森林地上部分和地下部分的群落结构具有强烈交互作用,土壤微生物在生物地球化学循环中起着重要的作用。微生物群落结构特征是表征森林生态系统物质循环、健康状况和生态服务功能的敏感指标。而不科学的森林经营会导致森林生产力的降低、养分流失、生物多样性降低。因此,本研究选取北亚热带典型马尾松人工林为研究对象,于2013年9月份于湖北省秭归县九岭头的典型马尾松人工林场进行典型采伐,设置3种营林措施和对照,每种营林方式设置6个10m×10m的固定样地,共24块固定样地,样地间距50-300 m。3种营林方式具体如下:除灌措

【目的】揭示马尾松林土壤微生物群落结构对不同干扰的响应特征,初步探究响应机制,评估不同干扰方式对地下生态系统的影响。【方法】对马尾松人工林样地分别采取除灌、轻度干扰(清除少量非马尾松乔木)、重度干扰(清除较大胸径马尾松),以未经处理的样地为对照。对每个样地多点混合采集0～10 cm表层土壤,采用Illumina Miseq高通量测序方法,获取并分析了不同干扰方式下土壤微生物群落组成与结构的响应特征,并结合相似性和系统发育指数初步探究微生物响应机制。【结果】1)马尾松人工林土壤中细菌的优势菌群主要是变形菌门、酸杆菌门和放线菌门等;真菌的优势菌群是担子菌门、子囊菌门、接合菌门。在门水平上对细菌群落相对丰度进行组间差异显著性检验表明,拟杆菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度的组间差异显著(P<0.05)。不同干扰方式分别与对照样地的土壤微生物比较:轻度干扰样地的变形菌门、β-变形菌门、δ-变形菌门和γ-变形菌门相对丰度显著降低;重度干扰样地的拟杆菌门、δ-变形菌门相对丰度显著降低(P<0.05);而除灌样地在门和纲水平上都无显著变化。2)主成分分析结果表明不同样地的土壤微生物(细菌和真菌)群落结构能够明显分开,非参数多元方差分析表明不同样地的土壤细菌与真菌的群落结构整体差异显著(P<0.05);不同样地土壤微生物的群落结构与对照相比,只有除灌样地土壤的细菌群落无显著差异,而轻度干扰和重度干扰样地有显著差异(P<0.05);除灌、轻度干扰和重度干扰样地土壤的真菌群落结构与对照均有显著差异(P<0.05)。3)与对照相比,细菌的相似性在轻度干扰和重度干扰时显著降低(P<0.05),真菌的相似性在除灌、轻度干扰和重度干扰均产生显著差异(P<0.05)。4)基于零模型的差异分析表明,只有轻度干扰样地土壤的微生物群落谱系多度和谱系多样性变化达到显著水平(P<0.05)。【结论】马尾松人工林的干扰措施显著影响土壤微生物群落的组成和结构特征,降低了土壤养分有效性;显著降低了土壤微生物群落的相似性,导致土壤微生物群落稳定性下降;改变了土壤微生物谱系多样性,即土壤微生物的养分含量和生态位多样性,降低了生态系统的稳定性。轻度干扰和重度干扰都显著降低了土壤质量,导致土壤养分含量下降,因此,不宜进行轻度和重度干扰。

【目的】以期揭示环割对森林土壤微生物群落结构的影响。【方法】2012年6月在杉木和马尾松人工林中分别布置6个6 m×6 m样方,每个样方至少包含5棵树。杉木和马尾松平均树高分别为16.3和15.3 m,平均胸径分别为18.5和17.2 cm。每种林分随机选择3个样方进行环割,即在树木胸径处去除10 cm宽的树皮和韧皮部,以阻断光合产物的地下碳分配,剩余3个为对照。环割1个月后测定土壤基本理化性质,环割1个月和1年后采用磷脂脂肪酸方法测定土壤微生物群落结构。【结果】杉木林环割1个月后土壤可溶性有机碳含量降低

