【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

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】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。

【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。

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...

为研究间伐和修枝对杉木人工林土壤微生物群落结构的影响，分析间伐和修枝对土壤微生物量碳、全碳和（Ｃ）和全氮（Ｎ）及土壤微生物群落结构。结果表明：间伐和修枝使人工杉木林土壤微生物量碳含量均显著减小（Ｐ＜０．０５）；间伐使杉木人工林土壤全碳（Ｃ）和全氮（Ｎ）含量降低，而修枝则增加土壤全碳（Ｃ）和全氮（Ｎ）含量，且间伐对土壤全碳（Ｃ）和全氮（Ｎ）含量的影响较大；间伐对土壤细菌、革兰氏阳性菌数量的影响极显著（Ｐ＜０．０１），对放线菌数量及微生物总数的影响显著（Ｐ＜０．０５），修枝对土壤细菌和真菌数量的影响显著（Ｐ＜０．０５）。

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...

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】综合评价4种土壤微生物细胞提取技术的优劣,旨在为阐明土壤微生物群落对林木生长生理的调控作用以及建立林木根际微生物组工程实验体系提供技术依据。【方法】以杨树人工林非根际土壤为材料,使用超声波、搅拌器2种物理分散方法和焦磷酸钠、吗啉乙磺酸一水合物2种化学分散剂对土样进行预处理,并通过2步离心法获得菌体样品。经微生物群落扩增子高通量测序、BIOLOG生态板和真菌板碳源利用比较、真菌和细菌菌落形成单位计数等分析手段,评价不同提取方法所得菌体样品(包括原始土样)在微生物物种多样性、群落结构特征和群落水平生理代谢等方面的差异。【结果】4种提取方法所得菌体样品的操作分类单元(OTU)数量及多样性指数与原始土样相比均呈现不同程度的降低,其中经焦磷酸钠和搅拌器处理后所得样品的微生物群落多样性和结构组成与原始土样最为接近;可培养菌落总数较高,代谢活性(碳源利用能力)相对较强。相反,超声波处理后细菌物种多样性最低,可培养真菌数量显著低于焦磷酸钠和搅拌器2种处理(P<0.05),且BIOLOG分析结果表明菌群代谢活性较低。吗啉乙磺酸一水合物处理后所得样品菌群结构与原始土样差异较大,且可培养细菌数量显著低于其他处理组(P<0.05)。【结论】4种提取方法对土壤微生物群落结构、组成和代谢活性等方面有不同程度的影响,其中超声波处理和吗啉乙磺酸一水合物溶液处理提取效果较差,采用焦磷酸钠和搅拌器处理能更完整、有效提取土壤菌体细胞并维持菌群较高代谢活力。

为了揭示广西主要桉树人工林种植区桉树根际土壤微生物群落的功能多样性差异,借助BIOLOG检测法,比较了广西5个地区的桉树根际土壤微生物的群落特征。结果表明:各样点土壤微生物碳源平均颜色变化率排序为梧州样点(WZ)>田林样点(TL)>吴圩样点(WX)>鹿寨样点(LZ)>宁明样点(NM);5个地区的根际土壤中微生物群落碳源利用类型和微生物代谢多样性指数(丰富度和多样性)具有明显的分异,对根际土主成分1起分异作用的碳源为糖类及其衍生物、氨基酸类和羧酸类物质;5个地区的桉树根际土壤微生物群落功能性之间的差异显著,

【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。

【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。