高，真菌生物量越多的結(jié)論不符（圖1E，圖2D），說明頂壇花椒林齡改變后，土壤微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生了局部轉(zhuǎn)變，但優(yōu)勢菌群未改變，這佐證了該區(qū)微生物將更多養(yǎng)分投入到群落構(gòu)建的觀點。推測與前人結(jié)論不符的原因是，不同研究尺度、土壤因子和人為干擾程度等均會影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及活性，但最重要的具體潛在驅(qū)動因素仍有待分析。

3.3 土壤微生物化學(xué)計量間的相關(guān)性及其影響因素

該區(qū)土壤微生物濃度、SMB化學(xué)計量間均不存在相關(guān)性，除土壤FUN外，微生物濃度、SMB化學(xué)計量及兩者之間均有著一定的相關(guān)性（表 3），這與微生物的內(nèi)穩(wěn)定性有關(guān)。洪丕征等（2016）研究發(fā)現(xiàn)，紅椎（Castanopsishystrix）和格木（Erythophleumfordii）人工林幼齡期土壤 FUN 與MBC顯著正相關(guān)、BAC/FUN與MBC/MBN無顯著相關(guān)，本文結(jié)果與之相反，表明植被類型、林齡等會影響微生物群落結(jié)構(gòu)，以同步響應(yīng)土壤狀況。

該區(qū)YD1的土壤pH更高，其細菌濃度較高、真菌濃度較低，而YD3則反之（表1，圖1A、B），且RDA分析顯示pH與細菌正相關(guān)、與真菌負相關(guān)（圖4），說明pH一定程度上能夠影響微生物群落結(jié)構(gòu)，這一結(jié)論已被證實（Hǒgberg et al.，2007；Fenández-Calvino et al.，2010；Cao et al.，2010）。土壤SOC、TK與MBC正相關(guān)，與MBN、MBP負相關(guān)，TP與MBN、MBP正相關(guān)，與MBC負相關(guān)，說明土壤養(yǎng)分對微生物SMB存在促進或抑制效應(yīng)，原因是土壤養(yǎng)分能夠調(diào)控微生物群落結(jié)構(gòu)，微生物吸收養(yǎng)分時受土壤養(yǎng)分條件劇烈影響（Zhang et al.，2020；王傳杰等，2018），這表明土壤微生物在一定程度上依賴土壤養(yǎng)分。除土壤MBC/MBN外，土壤SOC、TK、TP與MBC/MBP、MBN/MBP間相關(guān)性較弱，可見頂壇花椒人工林土壤 SMB計量比對土壤養(yǎng)分的依賴程度相對較小，能夠保持一定的自穩(wěn)定性。土壤微生物化學(xué)計量與AK顯著相關(guān)（圖4），這可能是土壤微生物中解 K菌活化土壤 AK（王薪琪等，2017），推測該區(qū)細菌的主要菌種之一可能是解K菌。該文未測定“三大菌”的具體種類，今后應(yīng)當(dāng)予以加強。

林齡驅(qū)動土壤性質(zhì)發(fā)生動態(tài)變化，通過改變土壤微生物群落結(jié)構(gòu)與活性，從而影響微生物的化學(xué)計量特征。本研究得出，TK、AK和pH等是調(diào)節(jié)土壤微生物群落的主要因子，合理施加K肥和調(diào)節(jié)土壤pH值，是頂壇花椒人工林經(jīng)營管理的關(guān)鍵措施之一，且緩效態(tài)和速效態(tài)養(yǎng)分的功能均應(yīng)得到重視；提供優(yōu)勢微生物類群生長與繁殖所需的營養(yǎng)物質(zhì)，滿足所需的底物，是人工林培育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究結(jié)果對指導(dǎo)頂壇花椒人工林土壤養(yǎng)分管理，具有一定的理論和實踐價值。

4 結(jié)論

（1）隨頂壇花椒人工林生長進程，土壤微生物群落發(fā)生了局部改變，但優(yōu)勢菌群未改變，表明研究區(qū)土壤微生物主要將養(yǎng)分投入到群落構(gòu)建中；土壤FUB/ACT暗示該區(qū)頂壇花椒人工林種植后期土壤質(zhì)量總體降低。

（2）該區(qū)土壤養(yǎng)分相對虧缺，但受P限制的可能性較小；土壤MBP在28—32 a顯著低于其他3個齡級，說明長期施肥、除草劑使用等抑制了微生物的活性與生長繁殖。

（3）冗余分析表明，土壤微生物 SMB對土壤養(yǎng)分依賴性強于其計量比，其中土壤TK、AK、pH等是土壤微生物化學(xué)計量變化的主要影響因子，該區(qū)土壤微生物化學(xué)計量與部分化學(xué)性質(zhì)具有趨同效應(yīng)，并受土壤pH值調(diào)節(jié)，培育過程中應(yīng)適當(dāng)施用K肥。