【目的】樟树和马尾松林是我国亚热带地区重要的用材林和生态林，通过探究土壤理化性质、土壤酶活性与土壤微生物之间的相关性，阐明樟树和马尾松人工林土壤酶和土壤微生物对干季和湿季变化的响应规律，以期为人工林的科学经营提供参考依据。【方法】利用生理生化方法测定土壤理化性质和酶活性，Illumina高通量测序技术测定土壤微生物群落结构多样性。【结果】1）与干季相比，湿季提高了樟树和马尾松林土壤含水率、有机质含量和全氮含量，降低pH值和全磷含量，同时提高土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性水平；2）在干季和湿季时，樟树和马尾松林土壤细菌优势菌群为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门，土壤真菌的优势菌群为子囊菌门、担子菌门和被孢霉门，且樟树和马尾松林土壤细菌多样性指数表现为湿季>干季，真菌多样性指数表现为干季>湿季；3)RDA分析结果表明土壤全磷和含水率是调控该地区樟树和马尾松人工林土壤微生物群落结构的主要因素；相关性分析结果表明，含水率与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著正相关关系，与疣微菌纲和纤线杆菌纲呈显著正相关关系；全磷与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶与之间呈极显著负相关关系，与酵母纲、银耳纲和粪壳菌纲呈显著正相关关系；4）樟树和马尾松人工林土壤细菌功能在干季和湿季具有相似性，但土壤真菌的功能具有显著差异。【结论】湿季提高了樟树和马尾松人工林土壤含水率、土壤有机质、全氮含量、土壤酶活性和土壤细菌的多样性以增加其适应性。

【目的】樟树和马尾松林是我国亚热带地区重要的用材林和生态林，通过探究土壤理化性质、土壤酶活性与土壤微生物之间的相关性，阐明樟树和马尾松人工林土壤酶和土壤微生物对干季和湿季变化的响应规律，以期为人工林的科学经营提供参考依据。【方法】利用生理生化方法测定土壤理化性质和酶活性，Illumina高通量测序技术测定土壤微生物群落结构多样性。【结果】1）与干季相比，湿季提高了樟树和马尾松林土壤含水率、有机质含量和全氮含量，降低pH值和全磷含量，同时提高土壤蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶的活性水平；2）在干季和湿季时，樟树和马尾松林土壤细菌优势菌群为酸杆菌门、变形菌门、放线菌门和绿弯菌门，土壤真菌的优势菌群为子囊菌门、担子菌门和被孢霉门，且樟树和马尾松林土壤细菌多样性指数表现为湿季>干季，真菌多样性指数表现为干季>湿季；3)RDA分析结果表明土壤全磷和含水率是调控该地区樟树和马尾松人工林土壤微生物群落结构的主要因素；相关性分析结果表明，含水率与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶呈极显著正相关关系，与疣微菌纲和纤线杆菌纲呈显著正相关关系；全磷与脲酶、酸性磷酸酶和过氧化氢酶与之间呈极显著负相关关系，与酵母纲、银耳纲和粪壳菌纲呈显著正相关关系；4）樟树和马尾松人工林土壤细菌功能在干季和湿季具有相似性，但土壤真菌的功能具有显著差异。【结论】湿季提高了樟树和马尾松人工林土壤含水率、土壤有机质、全氮含量、土壤酶活性和土壤细菌的多样性以增加其适应性。

采用Biolog-ECO微平板检测法,以21、30、40和52年生落叶松人工林土壤为对象,研究了典型黑土区0～20cm土层范围内土壤微生物群落碳源代谢的多样性变化特征。结果表明:1)在培养168h时,落叶松人工林地上层(0～10cm)和下层(10～20cm)土壤的微生物碳源平均颜色变化率(AWCD)的变化范围分别为0.41～1.40和0.20～0.69,且均随林龄的增加而逐渐增大。2)落叶松人工林微生物群落功能多样性指数随林龄的增加呈逐渐升高的趋势,即52a>40a>30a>21a,且上层土壤的微生物功能多样性高于下层。上层和下层土壤的丰富度指数、Shannon-Weiner多样性指数、Sim...

