退化红壤马尾松恢复林地土壤微生物生物量变化及其控制因素研究_图文

1、 318 土 壤 学 报 45 卷 度和有机碳对微生物生物量碳 、 氮的间接通径系数 较大 。这表明在直接影响土壤微生物生物量碳 、 氮 的因素中 ,土壤有机碳的作用最大 , 其次是孔隙度 。 此外 ,有机碳还与孔隙度相互作用 ,共同影响微生物 生物量碳 、 氮 ,而凋落物对微生物生物量的影响则主 要是通过提高土壤有机碳含量和改善土壤孔隙状况 实现的 。 直接为土壤微生物生长提供能量和养分 ,凋落物在地 表的分解产物进入土壤后才可能直接促进土壤微生 物生长或间接改善土壤微生物生境 土壤孔隙。 除了土壤有机碳外 , 影响土壤微生物生物量的 直接因素还包括土壤孔隙度 ( 表 5 。土壤有机碳是 土

2、壤团聚体形成的主要胶结剂19 。凋落物清除直 接减少了土壤有机物料的输入量 , 土壤有机碳含量 低 ,影响土壤结构的形成 ,土壤孔隙度降低 。土壤 > 01 25 mm 水稳性团聚体比例与凋落物量呈显著相 关 ,但与土壤有机质含量相关性不显著 。这可能是 因为红壤黏土矿物中铁铝氧化物含量高 , 而铁铝氧 化物又对土壤团聚体稳定性上起主导作用20 ,最终 表现为铁铝氧化物的主导作用掩盖了土壤有机质的 次要作用 21 ,因此该土壤稳定性与土壤有机碳含量 无显著相关 。马尾松凋落物含较多树脂和蜡质等疏 水性物质 22 ,阻碍了土壤的湿润速度 23 , 增强了土 壤的弱疏水性从而增加了土壤团聚体

3、稳定性24 ,因 此凋落物量与土壤团聚体稳定性呈显著相关 。此 外 ,土壤微生物和植被根系在土壤结构的形成和稳 定的过程中发挥着极其重要的作用19 , 25 。 土壤结构是土壤微生物的重要生境 , 决定土壤 微生物生长的水分 、 温度条件和养分供应 ,其对土壤 微生物的反馈作用正被逐步认识26 。Elliott 等 27 指出控制土壤结构是控制土壤生物生长的重要方式 之一 。本研究表明退化土壤结构性状的改善是土壤 微生物功能恢复的直接作用因素之一 。 3 讨 论 侵蚀退化红壤种植马尾松显著改善土壤理化性 质和微生物学性质 。这些土壤性质的改善主要在表 层土壤 , 并因坡位和凋落物管理而异 (

4、表 2 、 表 3、 图 1、 图 2 。由于凋落物量清除直接减少了土壤有机 质的来源 ,凋落物清除的林地土壤性质提高幅度较 凋落物保留处理低 。无论凋落物保留或清除处理的 林地 ,凋落物量大的坡底和坡顶其提高幅度均大于 坡中 。这一现象与凋落物量空间分异相关 。两个凋 落物处理马尾松的生长量相似 , 因此产生凋落物量 空间分异的原因可能应归咎于地形因素以及受地形 因素影响的地表径流 。地表径流和地形因素使坡中 地表凋落物向坡底运动 , 导致坡底凋落物量大于坡 顶和坡中 ( 表 1 。此外 , 不同坡位的地表径流引起 水热状况的空间分异 , 从而影响凋落物分解率17 。 水热状况好的坡底和坡顶

5、凋落物分解更有利于这些 坡位土壤有机质含量提高 , 同时坡中的分解产物如 可溶性有机碳又会随地表径流流失 , 影响坡中土壤 有机质的积累 。 虽然凋落物及其分解影响土壤质量恢复 , 但与 土壤有机碳和全氮含量以及微生物生物量指标相关 性不显著 ( 表 4 。一方面由于本研究的凋落物量非 长期监测结果 ,还需要长期动态监测凋落物量和分 析凋落物分解过程 , 另一方面土壤有机碳氮含量可 能还受其他来源的有机质的影响 , 例如马尾松根表 脱落物 、 根系分泌物等的影响18 。相关分析显示 , 土壤微生物生物量与土壤毛管孔隙度 、 非毛管孔隙 度、 土壤有机碳和土壤全氮含量呈显著或极显著正 相关 。通

6、径分析表明 , 土壤有机碳含量对土壤微生 物生物量的直接影响作用最大 , 其他指标通过土壤 有机碳对土壤微生物生物量的间接影响作用也很 大 。这说明土壤有机碳是土壤微生物生物量产生不 同坡位分异的主控因素 。凋落物则通过改善土壤孔 隙度和提高有机碳水平间接影响土壤微生物生物 量 。其原因可能是凋落物没有直接混合到土壤中而 4 结 论 马尾松植被恢复改善了土壤物理 、 化学和生物 性质 ,凋落物清除降低了这些改善效果 。凋落物量 的空间差异引起土壤物理化学和生物性质发生了明 显的空间分异 。土壤有机质含量和毛管孔隙的直接 影响土壤微生物生物量 , 而凋落物则是通过孔隙度 和有机碳来间接影响土壤微

7、生物生物量 。本研究表 明恢复良好的土壤物理结构对恢复土壤微生物学性 质有重要意义 。 致 谢 本文撰写过程中得到了南京农业大学应用生 态研究所张卫健老师的指导和帮助 ,特此感谢 ! 参考文献 1 Stanley S W , Pierre C U S. Soil erosion rates2myth and reality. Sci2 ence , 2000 , 289 : 248250 2 杨玉盛 , 何宗明 , 林光耀 , 等 . 退化红壤不同治理模式对土壤 © 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing Hous

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