不同海拔红松混交林土壤微生物量碳、氮的生长季动态

[目的]研究红松混交林下土壤微生物生物量碳、氮的生长季动态变化,为更多地了解红松混交林生态系统中土壤微生物群落在碳氮循环中的作用提供科学依据.[方法]以红松林在长白山海拔分布高度上限为准,从最高海拔起按每100 m海拔为1 个梯度依次向下选取5 个样地作为研究对象.同一海拔设置3 个重复样地,面积均为 20 m × 20 m,间隔20 m.样地内按S型随机布点,共设10 个15 cm × 15 cm样方,分别于2013 年5 月21 日、7 月19 日、8 月23 日、9 月20 日进行样品采集.分析不同海拔红松林的土壤理化性质及土壤微生物生物量碳和生物量氮生长季的动态变化规律及差异的机制.[结果]土壤微生物生物量碳、氮含量及碳氮比随海拔的升高呈现出先增加后降低的趋势,土壤微生物生物量碳、氮和碳氮比在 900 m 达到最高( 1 287. 18 mg·kg -1 ,224. 29 mg· kg -1,9. 29),各海拔间土壤微生物生物量碳、氮含量有显著差异(P <0. 01).土壤微生物生物量碳和氮含量随着土壤深度的增加呈下降趋势,5 个海拔0 ~5 cm 土层微生物生物量碳分别是 5 ~10 cm 的 1. 15,1. 55,1. 29,2. 58, 1. 32 倍,微生物生物量氮则分别是1. 50,1. 23,1. 45,2. 64,1. 09 倍.在5—9 月的生长季中,土壤微生物生物量碳、氮含量在0 ~5 cm土层均为先降低后升高再降低的变化规律,呈倒"N"形曲线,在5 ~10 cm 土层则呈现出先升高再降低的单峰曲线形; 不同土层、不同海拔间的土壤微生物生物量碳氮比的季节变化规律均存在差异,但除5 月较低外,土壤微生物生物量碳氮比均在5 ~20 之间,说明红松混交林土壤微生物群落中真菌相对于细菌更占优势,土壤的腐殖化能力相对较高;8 和9 月微生物生物量碳氮比最高,这一时期土壤的固碳能力最强.土壤有效氮、有机碳、有效磷、有效钾含量和 pH值、含水量在各海拔之间均存在较大的差异,总体上各指标从海拔700 m 到900 m 逐步升高到最大值,然后开始呈下降趋势.不同海拔土壤微生物生物量碳与土壤总有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈极显著正相关(P<0. 01),与土壤 pH值呈显著正相关(P <0. 05); 土壤微生物生物量氮与土壤 pH值呈极显著正相关(P<0. 01),与土壤有机碳、有效氮、有效磷、有效钾含量和土壤含水量呈显著正相关(P <0. 05).[结论]海拔、土壤深度、季节变化等都能对土壤微生物生物量碳、氮含量产生显著的影响,土壤的理化性质、样地林分组成等是导致土壤微生物生物量碳、氮差异的主要影响因子.