【目的】探究不同林龄沙地樟子松人工林土壤微生物群落组成特征和多样性差异，对维持土壤微生态平衡以及可持续经营具有重要意义。【方法】以8、15、30、36、42、49和56 a林龄的沙地樟子松人工林为研究对象，采用Illumina MiSeq高通量测序技术，研究不同林龄条件下土壤细菌和真菌的群落组成和多样性变化特征。【结果】1）研究地不同林龄沙地樟子松人工林土壤共获得细菌32门80纲154目308科531属。其中，放线菌门（32.71%±3.74%）、变形菌门（23.14%±2.13%）、酸杆菌门（16.22%±2.75%）和绿弯菌门（9.00%±1.23%）为主要优势门。厚壁菌门的相对丰度在49 a和56 a林龄土壤中分别升高至7.16%和7.47%。沙地营造樟子松后，土壤中细菌的相对丰度随着林龄的增加而逐渐提高，并在林地土壤中出现了Crossiella spp.。2）不同林龄沙地樟子松人工林土壤获得真菌6门25纲88目184科369属。其中，子囊菌门（70.12%±11.17%）是主要的优势门。接合菌门的丰度在49 a和56 a林龄中逐渐升高至15.20%和23.42%。沙地樟子松人工林土壤真菌进化速度随着林龄的增加而加快，其中，42～56 a林龄最快，其次是8～36 a林龄，流动沙丘的真菌进化速度最慢。同时，随着林龄的增加土壤中的有益真菌数量也逐渐增多，但形成菌根的真菌逐渐减少。8 a林龄土壤中的独有OTU数目最多，比其他林龄提高1.46～2.54倍。36～49 a林龄土壤中独有OTU数目在67～71之间，而在56 a林龄中为41。【结论】随着林龄的增加，沙地樟子松人工林土壤微生物群落结构逐渐得到改善。但是，56 a林龄土壤微生物多样性降低，因此56 a林龄可能成为沙地樟子松人工林衰退的时间拐点。

【目的】探究刺槐人工林土壤微生物群落结构特征，以期为深入解析人工林对森林植被恢复和未来气候变化的反馈和响应机制提供科学依据。【方法】应用高通量测序技术，研究了华北低山丘陵区的刺槐纯林和刺槐-栓皮栎混交林土壤微生物群落结构与环境因子的关系。【结果】1)2种林型土壤细菌Shannon指数和Simpson指数表现为刺槐纯林>刺槐-栓皮栎混交林；2种林型土壤真菌Shannon指数和Simpson指数表现为刺槐-栓皮栎混交林>刺槐纯林；2）土壤中细菌的优势门为变形菌门Proteobacteria、酸杆菌门Acidobacteria和拟杆菌门Bacteroidetes；土壤中真菌的优势种为子囊菌门Ascomycota、被孢霉门Mortierellomycota、担子菌门Basidiomycota和罗兹菌门Rozellomycota;3）物种相对丰度热图也表明，刺槐纯林的优势属为酸杆菌属Acidobacteriales、慢生根瘤菌属Bradyrhizobium和未培养菌属Candidatus Udaeobacter、Subgroup＿2、Micropepsaceae，而刺槐-栓皮栎混交林的优势属为鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas、芽单胞菌属Gemmatimonadaceae、硝化螺旋菌属Nitrospira、变形菌属Deltaproteobacteria和未培养菌属Subgroup＿6;4）主成分分析表明，刺槐纯林和刺槐-栓皮栎混交林的土壤细菌和真菌多样性组间差异不显著（P> 0.05），而刺槐纯林与刺槐-栓皮栎混交林组间差异显著（P <0.05）。【结论】刺槐-栓皮栎混交林的土壤微生物量要优于刺槐纯林，在人工林种植过程中应增加混交林的种植面积。

由于人工林面积的不断扩大和人类经营措施的不合理,致使世界范围内人工林地力衰退现象十分严重。我国主要造林树种杉木(Cunninghamia lan-ceolata(Lamb.)Hook)、落叶松(Larix spp.)、桉树(Eucalyptus spp.)等存在地力衰退现象[1-4],其中田大伦[5]、杨玉盛[6]、叶绍明[7]等分别对杉木、桉树连栽进行了较深入研究,得出连栽林地土壤理化性质、

【目的】分析不同林龄华北落叶松人工林土壤微生物结构特征变化规律，阐明土壤微生物群落结构特征对林龄变化的响应机制及关键影响因子，为人工林可持续经营和探讨土壤微生物群落对环境变化反馈机制提供理论依据。【方法】以不同林龄华北落叶松人工林为研究对象，基于土壤微生物群落结构、土壤理化性质和林下植被特征等指标，采用冗余分析探讨土壤理化性质和林下植被特征对土壤微生物群落结构的驱动机制。【结果】研究结果表明林龄变化对土壤理化性质和微生物群落结构特征均存在显著影响，其中土壤温度、含水率、pH值、全碳、全氮、全磷、铵态氮和硝态氮含量均随着人工林年龄的增加而显著增加，土壤有效磷含量则表现出相反的变化规律（P <0.05）。林龄增长也提高了土壤革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌和放线菌含量，但真菌与细菌以及革兰氏阳性细菌与革兰氏阴性细菌的比值呈下降趋势。林下灌木、草本层物种多样性也表现出随林龄增加而增长的变化趋势，不同林龄间差异则均未达显著水平。冗余分析结果表明本研究选取的土壤理化性质和林下植物物种多样性指标共同解释了土壤微生物群落总变异的86.1%，土壤含水率、温度、有效磷、硝态氮含量、灌木层丰富度指数和草本层丰富度指数则分别解释了微生物群落结构变异程度的22.7%、18.4%、11.8%、10.6%、7.9%和5.6%。【结论】土壤微生物群落结构特征、土壤理化性质和林下植物物种多样性（灌木层和草本层）均受到林龄变化的影响，并且土壤温度、含水率、有效磷、硝态氮和林下植物物种多样性是引起不同林龄人工林土壤微生物群落结构变化的关键驱动因子。

为了解人为采伐活动形成的林窗对马尾松低效人工林土壤微生物生物量的影响,以39 a生的马尾松人工林7种不同大小林窗(G1:100 m2、G2:225 m2、G3:400 m2、G4:625 m2、G5:900m2、G6:1 225 m2、G7:1 600 m2)以及林下为研究对象,分析了林窗中央和林窗边缘土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)的季节变化。结果显示:1林窗大小显著影响了林窗内各位置土壤MBC和MBP,对MBN影响不显著;MBN与MBC变化趋势相同,均随林窗增大呈先升后降的单峰型变化,但MBN变化幅度较小,MBP仅在林窗中央具有单峰型变化。M...

【目的】研究不同林龄杉木人工林土壤理化性质以及微生物对碳源利用的差异,明确林龄对土壤微生物功能多样性的影响,为杉木人工林可持续经营管理提供理论依据。【方法】在福建武夷山脉选择3、12和38年生的杉木人工林,采用Biolog-ECO法研究不同林龄杉木人工林表土层(0～20 cm)土壤微生物对碳源的利用特征,并对土壤微生物利用各类碳源的特性进行热图分析、主成分分析(PCA)和相关性分析,揭示利用碳源的差异及导致差异的主要影响因素。【结果】不同林龄杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Simpson优势度指数、McIntosh多样性指数和McIntosh均匀度指数均随林龄的增加而增加。在96～168 h培养时间内,38年生杉木人工林土壤微生物群落的代谢活性显著高于12年生和3年生(P0.05)。热图分析结果表明:38年生和12年生杉木人工林土壤微生物群落能够代谢31种碳源底物,而3年生杉木人工林土壤微生物群落仅能代谢19种碳源底物。环境因子中,土壤pH、全氮、速效钾和碳氮比能够显著影响微生物群落的代谢功能。【结论】38年生杉木人工林表土层(0～20 cm)土壤微生物群落代谢活性和多样性最高,3年生最低,pH、全氮含量随林龄的增加而上升,碳氮比则随林龄增加而下降,因此林龄是驱动杉木人工林土壤生物学和非生物性质变化的重要因素。

从土壤微生物生物量、群落结构、活性3个方面综述火对森林土壤微生物群落的干扰作用,深入分析火对土壤微生物群落直接和间接的干扰机制,探讨影响扰动程度的关键火行为指标。提出今后研究中应该着重关注4个方面的问题:通过野外点烧试验,量化火行为指标与扰动程度的关系;通过长期监测,研究火对土壤微生物群落的长期干扰机制;地下火对土壤微生物群落干扰机制;土壤动物、金属氧化物等因素在干扰机制中的作用。

为探究蒙古栎天然次生林土壤微生物群落结构和多样性变化及其主要影响因素,采用Illumina Mi Seq高通量测序和OTU分析法比较辽东山区白石砬子自然保护区蒙古栎天然次生林(QMs)和辽宁省森林经营研究所实验林场蒙古栎天然次生林(QMp)土壤微生物细菌和真菌群落结构的差异,同时测定土壤理化性质,探究微生物群落结构与土壤环境因子的相关性。研究结果表明:QMs土壤的全碳、全氮含量分别为84.62g·kg~(-1)和7375.33mg·kg~(-1),都显著高于QMp,QMs土壤的pH值为4.89,显著低于QMp。QMs和QMp土壤细菌主要包括变形菌门、放线菌门、酸酐菌门、绿弯菌门、疣微菌门、芽单胞菌门、拟杆菌门、浮霉菌门和硝化螺旋菌门,其中,变形菌门为绝对优势种;真菌主要包括子囊菌门、担子菌门和接合菌门。QMp土壤细菌的Shannon指数为10.04,Simpson指数为0.9964;真菌的Shannon指数为7.30,Simpson指数为0.97,都显著高于QMs,ACE指数和Chao1指数都无显著差异。土壤pH值,全碳、全氮、速效氮含量是影响该区蒙古栎林土壤细菌群落结构差异的主要因素,而土壤pH值和全碳含量是影响该区蒙古栎天然次生林真菌群落结构差异的主控因子。

【目的】研究秦岭太白山锐齿栎林4种不同海拔土壤微生物多样性及群落组成特征，以期阐明同一植被类型土壤微生物群不同海拔的变化规律及驱动因素。【方法】在秦岭太白山4个海拔梯度(1 361.6、1 524.2、1 630.5和1 769.3 m),选取排水较好、坡度较缓、长势适中的3个锐齿栎林标准样地(20 m×20 m),于2016年8月，用“S”型方法于每块样地进行0～10 cm土层的混合取样，利用高通量测序技术测定土壤微生物群落多样性及组成。【结果】1)不同海拔梯度的锐齿栎林土壤细菌多样性(α多样性和β多样性)变化显著，但真菌多样性无显著变化。2)在细菌群落组成中，随海拔升高，放线菌的相对丰度显著降低，而变形菌和疣微菌的相对丰度显著增加，绿弯菌、芽单胞菌和硝化螺旋菌的相对丰度呈先增后降的变化；其他细菌类群如酸杆菌和浮霉菌的相对丰度呈不显著降低。在真菌群落组成中，作为2个优势菌门的担子菌和子囊菌的相对丰度随海拔增加的变化不显著。3)细菌多样性与土壤有机碳(SOC)含量、全氮(TN)含量、 C∶P和N∶P显著正相关，其群落组成对海拔梯度的响应差异主要取决于土壤密度、温度、SOC、C∶P和TN;真菌群落多样性及组成受土壤养分差异的影响较小。在植被相同但海拔不同的条件下，受气候及土壤养分的差异影响，细菌群落特征较真菌群落的变化明显。【结论】秦岭太白山锐齿栎林土壤细菌和真菌多样性沿海拔梯度呈先增后减的变化趋势。海拔对细菌群落的影响大于真菌群落。研究结果揭示了秦岭暖温带森林生态系统土壤微生物群落结构和组成的变化特征及影响因素，从而为深入理解森林生态系统土壤有机碳分解的微生物机制提供科学依据。